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1、高中生物必修二： 第4章 基因的表达 基因 肤色 眼皮单双 血型 基因基因 有遗传效应的DNA片段 控制生物性状 在染色体上呈线性排列 思考：电影中的科学家是怎么使已 灭绝的恐龙复活的？ 利用恐龙的DNA使恐龙的基因表达出 来,表现恐龙的特性,才是恐龙的复活 。 在基因表达的时候,基因(DNA)就像一张蓝图， 生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的，因为 蛋白质是生命活动的主要承担者（或体现者），基因 对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。 问：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白 质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在 细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白 质的合成呢？两者如何联系起来的
2、呢？ 推测：在DNA和蛋白质之间，有一种中 间物质能够作为传达DNA信息的信使。 科学家发现此物质就是RNA。 问：为什么RNA适于作DNA的信使呢？ 细胞中的两种核酸的比较 DNARNA 组组成元素C、H、O、N、P 基本单单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种） 磷酸 脱氧核糖 A、T、C、G 磷酸 核糖 A、U、C、G 结结 构规则规则 的双螺旋结结构一般单链结单链结 构，较较短 功 能 储储存、传递传递 和表达 遗传遗传 信息 分 布 细细胞核的染色体,线线 粒体,叶绿绿体 细细胞质质，核糖体 化学组成 mRNA:转录信息,翻译的模板 tRNA:运输特定氨基酸 rRNA:核糖体的组成成
3、分 图4-1核糖与脱氧核糖 图4-2 DNA与RNA在化学组成上的区别 图4-3三种RNA示意图 RNA的在细胞中有三种：mRNA（信使RNA）， tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA） 问：DNA的信息是怎么传给mRNA的？ (1)它的分子结构与DNA很相似,也是由基本 单位-核苷酸连接而成,也能储存遗传信息。 (2)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基 互补配对原则”，但U-A。 (3)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此 能够通过核孔转移到细胞质中。 RNA适于作DNA的信使的原因: 图4-4以DNA为模板转录RNA的图解、动画过程 比较复制，转录过程的差异： RNADNA
4、产物 DNA的一条链DNA的两条链模板 边解旋边转录 半保留复制， 边解旋边复制 特点 DNA mRNADNA DNA 信息传 递方向 RNA聚合酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶( 主要酶) 酶 4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料 只解有遗传效应的片段完全解旋解旋 细胞核细胞核场所 转录DNA复制 转录小结： 概念：在细胞核中，以DNA双链中的一 条为模板，合成mRNA的过程。 场所：细胞核 模板：DNA解旋，以其中一条链为模板 原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G） 条件：ATP、酶（RNA聚合酶） 产物：单链的mRNA（信使RNA） 信息传递方向：DNA mRNA 练习巩固： 1.DNA分子的
5、解旋发生在_过程中。 A.复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录 2.果蝇的遗传物质由_种核苷酸组成。 A.2 B.4 C.5 D.8 3.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA 分子( ) A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个 4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱 基。那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T( ) A.12个 B.18个 C.24个 D.30个 D D B C AG T AC A A A T UCAUG A UUA mRNA 细胞质 细胞核 核孔 DNA mRNA在细胞核中合成 AG T AC A A A
6、 T UCAUG A UUA mRNA 细胞质 细胞核 mRNA通过核孔进入细胞质 问题情境： 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基 序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的 碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种 类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗 传信息翻译成蛋白质？ 思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？ 感悟科学家破译遗传密码的推理过程： 1个碱基决定1个氨基酸？ 2个碱基决定1个氨基酸？ 4种,不行！ 16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！ 提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个 氨基酸。 64种，可行！ 密码子：mRNA上三个相邻
7、的碱基称为一 个密码子（三联体密码）。 思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你 能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？ 甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨 酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸 分析密码子的特点： (1)一个密码子决定一个特定的氨基酸； (2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子（ 密码的简并，有何意义？）； (3)起始密码子、终止密码子。64种密码中 ：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3 个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨 基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终 止密码。 (4)几乎所有生物都共用一套密码子。 问： mRNA进入细胞质
8、后，就与蛋白质的 “装配机器”核糖体结合，形成合成蛋 白质的“生产线”。那么，游离在细胞质 中的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的 “生产线”上的呢？ 图4-5 tRNA的结构示意图 专一性：每种tRNA 只能识别并转运一 种氨基酸。 tRNA的反密码子与 mRNA上的密码子 互补配对。 图4-6 蛋白质的合成示意图 动画展示蛋白质的合成过程 图4-6中所示的正在合成的肽链的氨基酸 序列是什么? 甲硫氨酸组氨酸色氨酸精氨酸 半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸 一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链 翻译小结： 概念：游离在细胞质中的各种氨基酸， 以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的过
9、程，称为遗传信息的翻译。 场所：细胞质的核糖体。 模板：以mRNA为模板。 原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）。 条件：酶、ATP 产物：有一定氨基酸顺序的肽链。 信息传递方向：mRNA 蛋白质 比较复制，转录和翻译三个过程的差异： 核糖体细胞核细胞核场所 一个mRNA分 子可以与多个 核糖体结合 边解旋边转录 半保留复制，边 解旋边复制 特点 mRNA 蛋白质DNA mRNADNA DNA 信息传 递方向 肽 链RNADNA产物 20种氨基酸4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸原料 mRNADNA一条链DNA双链模板 生物生长发育过程中细胞分裂间期时间 翻译 转录DNA复制 能发生碱基配对的场所和
10、过程: 场所: 过程: 细胞核、线粒体、叶绿体、 核糖体 DNA复制、RNA复制、转录 、逆转录、翻译 归纳遗传信息流动方向： 思考：DNA的碱基数、mRNA的碱基数与氨基酸 个数的关系如何？ 例：一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该 多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因 分子分别至少有碱基多少个？ A.3 000个和3 000个 B.1 000个和3 000个 C.1 000个和4 000个 D.3 000个和6 000个 小结： DNA的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质的氨基酸 数= 6n:3n:n 6(n+1):3(n+1):n D 总结： 基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA 分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒 体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和 翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从 核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列 步骤，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具 有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承 担细胞生命活动的各项职责。
