2013高一 基因的表达

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1、第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质 的合成学习目标： 1、概述遗传信息的转录和翻译 2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关 系 学习重点：遗传信息转录和翻译的过程 学习难点：遗传信息的翻译过程 每个DNA分子上分布着多个基因； 基因是_的DNA片断； 每个基因中含有成百上千个_； 基因中碱基对的排列顺序代表了_, 不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，因 此，不同基因就含有不同的_。脱氧核苷酸遗传信息有遗传效应遗传信息复习思考：5基因是决定生物性状的基本单位， 但生物的性状却是由蛋白质来体现的。基因控制生物的性状，就是通过控 制蛋白质的合成来实现的。6这一过程也叫做基因的表达DNA(基

2、因)蛋白质RNA转录翻译基 因 指 导 蛋 白 质 合 成 的 过 程8通过前面的学习我们知道，DNA主 要存在于_中。而蛋白质的合成是 在_中的_上进行的。那么，细胞核中的DNA是如何指导 细胞质中蛋白质的合成呢？DNA所携带 的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的 呢？细胞核 细胞质核糖体科学家推测，在细胞核与细胞质之 间应当有一种物质充当信使，能够把 DNA的遗传信息从细胞核传递到细胞质 中的核糖体上。后来通过一系列经典实验证实这种 物质就是_。RNA是什么？结构如何？ DNA和RNA有什么区别？ （阅读课本62页）RNA10DNA的基本单位脱氧 核糖碱基磷酸A G C T-脱氧核苷酸RNA

3、的基本单位-核糖核苷酸核糖碱基磷酸A G C UDNA和RNA的区别是什么？DNA和RNA的区别是什么？五碳糖不同：组成RNA的是核糖，组成DNA的是脱氧核糖。嘧啶碱基有一个不同：RNA含有的是尿嘧啶（U），DNA则为胸腺嘧啶（T）核糖核苷酸和脱氧核苷酸的区别脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)A T C GA U C G通常呈双链结构通常呈单链结构细胞核细胞质DNA和RNA的区别是什么？功 能传递遗传信息携带遗传信息核 酸 核糖 核苷酸基本单位脱氧核糖 核苷酸基本单位核糖 核酸脱氧核糖 核酸依据五碳糖核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸

4、 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸基 本 单 位14核酸共有几种？构成核酸的核苷酸共有多少种？构成DNA的核苷酸共有几种？构成RNA的核苷酸共有几种？构成DNA和RNA的碱基分别有几种？构成核酸的碱基共有多少种？人、烟草、烟草花叶病毒、大肠杆 菌、T2噬菌体等生物，分别含有几种核 酸、几种核苷酸、几种碱基？RNA的种类 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA rRNA mRNA tRNA16mRNA为什么叫 做信使RNA？它是 谁的信使？因为它是能把细胞核中 DNA上的遗传信息传递到细胞 质，所以叫做信使RNA。它是 DN

5、A的信使。为什么mRNA适于作DNA的信使？RNA的种类？17RNA适于作DNA的信使的原因: RNA也是由四种核苷酸连接而成，也能储 存遗传信息。 RNA一般为单链，比DNA短，能通过核 孔，从细胞核转移到细胞质中。 RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补 配对原则。DNA和RNA之间的碱基互补 配对关系是怎样的？思考？18ACGUG U UU ATG C AC A A A T DNARNADNA和RNA之间的碱基互补配对关系19mRNA是如何把DNA的遗传信息从 细胞核传递到细胞质中的呢？首先要搞清的一个问题是：DNA的 遗传信息究竟是怎样传递给RNA的？研究发现，mRNA是在细胞核中，

6、以DNA分子的一条链为模板合成的。这 一过程称为“转录”。mRNA是怎样传递遗传信息的呢？20ACGTG T TT ADNA的平面结构图TG C AC A A A T 要以DNA分子的一条链作为模板合成 RNA，其过程会是怎样的呢？请大家类比 DNA的复制过程，进行推理：DNA分子两条链中 ，具有转录功能的这 条链叫做模板链. 无 转录功能的链叫做非 模版链。AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成mRNARNA 聚合酶TG C AC A A A T 23TG C AC A A A T AGCGACGGUUA24TG C AC A A A T AGCGACGGU

7、UA U25TG C AC A A A T GCGACGGUUA UG26TG C AC A A A T GCGACGUUGA UG27TG C AC A A A T GCGACGUGA UGU28TG C AC A A A T GCGACGUGA UGU29TG C AC A A A T GCGACGGA UGU U30TG C AC A A A T GCGACGGA UGU UA31TG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA U32TG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U CTG C AC A A A T GA UGU UA U C形成 mRNA 链

8、，DNA的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNARNA聚合酶结合在DNA的模板链上，该 部位的双螺旋解开成为单链。接着以DNA一条单链为模板，按碱基互 补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷 酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链 。最后，合成的RNA链与模板链脱 离，局部解旋的两条DNA单链复旋，恢复为 原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被 复制到了mRNA上。请你用自己的语言描述转录的过程：总结“转录”的知识点概念：场所：条件：模板：酶： 原料：能量： DNA的一条链四种游离的核糖核苷酸RNA聚合酶ATP细胞核以DNA的一条链为模板，合成mRNA 的过程 DNA 局部解旋； 以D

9、NA一条链为模板合成RNA； mRNA从DNA模板链上释放，DNA复原遗传信息由DNA传递到了mRNA上实质：mRNA过程：总结“转录”的知识点产物：37RNA合成后，应该到哪儿去？思考？38核糖体mRNA 与核糖体结合UCAUG A UUA39mRNA通过核孔进入细胞质中与核糖 体结合，开始它新的历程翻译遗传学上把以信使RNA为模板，在 核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋 白质的过程，叫做“翻译”。“翻译”实质上是将mRNA的碱基序 列转换成蛋白质的氨基酸序列的过程。那么，mRNA中的碱基序列是怎样决 定蛋白质中的氨基酸序列的呢?碱基和氨基酸之间的对应关系是怎 样的呢？41组成生物体蛋白质的

10、氨基酸有20种，而 RNA只有4种核苷酸，4种碱基 A U G C 如 何决定20种氨基酸呢？逻辑推理：l一个碱基决定一个氨基酸，能决定 种l两个碱基决定一个氨基酸，能决定 种l三个碱基决定一个氨基酸，能决定 种4166442UCAUG A UUAmRNA （模板）密码子 密码子 密码子密码子 mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸查一查密码子表，上述三个密码子依次 决定哪几个氨基酸？43441、地球上几乎所有的生物体都共用上述密 码子表。根据这一事实，你能想到什么？地球上的所有生物都有着或远或近的亲 缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言， 或者生命在本质上是统一的。密码子 2、所有的密码子都

11、能对应某种氨基酸吗？有三个密码子不决定任何氨基酸， 叫做终止密码。密码子 同一种氨基酸可能对应_种密码子；相同的氨基酸对应的密码子_不同的氨基酸对应的密码子_不同的密码子对应的氨基酸_；一种密码子只能对应_种氨基酸。一种或多一可能相同一定不同3、分析密码子表，一种氨基酸可能有几个 密码子？这一现象称做密码子的简并性可以不同 如果密码子中的一个碱基发生变化，由于 密码子的简并性，可能不会改变其对应的 氨基酸；增强了密码子的容错性； 当某种氨基酸的使用频率高时，几种不同 的密码子都编码同一种氨基酸，可以保证 翻译的效率。4、你认为密码的简并性对生物体的生存发 展有什么意义？密码子 48当某DNA碱

12、基发生改变，是否 一定会导致生物性状发生改变？ 1、该碱基位于DNA无效片段上； 2、该碱基改变后形成的密码子与原 来的密码子决定同一种氨基酸 3、隐形突变；不一定。mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器 ”核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线 ”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产 产品。那么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合 成蛋白质的“生产线”上的呢？也就是说这个工人是 谁呢？tRNA请你用自己的语 言概括一下：mRNA 和核糖体在氨基酸合 成蛋白质的过程中分 别起什么作用？作为搬运氨基酸的工人 ，tRNA需要具备什么样 的能力，才能把氨基酸 准确的转运到生产线上 ？第

13、一能识别和携带氨基酸第二能识别密码子50“搬运工”：转运 RNA（tRNA)一种转运RNA只 能转运一种特定的氨 基酸。转运RNA的另一 端有三个碱基，能与 mRNA上的密码子相 配对，因而叫做“反 密码子”。tRNA至少有多少种？A A U亮氨酸AC U天门 冬酰氨AUG异亮氨酸反密码子 反密码子 反密码子一种tRNA只能携带一种氨基酸反密码子和密码子是什么关系?决定上 述三种氨基酸的密码子分别是什么？52UCAUG A UUAA A U甲硫氨酸AC U天冬氨酸核糖体mRNA 与核糖体结合AGTACAAATUCAUGUUUAAUG异亮氨酸53UCAUG A UUA脱水缩合AUG异亮氨酸AGT

14、ACAAATUCAUGUUUAA A U甲硫氨酸AC U天冬氨酸一个个氨基酸分子有序的缩合成肽链UCAUG A UUAAGTACAAATUCAUGUUUA甲硫氨酸AC U天冬氨酸 AUG异亮氨酸55UCAUG A UUAtRNA离开，再去转运下一个氨基酸AGTACAAATUCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸AC U56AGTACAAAT UCAUGUUUAUCAUG A UUA以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸5759为了提高翻译的效率，通常一个mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行 多条肽链的合成。肽链合成后，就从核糖体与mRNA的

15、复 合物上脱离，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。mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。 目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量 的蛋白质。 方向：从左向右（见上图），判断依据是根据多 肽链的长短，长的翻译在前。结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要 运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。即时突破1.（2008江苏生物，24）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（多选） ( )A.图中表示4条多肽链正在合成B.转录尚未结束，翻译即已开始C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链BD2. 翻译 概念：把信使RNA（mRNA）上决定一个氨基酸 的3个相邻的碱基叫做一个密码子UCAUG A UUA密码子：以信使RNA为模板，合成具有一定氨基 酸顺序的蛋白质的过程叫做“翻译”模板：细胞质(核糖体)场所：原料：20种氨基酸转移RNA ( tRNA )氨基酸的结合部位专一地与mRNA 上的密码子配对过程：运载工具：2. 翻译产物： mRNA与核糖体结合，决定氨基酸顺序； tRNA搬运对应的氨基酸到核糖体的对应位 置； 核糖体负责氨基酸的