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1、第四章 基因的表达,蛋白质是生命活动的_者和_者,性状的形成离不开_(特别是酶)的作用,_控制生物体的性状,基因_蛋白质_来_性状！,体现,承担,蛋白质,基因,通过指导,的合成,控制,基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程称为基因的表达,从恐龙化石中提取出恐龙 DNA ， 真的可以使恐龙复活吗？,电影侏罗纪公园中 恐龙复活的场景,如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？,当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一 认识，分析现实中一些具体的问题呢？例如：在现实 生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园中描述的 那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？ 如果能利用恐龙的DNA使恐龙复
2、活，你认为主要 要解决什么问题呢？,基因,蛋白质的合成,指导,基因是有_的_片段； DNA 主要存在于_中，而蛋白质的合成是在_中进行的。,细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成？,遗传效应,DNA,细胞核,细胞质,以_为媒介,RNA,为什么RNA适合做DNA的信使呢？,基因指导蛋白质的合成,DNA、RNA 的主要区别,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核糖,A T C G,A U C G,多为双链结构,多为单链结构,细胞核,细胞质, RNA一般是_链，而且比 DNA 短，能够通过_，从_转移到_中。,单,核孔,细胞核,细胞质,RNA是由核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。,R
3、NA 的种类,信使 RNA(mRNA),核糖体 RNA(rRNA),转运 RNA(tRNA),将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。,氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。,核糖体的组成部分,RNA的结构和作用,当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的转录和翻译。,三叶草形,有臂,有环,一端可携带氨基酸,另一端有三个碱基,转运 RNA(tRNA),场所：,主要在细胞核,模板：,DNA的一条链,结果：,形成一条mRNA,过程：,条件：,模板：,酶： 解旋酶、RNA聚合酶,原
4、料：四种核糖核苷酸,能量： ATP,这样：DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,解旋酶,RNA聚合酶,DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？(阅读P.63),在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程称为转录。,DNA的平面结构图,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA,游离的核糖核苷酸,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TA,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,转录的过程,（1）DNA的两
5、条链都能转录吗？ （2）DNA链完全解开吗？,按照碱基配对原则， 1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列， 2、写出b链对应的a链的碱基序列。,比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。,思考与讨论,1、转录与DNA复制有什么共同之处？ 这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？,转录和DNA复制都是以DNA为模板并严格按碱基互补 配对原则进行的。 碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递 下去，从而保证了遗传的稳定性。,2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些 异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？,转录成的RNA碱基序列与模板D
6、NA单链的碱基序列互补配对。 与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。,转录与DNA分子复制的区别,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,生长发育过程,主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体,G-CC-GT-AA - T,G-CC-GT-AA-U,边解旋边复制，半保留复制,边解旋边转录,两个双链DNA分子,一条单链mRNA,复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代,传递遗传信息，为翻译做准备,四种脱氧核苷酸,四种核糖核苷酸,DNA的两条链,DNA中的一条链,模板、原料、ATP、酶,转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、
7、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,碱基与氨基酸之间的对应关系,DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？ 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？ 如果2个碱基编码1个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ 如果3个碱基编码1个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？,思考与讨论,4种,16种,64种,实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,密码子:,决定氨基酸的密码子共有多少种？,氨基酸有多少种?,
8、密码子,密码子,密码子,遗传密码的特性： 1、共64个遗传密码，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。 2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。,3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。,在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。,思考与讨论,1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGU CCGAGCAAGCCG，你能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,2、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
9、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。,3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象 称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？,如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类， 也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对 稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。,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
10、”上的呢？也就是说这个工人是谁呢？,t RNA,（用于和决定氨基酸的 密码子互补配对）,1、细胞中的tRNA有多少种？,61种,2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。,每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。,细胞质,核糖体,肽键,亮氨酸,亮氨酸,肽键,亮氨酸,天门冬 氨酸,亮氨酸,天门冬 氨酸,异亮氨酸,蛋白质的合成过程,1、翻译的起始码是： 终止码是： 2、决定氨基酸的密码子有 种。 3、翻译的位点： 4、肽链由 连接形成。 5、翻译的概念：,AUG、GUG,UAA、UAG、UGA,61,一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个 tRNA的结合位点。一种
11、tRNA携带相应的氨基酸进入 相应的位点。,相邻的氨基酸通过肽键,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程，称为 遗传信息的翻译。,翻译小结,原料：_,多种氨基酸,场所：_,过程：_,核糖体,起始、延伸、中止,模板：_,产物：_,遗传信息传递方向：_,mRNA,蛋白质,mRNA,蛋白质,实际上，在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在37 时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。 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，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合 成出大量的蛋白质。 肽链合成后，就从核糖体 与mRN
12、A复合物脱离，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。,遗传信息的转录与翻译的比较,细胞核,细胞质,4种核糖核苷酸,氨基酸,DNAmRNA AU、TA、CG,mRNAtRNA AU、CG,有,无,RNA,多肽（还需加工）,转录、翻译与DNA复制的比较,游离的脱 氧核苷酸,游离的核 糖核苷酸,游离的 氨基酸,DNA,mRNA,蛋白质,DNADNA,DNAmRNA,亲代DNA的 每一条链,DNA的一条链（模板链）,mRNA,转录,翻译,细胞核,细胞质,细胞核,细胞核,细胞质,mRNA 蛋白质,我们再回到探讨恐龙
13、能否复活的问题上来，答案是 再清楚不过了：即使恐龙的DNA确实包含了全部的 遗传信息，复制仅为纯技术问题的话，我们也仍然 无能为力。因为它并不描述一只恐龙，而是像开了 一张处方（即计算机的软件），必须在另一头恐龙 （即计算机的硬件）体内去实行，也就是为了获得 子恐龙，仍然需要母恐龙。,2、按图4-6所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是: 甲硫氨酸组氨酸色氨酸精氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸,67页思考与讨论,蛋白质种氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系,如果某蛋白质中有n个氨基酸，则指导该蛋白质合成的mRNA的碱基数目为 ，控制该蛋白质合成的DNA（基因）中的碱基数目为 。,3n,6n,比例
14、是_,136,1、遗传密码的组成是（ ）,A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。 B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。 C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。 D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。,答案：B,2、DNA决定RNA的性质是通过（ ）,A、信使RNA的密码 B、DNA特有的自我复制 C、碱基互补配对原则 D、转运RNA的媒介,答案：C,3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ）,A、GAT B、GAA C、GUA D、CTA,答案：A,4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）,A、转运RNA中核苷酸的排列顺序 B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序 D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序,答案：D,5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（ ） 核糖体RNA 转运RNA 信使RNA 氨基酸,答案：B,6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ） 12 B. 24 C. 18 D. 30,
