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1、第第4章章 基因的表达基因的表达 遗传物质实验证据的获得和遗传物质实验证据的获得和DNA双螺旋结构双螺旋结构模型的建立，模型的建立，解决了解决了“基因是什么基因是什么”的问题，生的问题，生物学的研究从此以空前的步伐前进。另一个长期物学的研究从此以空前的步伐前进。另一个长期悬而未决的问题悬而未决的问题“基因是如何起作用的基因是如何起作用的”，成为研究的新热点。成为研究的新热点。 关于蛋白质的研究，此时也有了长足的进展。关于蛋白质的研究，此时也有了长足的进展。人们认识到性状的形成离不开蛋白质（特别是酶）人们认识到性状的形成离不开蛋白质（特别是酶）的作用，于是推测基因通过指导蛋白质的合成来的作用，于
2、是推测基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，并将这一过程称为控制性状，并将这一过程称为基因的表达基因的表达。1第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成（课本（课本（课本（课本P62P62）问题探讨：我们已经认识到基因的本质是具）问题探讨：我们已经认识到基因的本质是具）问题探讨：我们已经认识到基因的本质是具）问题探讨：我们已经认识到基因的本质是具有遗传效应的有遗传效应的有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段，在现实生活中，我们能不能像片段，在现实生活中，我们能不能像片段，在现实生活中，我们能不能像片段，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，利用恐龙的电影侏罗纪公园中描
3、述的那样，利用恐龙的电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的DNADNA（基因），使恐龙复活呢？（基因），使恐龙复活呢？（基因），使恐龙复活呢？（基因），使恐龙复活呢？ 如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的DNADNA使恐龙复活，你认为主要要解使恐龙复活，你认为主要要解使恐龙复活，你认为主要要解使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？决什么问题？决什么问题？决什么问题？ 提示：提示：提示：提示：让恐龙让恐龙让恐龙让恐龙DNADNA上的上的上的上的基因表达（指导蛋白质合成），基因表达（指导蛋白质合成），基因表达（指导蛋白质合成），基因
4、表达（指导蛋白质合成），体现出恐龙的性状。体现出恐龙的性状。体现出恐龙的性状。体现出恐龙的性状。2DNADNA（基因）在细胞核中，蛋白质合成在细胞质中。（基因）在细胞核中，蛋白质合成在细胞质中。（基因）在细胞核中，蛋白质合成在细胞质中。（基因）在细胞核中，蛋白质合成在细胞质中。DNADNA（基因）携带的遗传信息是靠谁传递到细胞质去的？（基因）携带的遗传信息是靠谁传递到细胞质去的？（基因）携带的遗传信息是靠谁传递到细胞质去的？（基因）携带的遗传信息是靠谁传递到细胞质去的？细胞质又是怎样解读遗传信息的？细胞质又是怎样解读遗传信息的？细胞质又是怎样解读遗传信息的？细胞质又是怎样解读遗传信息的？推测：
5、在推测：在推测：在推测：在DNADNA与蛋白质之间有一种充当信使的物质存在。与蛋白质之间有一种充当信使的物质存在。与蛋白质之间有一种充当信使的物质存在。与蛋白质之间有一种充当信使的物质存在。能作为能作为能作为能作为DNADNA信使的物质是什么？信使的物质是什么？信使的物质是什么？信使的物质是什么？一、一、一、一、RNARNA的的的的组成及分类组成及分类组成及分类组成及分类 阅读课本阅读课本阅读课本阅读课本P62-63P62-63第一第一第一第一段及图段及图段及图段及图4-14-14-14-1、图、图、图、图4-24-24-24-2为什么为什么为什么为什么RNARNA适于作适于作适于作适于作DN
6、ADNA的信使呢？的信使呢？的信使呢？的信使呢？RNARNA3含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A A：腺嘌呤：腺嘌呤：腺嘌呤：腺嘌呤GG：鸟嘌呤：鸟嘌呤：鸟嘌呤：鸟嘌呤C C：胞嘧啶：胞嘧啶：胞嘧啶：胞嘧啶U U： 糖糖糖糖 1. 1.基本单位是基本单位是基本单位是基本单位是 ，其组成成分如下：，其组成成分如下：，其组成成分如下：，其组成成分如下：核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核核核核尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶RNARNA从细胞核来到细胞质，需穿过几层生物膜？从细胞核来到细胞质，需穿过几层生物膜？从细胞核来到细胞质，需穿过几层生物膜？从细胞核来到细胞质，需穿过几层生物膜？ 2.RNA 2.RN
7、A的结构：一般是的结构：一般是的结构：一般是的结构：一般是 ，长度比，长度比，长度比，长度比DNADNA短；能通过短；能通过短；能通过短；能通过核孔核孔核孔核孔从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。 3. 3.分类：（阅读课本分类：（阅读课本分类：（阅读课本分类：（阅读课本P63P63第二段及图第二段及图第二段及图第二段及图4-34-3）单链单链单链单链4DNADNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNAmRNA的？的？的？的？mRNAmRNA： tRNA tRNA： rRNArRNA：
8、3 3种种种种RNARNA在翻译中起模板作用在翻译中起模板作用在翻译中起模板作用在翻译中起模板作用转运氨基酸、识别（解读）密码子转运氨基酸、识别（解读）密码子转运氨基酸、识别（解读）密码子转运氨基酸、识别（解读）密码子参与构成核糖体参与构成核糖体参与构成核糖体参与构成核糖体二、遗传信息的转录（阅读课本二、遗传信息的转录（阅读课本二、遗传信息的转录（阅读课本二、遗传信息的转录（阅读课本P63P63P63P63第三段及图第三段及图第三段及图第三段及图4-44-44-44-4）思考：思考：思考：思考：（1 1 1 1）转录要不要先经过解旋？需要什么酶？）转录要不要先经过解旋？需要什么酶？）转录要不要
9、先经过解旋？需要什么酶？）转录要不要先经过解旋？需要什么酶？（2 2 2 2）模板、原料是什么？核糖核苷酸是怎样结合到模板）模板、原料是什么？核糖核苷酸是怎样结合到模板）模板、原料是什么？核糖核苷酸是怎样结合到模板）模板、原料是什么？核糖核苷酸是怎样结合到模板链上的？链上的？链上的？链上的？（3 3 3 3）相邻的核糖核苷酸靠什么酶聚合？产物是什么？）相邻的核糖核苷酸靠什么酶聚合？产物是什么？）相邻的核糖核苷酸靠什么酶聚合？产物是什么？）相邻的核糖核苷酸靠什么酶聚合？产物是什么？（4 4 4 4）转录与复制有何异同？）转录与复制有何异同？）转录与复制有何异同？）转录与复制有何异同？5转转转转录
10、录录录主要场所主要场所主要场所主要场所模板模板模板模板原料原料原料原料产物产物产物产物配对类型配对类型配对类型配对类型细胞核细胞核细胞核细胞核DNADNA的一条链的一条链的一条链的一条链4 4种游离的种游离的种游离的种游离的核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸3 3种种种种RNARNA 1. 1.概念：在细胞核内，以概念：在细胞核内，以概念：在细胞核内，以概念：在细胞核内，以DNADNA的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成基互补配对原则，合成基互补配对原则，合成基互补配对原则，合成RNARNA的过程叫做转录。的过程叫做
11、转录。的过程叫做转录。的过程叫做转录。A-UA-U、T-AT-A、G-CG-C复复复复制制制制主要场所主要场所主要场所主要场所模板模板模板模板原料原料原料原料产物产物产物产物配对类型配对类型配对类型配对类型细胞核细胞核细胞核细胞核DNADNA的的的的两两两两条链条链条链条链4 4种游离的种游离的种游离的种游离的脱氧脱氧脱氧脱氧核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸DNADNAA-TA-T、G-CG-C6DNA的平面结构图的平面结构图AG T AC A A A T TCATG A TT A7AG T AC A A A T UUGGACUGCUGADNA模板链模板链8AG T AC A A A T AGCUGA
12、CGGUUURNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶9AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU10AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA11AG T AC A A A T GCGACGUUGU UA12AG T AC A A A T GCGACGUGU UAU13AG T AC A A A T GCGACGGU UAU U14AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UA15AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA U16AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C17AG T AC A A A T GG
13、CGGU UAU UA U CDNA模板链模板链mRNA18AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNAmRNA细胞质细胞质细胞核细胞核核孔核孔核孔核孔DNADNA模板链模板链模板链模板链核膜核膜核膜核膜19AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质核膜核膜核膜核膜细胞核细胞核204.4.4.4.过程：过程：过程：过程：（1 1 1 1）解旋）解旋）解旋）解旋酶：酶：酶：酶：解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶结果：双链解开，结果：双链解开，结果：双链解开，结果：双链解开，暴露碱基暴露碱基暴露碱基暴露碱基（2 2 2 2）配对）配对）配对）配对原则：原则：
14、原则：原则：碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对原则原则原则原则模板：解开的模板：解开的模板：解开的模板：解开的DNADNA双链中的双链中的双链中的双链中的一条链一条链一条链一条链原料：游离的原料：游离的原料：游离的原料：游离的核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸（3 3 3 3）连接）连接）连接）连接酶：酶：酶：酶：RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶结果：形成一个结果：形成一个结果：形成一个结果：形成一个mRNAmRNA（4 4 4 4）释放）释放）释放）释放合成的合成的合成的合成的mRNAmRNA从从从从DNADNA链链链链上释放上释放上释放上释放DNADNA双链恢复成双
15、螺旋结构双链恢复成双螺旋结构双链恢复成双螺旋结构双链恢复成双螺旋结构3 3 3 3种配对方式：种配对方式：种配对方式：种配对方式：A A- - - -U U、T T- - - -A A、GG- - - -C C21三、遗传信息的翻译（阅读课本三、遗传信息的翻译（阅读课本三、遗传信息的翻译（阅读课本三、遗传信息的翻译（阅读课本P64P64P64P64第一、二段）第一、二段）第一、二段）第一、二段）mRNAmRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？上的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？DNADNA与与与与RNA
16、RNA都只有都只有都只有都只有4 4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有2020种。种。种。种。4 4种碱基怎样决定种碱基怎样决定种碱基怎样决定种碱基怎样决定2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？种氨基酸呢？种氨基酸呢？ 若若若若1 1个碱基决定个碱基决定个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，则个氨基酸，则个氨基酸，则个氨基酸，则4 4种碱基只能决定种碱基只能决定种碱基只能决定种碱基只能决定 4 4 种氨种氨种氨种氨基酸；基酸；基酸；基酸； 若若若若2 2个碱基决定个碱基决定个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，最多能编
17、码个氨基酸，最多能编码个氨基酸，最多能编码个氨基酸，最多能编码 4 42 2 种氨基酸；种氨基酸；种氨基酸；种氨基酸； 若若若若3 3个碱基决定个碱基决定个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，碱基组合数共有个氨基酸，碱基组合数共有个氨基酸，碱基组合数共有个氨基酸，碱基组合数共有 4 43 3 种。种。种。种。 4 43 36464种碱基组合代表种碱基组合代表种碱基组合代表种碱基组合代表6464种密码子，用来决定种密码子，用来决定种密码子，用来决定种密码子，用来决定2020种氨基种氨基种氨基种氨基酸绰绰有余。酸绰绰有余。酸绰绰有余。酸绰绰有余。22 1. 1. 1. 1.密码子的概念：密码子的概念
18、：密码子的概念：密码子的概念： 在在在在mRNAmRNA上，决定一个氨基酸的上，决定一个氨基酸的上，决定一个氨基酸的上，决定一个氨基酸的3 3 3 3个相邻的碱基，叫做个相邻的碱基，叫做个相邻的碱基，叫做个相邻的碱基，叫做密码子密码子密码子密码子。密码子密码子密码子密码子位置位置位置位置mRNAmRNA种类种类种类种类6464种种种种实质实质实质实质决定一个氨基酸的决定一个氨基酸的决定一个氨基酸的决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基（终止个相邻的碱基（终止个相邻的碱基（终止个相邻的碱基（终止密码不决定氨基酸，也属于密码子）密码不决定氨基酸，也属于密码子）密码不决定氨基酸，也属于密码子）密码不决定
19、氨基酸，也属于密码子）例题例题例题例题1. 1.已知一段已知一段已知一段已知一段mRNAmRNA：AUGGAAGCAUGUAUGGAAGCAUGU，它，它，它，它所决定的一段氨基酸顺序的所决定的一段氨基酸顺序的所决定的一段氨基酸顺序的所决定的一段氨基酸顺序的肽链肽链肽链肽链是什么？是什么？是什么？是什么？肽链：肽链：肽链：肽链：甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸- -谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸- -丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸- -半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸23 2. 2.读密码表，分析密码子的特点读密码表，分析密码子的特点读密码表，分析密码子的特点读密码表，分析密码子的特点 阅读课本阅读课本阅
20、读课本阅读课本P65P65表表表表4-14-1，思考问题：，思考问题：，思考问题：，思考问题：（1 1）表中共有多少种密码子？终止密码（不能决定氨基）表中共有多少种密码子？终止密码（不能决定氨基）表中共有多少种密码子？终止密码（不能决定氨基）表中共有多少种密码子？终止密码（不能决定氨基酸）有几种？能决定氨基酸的密码子有几种？酸）有几种？能决定氨基酸的密码子有几种？酸）有几种？能决定氨基酸的密码子有几种？酸）有几种？能决定氨基酸的密码子有几种？（2 2）什么氨基酸仅有一种密码子？其余氨基酸呢？）什么氨基酸仅有一种密码子？其余氨基酸呢？）什么氨基酸仅有一种密码子？其余氨基酸呢？）什么氨基酸仅有一种
21、密码子？其余氨基酸呢？（3 3）哪种密码子既可作为起始密码，又能决定）哪种密码子既可作为起始密码，又能决定）哪种密码子既可作为起始密码，又能决定）哪种密码子既可作为起始密码，又能决定“ “甲硫氨甲硫氨甲硫氨甲硫氨酸酸酸酸” ”？（4 4）“ “一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨基酸只能有一种密码子基酸只能有一种密码子基酸只能有一种密码子基酸只能有一种密码子” ”这话对吗？为什么？这话对吗？为什么？这话对吗？为什么？这话对吗？为什么？（5 5）这套密码子适用于什么
22、生物？）这套密码子适用于什么生物？）这套密码子适用于什么生物？）这套密码子适用于什么生物？24 关于密码子的要点：关于密码子的要点：关于密码子的要点：关于密码子的要点：（1 1）密码子共有）密码子共有）密码子共有）密码子共有 64 64 种，终止密码有种，终止密码有种，终止密码有种，终止密码有 3 3 种，决定氨基种，决定氨基种，决定氨基种，决定氨基酸的密码子有酸的密码子有酸的密码子有酸的密码子有 61 61 种。种。种。种。（2 2）除色氨酸外，其余氨基酸都不止一种密码子。）除色氨酸外，其余氨基酸都不止一种密码子。）除色氨酸外，其余氨基酸都不止一种密码子。）除色氨酸外，其余氨基酸都不止一种密
23、码子。（3 3）AUGAUG既可是起始密码，又能决定甲硫氨酸。既可是起始密码，又能决定甲硫氨酸。既可是起始密码，又能决定甲硫氨酸。既可是起始密码，又能决定甲硫氨酸。（4 4）“ “一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨一种密码子只能决定一种氨基酸，反之，一种氨基酸基酸基酸基酸可以有一种或多种密码子可以有一种或多种密码子可以有一种或多种密码子可以有一种或多种密码子（密码子的简并性）（密码子的简并性）（密码子的简并性）（密码子的简并性）” ”。（5 5）地球上的所有生物全部共用这套密码子。）地球上的所有生物全部
24、共用这套密码子。）地球上的所有生物全部共用这套密码子。）地球上的所有生物全部共用这套密码子。mRNAmRNA进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成蛋白质的蛋白质的蛋白质的蛋白质的“ “生产线生产线生产线生产线” ”。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到运送到运送到运送到“ “生产线生产线生产线生产线” ”上的呢？上的呢？上的呢？上的呢？25 3. tRNA 3. tRNA
25、（转运（转运（转运（转运RNARNA） 阅读课本阅读课本阅读课本阅读课本P65-66P65-66及图及图及图及图4-54-5（1 1）一种单链）一种单链）一种单链）一种单链RNARNA，折叠成像三叶草的形状；它的一端，折叠成像三叶草的形状；它的一端，折叠成像三叶草的形状；它的一端，折叠成像三叶草的形状；它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有是携带氨基酸的部位，另一端有是携带氨基酸的部位，另一端有是携带氨基酸的部位，另一端有3 3个碱基（反密码子），个碱基（反密码子），个碱基（反密码子），个碱基（反密码子），能识别能识别能识别能识别mRNAmRNA上的密码子；上的密码子；上的密码子；上的密码子；（
26、2 2）tRNAtRNA共有共有共有共有6161种，具有专一性（一种转运种，具有专一性（一种转运种，具有专一性（一种转运种，具有专一性（一种转运RNARNA只能只能只能只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以被一种或多种转运转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以被一种或多种转运转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以被一种或多种转运转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以被一种或多种转运RNARNA来转运）来转运）来转运）来转运）（3 3）反密码子概念：在）反密码子概念：在）反密码子概念：在）反密码子概念：在tRNAtRNA上，与密码子发生碱基互上，与密码子发生碱基互上，与密码子发生碱基互上，与密码子发生碱基互补配对的
27、补配对的补配对的补配对的3 3个碱基个碱基个碱基个碱基，叫做，叫做，叫做，叫做反密码子反密码子反密码子反密码子。（注意：并非。（注意：并非。（注意：并非。（注意：并非tRNAtRNA只有只有只有只有3 3个碱基！）个碱基！）个碱基！）个碱基！）26 密码子与反密码子的区别：密码子与反密码子的区别：密码子与反密码子的区别：密码子与反密码子的区别：密码子密码子密码子密码子反密码子反密码子反密码子反密码子位置位置位置位置mRNAmRNAtRNAtRNA种类种类种类种类6464种种种种6161种种种种实质实质实质实质决定一个氨基酸（终止密决定一个氨基酸（终止密决定一个氨基酸（终止密决定一个氨基酸（终止
28、密码除外）的码除外）的码除外）的码除外）的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基个相邻的碱基个相邻的碱基与密码子发生碱基互补与密码子发生碱基互补与密码子发生碱基互补与密码子发生碱基互补配对的配对的配对的配对的3 3个相邻碱基个相邻碱基个相邻碱基个相邻碱基归纳一下，能发生碱基互补配对的共有哪几处？归纳一下，能发生碱基互补配对的共有哪几处？归纳一下，能发生碱基互补配对的共有哪几处？归纳一下，能发生碱基互补配对的共有哪几处？DNADNA的两条链之间；的两条链之间；的两条链之间；的两条链之间；DNADNA模板链与转录的模板链与转录的模板链与转录的模板链与转录的mRNAmRNA链；链；链；链；mRNAmRNA的
29、密码子与的密码子与的密码子与的密码子与tRNAtRNA的反密码子。的反密码子。的反密码子。的反密码子。27 作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：1.1.1.1.DNADNA分子的一条链碱基是：分子的一条链碱基是：分子的一条链碱基是：分子的一条链碱基是：ATGCACTGGCGTTGCTGTCCTTAAATGCACTGGCGTTGCTGTCCTTAA互补链互补链互补链互补链： 。转录转录转录转录mRNAmRNA： 。翻译翻译翻译翻译肽链肽链肽链肽链： 。（提示：根据（提示：根据（提示：根据（提示：根据mRNAmRNA的密码子，到书的密码子，到书的密码子，到书的密码子，到书P65P65查表）查表）查表）查表）28 作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：作业（用科测验纸抄下）：2.2.2.2.填表：表中每个空格都填出填表：表中每个空格都填出填表：表中每个空格都填出填表：表中每个空格都填出DNADNA双链双链双链双链A AC CmRNAmRNAA AtRNAtRNAA A氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸29个人观点供参考，欢迎讨论
