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1、第第四四章章 基基因因的的表表达达第一节第一节 基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成学习目标：学习目标：1.复习并掌握复习并掌握DNA与与RNA之间的区别之间的区别 明确明确RNA的种类和功能的种类和功能2.理解理解密码子密码子、反密码子反密码子与氨基酸的关系与氨基酸的关系3.阐述阐述遗传信息转录和翻译的过程遗传信息转录和翻译的过程一、基因的转录一、基因的转录1.DNA和和RNA的区别？的区别？2.RNA有多少种？各有什么功能？有多少种？各有什么功能？3.为什么为什么RNA可以做可以做DNA的信使？的信使？自学提纲自学提纲1（RNA）阅读教材阅读教材62-63页，完成导学案中页，完成导学案
2、中第一部分有关第一部分有关RNA的内容的内容.DNARNA1.RNA1.RNA与与DNADNA的比较的比较P核糖核糖UP脱氧脱氧核糖核糖T尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸双链螺旋双链螺旋一般单链一般单链脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A、G、C、TA、G、C、U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖基本组成单位基本组成单位五碳糖五碳糖碱基碱基全称全称结构（链）结构（链）2.RNA的类型：的类型：信使信使 RNA(mRNA)：转运转运 RNA(tRNA)：核糖体核糖体 RNA(rRNA)：传递遗传信息传递遗传信息转运氨基酸转运氨基酸组成核糖体组成核糖体为什么
3、为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？RNA也是由核苷酸连接而成，也能储也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。存遗传信息。RNA与与DNA的关系中，也遵循碱基互的关系中，也遵循碱基互补配对原则。补配对原则。RNA一般为单链，比一般为单链，比DNA短，能通过短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。核孔，从细胞核转移到细胞质中。自学提纲自学提纲2(转录转录)阅读教材63页，完成导学案第一部分转录的内容，尝试描述转录过程。转录转录场所：场所：产物：产物：条件：条件：碱基互补配对：碱基互补配对：(主要主要)细胞核，线粒体、叶绿体细胞核，线粒体、叶绿体遗传信息流向：遗传信息流向：定义定义过程：
4、过程：解旋解旋合成合成RNARNA脱离脱离DNA复旋复旋以以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNA的过程的过程AAAAGGGGCCCCAAT TCCCCT TGGGGT TT TGGAA（一）（一）转录转录过程过程RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶GGCCCCT TGGGGT TT TGGAAGGCCAAT TCCAAAAGGUUAACCGGCCAAAA模板链模板链RNACCCCT TGGGGT TT TGGAAGGUUAACCGGCCAAAACCAAT TCCAAAAGGG
5、G转录转录场所：场所：产物：产物：条件：条件：碱基互补配对：碱基互补配对：(主要主要)细胞核，线粒体、叶绿体细胞核，线粒体、叶绿体RNA模板、原料、酶、能量模板、原料、酶、能量GC、CG、TA、AU遗传信息流向：遗传信息流向：DNA RNA定义定义过程：过程：解旋解旋合成合成RNARNA脱离脱离DNA复旋复旋DNA复制DNA转录时间时间 生长发育的全过程生长发育的全过程条条件件模板模板原料原料酶酶能量能量产物产物解旋解旋碱基互补配碱基互补配对对AT、T TA A、CG、G GC C有丝分裂的间期和减数有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期第一次分裂前的间期DNADNA的两条链的两条链DNADN
6、A的一条单链的一条单链4 4种游离的种游离的脱氧脱氧核苷酸核苷酸4 4种游离的种游离的核糖核糖核苷酸核苷酸RNARNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶ATPATPDNARNAAU 、TA、 GC、C G 完全解旋完全解旋有遗传效应的片段有遗传效应的片段DNA双双链a链链CATb链链GmRNAAGC当堂反馈当堂反馈GTUCAGATA判断判断DNA的两条链哪一条是模板链，对三条链的两条链哪一条是模板链，对三条链进行补充，分析进行补充，分析mRNA与与DNA两条链的异同。两条链的异同。课堂小结：课堂小结： 在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为的一条链为模板，按照碱基互补配
7、对原则，在模板，按照碱基互补配对原则，在RNA聚合酶的作用下，利用聚合酶的作用下，利用4种核糖种核糖核苷酸为原料，来转录形成核苷酸为原料，来转录形成RNA,这是这是基因指导蛋白质合成的第一步。基因指导蛋白质合成的第一步。 转录得到的转录得到的RNA仍是碱基序列，仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种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？类、数量和排列顺序呢？二、翻译二、翻译自学提纲自学提纲3 阅读教材6467页，完成导学案第二部分的内容。1、密码子及反密码子的定义、种类和特 点2、描述翻译的过程翻译翻译 游离
8、在细胞质中的各种氨基酸，游离在细胞质中的各种氨基酸，以以mRNAmRNA为模板合成具有一定氨基酸为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。顺序的蛋白质的过程。场所场所： 细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体定义：定义：思考：思考： 组成蛋白质的氨基酸：组成蛋白质的氨基酸： 信使信使RNARNA的碱基：的碱基：4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？2020种种4 4种种如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种，即种，即 如果如果
9、2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464 密码子密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。上决定氨基酸的三个相邻的碱基。 密码子密码子1 密码子密码子2 密码子密码子3UCAUG A UUAmRNA密码子共密码子共 种种起始密码子起始密码子 种种终止密码子终止密码子 种种决定氨基酸的密决定氨基酸的密码子码子 种种236461密码子种类密码子种类特点特点一种氨基酸可以有多个密码子一种氨基酸可以有多个密码子一种密码子只对应一种氨基酸一种密码子只对应一种氨基酸所有生物都使用一套密码子所有生物都使用一套密码子简并性：维持生物性
10、状的稳定性简并性：维持生物性状的稳定性通用性通用性tRNAtRNA的结构的结构三叶草结构三叶草结构UCAUG A UUAmRNAA U GU A C 酪氨酸酪氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸U A C 反密码子反密码子tRNA上的反密码子与上的反密码子与mRNA上的密码子上的密码子碱基互补配对，翻译氨基酸碱基互补配对，翻译氨基酸tRNA与氨基酸的关系：与氨基酸的关系：tRNA有有61种，种， 每种每种tRNA只能携带一种氨基酸，只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可对应几种但一种氨基酸可对应几种tRNA 观看翻译的过程后讨论RNA与核糖体结合后形成几个位点氨基酸如何进入核糖体氨基酸如何连接，连接产物是什么核糖
11、体如何读取下一个密码子翻译什么时候终止翻译的过程翻译的过程观看翻译的过程后讨论RNA与核糖体结合后形成几个位点？与核糖体结合后形成几个位点？氨基酸如何进入核糖体？氨基酸如何进入核糖体？氨基酸如何连接，连接产物是什么？氨基酸如何连接，连接产物是什么？核糖体如何读取下一个密码子？核糖体如何读取下一个密码子？翻译什么时候终止？翻译什么时候终止？翻译条件条件模板：模板：mRNA原料：氨基酸原料：氨基酸酶：多种酶酶：多种酶能量：能量：ATP多肽链多肽链A-U U-A G-C C-G 产物：产物：碱基配对：碱基配对：DNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间生长发育的全过程生长发育的全过程场所场所细胞核细胞核
12、细胞核细胞核核糖体核糖体条条件件模板模板DNA两条链两条链DNA一条链一条链mRNA原料原料脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸酶酶解旋酶，解旋酶，DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶能量能量ATPATPATP产物产物DNARNA多肽（蛋白质）多肽（蛋白质）解旋解旋完全解旋完全解旋只解有遗传效只解有遗传效应的片段应的片段碱基互补配对碱基互补配对A-T T-A G-C C-GA-U T-A G-C C-GA-U U-A G-C C-G遗传信息的遗传信息的转录与翻译转录与翻译的比较的比较转录转录翻译翻译场所场所原料原料配对配对模板模板产物产物细胞核细胞核细胞质细胞质4种核糖
13、核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸DNAmRNAAU、TA、CGmRNAtRNAAU、CGDNA的一条链的一条链RNARNA多肽（还需加工）多肽（还需加工）课堂巩固课堂巩固蛋白质种氨基酸数目与蛋白质种氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系1 1、如果某蛋白质中有、如果某蛋白质中有n n个氨基酸，则指导该个氨基酸，则指导该蛋白质合成的蛋白质合成的mRNAmRNA的碱基数目为的碱基数目为 ，控制该蛋白质合成的控制该蛋白质合成的DNADNA（基因）中的碱基（基因）中的碱基数目为数目为 。3n3n6n6n 比例是比例是_136136课堂小测课堂小测 谢 谢 !2 2、一
14、条多肽链上有氨基酸、一条多肽链上有氨基酸300300个，则作为合成该多肽链个，则作为合成该多肽链 模板的信使模板的信使RNARNA分子和转录信使分子和转录信使RNARNA的的DNADNA分子至少要分子至少要 有碱基多少个？有碱基多少个？ A.300A.300；600 B.900600 B.900；18001800 C.900 C.900；900 D.600900 D.600；9009003、已知、已知tRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CUA，则此，则此tRNA运载运载的氨的氨 基酸是基酸是 A亮氨酸亮氨酸 B天冬氨酸天冬氨酸C丙氨酸丙氨酸 D缬氨酸缬氨酸4、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它
15、性质的根本因素、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是是 AmRNA BtRNA CDNA D核糖核糖体体A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸1 1 1 1个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，2 2 2 2个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，3 3 3 3个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨基酸，个碱基决定一个氨
16、基酸，4 (A.U.C.G)4 (A.U.C.G)4 (A.U.C.G)A AA UA CA GC AC UC CC GU AU UU CU GG AG UG CG G只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 4种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 42 2 2 216161616种种种种只能决定只能决定只能决定只能决定4 4 4 43 3 3 364646464种种种种A U CGmRNA上决定一个氨基酸的三个碱基叫密码子密码子特点：密码子特点：起始密码子：起始密码子：普通密码子：普通密码子：终止密码子：终止密码子：3种，不编码氨基酸，只是终止信号种，不编码氨基酸，只是终止信
17、号翻译的结束翻译的结束一种氨基酸可以有多个密码子一种氨基酸可以有多个密码子2种，种，AUG、GUG，翻译的开始，翻译的开始也编码氨基酸也编码氨基酸59种，只编码氨基酸种，只编码氨基酸一种密码子只对应一种氨基酸一种密码子只对应一种氨基酸种种类类简并性：维持生物性状的稳定性简并性：维持生物性状的稳定性通用性：通用性：所有生物都使用一套密码子所有生物都使用一套密码子tRNA的结构的结构UCAUG A UUAmRNAA U GU A C 酪氨酸酪氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸U A C 反密码子反密码子tRNA上的反密码子与上的反密码子与mRNA上的密码子上的密码子碱基互补配对，翻译氨基酸碱基互补配对，翻译氨基
18、酸（4）翻译的过程）翻译的过程tRNA与氨基酸的关系：与氨基酸的关系：tRNA有有61种，种， 每种每种tRNA只能携带一种氨基酸，只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可对应几种但一种氨基酸可对应几种tRNA 一个一个mRNA分子同时结合多个核糖体分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅速合成出大量的蛋白质翻译的具体过程：翻译的具体过程：1.翻译的场所： 2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:核糖体核糖体mRNAmRNA2020种游离的氨基酸种游离的氨基酸tRNAtRNA蛋白质蛋白质酶酶、ATP遗传信息流动：
19、mRNA 蛋白质反密码子反密码子AA U亮氨酸亮氨酸ACU天冬氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸UCAUG A UUAmRNA基因表达中的相关数量关系：基因表达中的相关数量关系：DNA上的碱基数：上的碱基数：mRNA上的碱基数：上的碱基数：蛋白质分子中的氨基酸数蛋白质分子中的氨基酸数= 6：3：13、一条多肽链在有一条多肽链在有500个氨基酸，则作为合成该多肽链个氨基酸，则作为合成该多肽链的信使的信使RNA分子和用来转录信使分子和用来转录信使RNA的的DNA分子至少要分子至少要有碱基（有碱基（ ）A、1500个和个和1500个个 B、500个和个和1000个个C、1000个和个和2000个个
20、D、1500个和个和3000个个练习练习 G G信使RNA C转移RNA氨基酸 丙氨酸密码子 A1、填写下表、填写下表DNA双螺旋双螺旋AGGCCGUCTCA时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件产物产物特点特点碱基配对碱基配对意义意义复制复制转录转录翻译翻译个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链 mRNAmRNA4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸2020种氨基酸种氨基酸多肽链多肽链细胞分裂（有丝分裂和减细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）的间期数第一次分裂）的间期主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核DNADNA的两条链的
21、两条链4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸酶（酶（DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶（酶（RNARNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶、酶、ATPATP、tRNAtRNA2 2 个双链个双链DNADNA一个单链一个单链RNARNA（3 3种）种）半保留，边解旋边复制半保留，边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一个一个 mRNA mRNA 上结合多上结合多个核糖体，顺次合成个核糖体，顺次合成 多条肽链多条肽链A-TA-T、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、U-AU-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、T-AT-A、C-GC-
22、G、G-CG-C 使遗传信息从使遗传信息从亲代传给子代亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状表达遗传信息，使生物表现出各种性状DNA分子的复制、转录、翻译的比较分子的复制、转录、翻译的比较2、已知某转运、已知某转运RNA一端的三个碱基顺序是一端的三个碱基顺序是GAU，它所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（下列哪个转录来的（ ）A、GAT B、GAA C、GUA D、CTAA4、已知一段信使、已知一段信使RNA上有上有12个个A和和G，该信使该信使RNA上共上共有有30个碱基。那么转录成信使个碱基。那么转
23、录成信使RNA的一段的一段DNA分子中应分子中应有有C和和T多少个多少个 （ ）A、12个个 B、18个个 C、24个个 D、30个个D5、某生物精原细胞的染色体上有、某生物精原细胞的染色体上有2n个基因，个基因，DNA含量含量为为6.4C（单位）。则该生物肝细胞的染色体内含有基单位）。则该生物肝细胞的染色体内含有基因数和因数和DNA含量为（含量为（ ）A、n和和3.2C B、2n和和6.4C C、2n和和3.2C D、4n和和12.8C B6、人的胰岛素基因和得以表达的胰岛素基因依次位于、人的胰岛素基因和得以表达的胰岛素基因依次位于（ ）A、体细胞、胰岛细胞中体细胞、胰岛细胞中 B、胰岛细胞、体细胞胰岛细胞、体细胞C、均位于胰岛细胞中均位于胰岛细胞中 D、体细胞、肾小管细胞体细胞、肾小管细胞A第一节第一节 基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成
