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1、第二节第二节 基因的表达基因的表达 1.1.理解基因表达的概念。理解基因表达的概念。2.2.掌握转录和翻译的过程。掌握转录和翻译的过程。3.3.掌握中心法则的内容及其发展。掌握中心法则的内容及其发展。DNADNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体染色体是染色体是DNADNA的主要的主要载体载体基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因中脱氧核苷酸的排基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着列顺序代表着遗传信息遗传信息是主要的遗传物质是主要的遗传物质是遗传物质的是遗传物质的基本基本结构结构和功能单位和功能单位知识回顾知识回顾生物呈现多样性生物呈现多样性生物呈现多样性生物呈现多样性
2、性状的直接体现者？性状的直接体现者？ 蛋白质是由蛋白质是由_控制的控制的 蛋白质蛋白质 基因基因蛋白质蛋白质基因的表达：基因的表达：指基因通过控制蛋白质的合成来决定性状的过程。指基因通过控制蛋白质的合成来决定性状的过程。1.1.探究遗传信息的传递途径探究遗传信息的传递途径实验实验1 1 A A组组B B组组标记标记未标记未标记（1 1）RNARNA的合成发生在哪里？的合成发生在哪里？细胞核细胞核 （2 2）B B组变形虫的细胞质组变形虫的细胞质内内为什么会出现有标记的为什么会出现有标记的RNARNA分子？分子？RNARNA由细胞核进入细胞质控制蛋白质的合成由细胞核进入细胞质控制蛋白质的合成讨论
3、：讨论：一、转录一、转录 实验实验2 2（1 1）实验中）实验中RNARNA酶有什么作用？酶有什么作用？水解水解RNARNA（2 2）从实验中可以得出什么结论？）从实验中可以得出什么结论？RNARNA与蛋白质的合成直接有关与蛋白质的合成直接有关由实验可知：由实验可知：遗传信息不是由遗传信息不是由DNADNA直接传递到蛋白质的，而是直接传递到蛋白质的，而是通过另一种核酸通过另一种核酸RNARNA实现的。实现的。DNADNA的遗传信息是怎样传递给的遗传信息是怎样传递给mRNAmRNA的呢？的呢？2.2.转录：转录：在细胞核中，在细胞核中，DNADNA分子首先分子首先解开双链解开双链，以其中的，以其
4、中的一条链为模一条链为模板板按照按照碱基互补配对碱基互补配对的原则合成的原则合成RNARNA的过程。的过程。转录过程总结转录过程总结场所：场所： 模板：模板： 原料：原料：条件：条件：原则：原则：产物：产物：主要在细胞核主要在细胞核DNADNA的一条链的一条链4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则C CG G、G GC C、T TA A、A AU U单链单链RNARNAATPATP、解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶3.RNA3.RNA的三种类型的三种类型信使信使RNA RNA ：（mRNAmRNA）A AC CU UU UA AC CU UA AG GU UU
5、U转运转运RNARNA： （tRNAtRNA）接受了接受了DNADNA上的遗传信息，并传递到细胞质中上的遗传信息，并传递到细胞质中每个转运每个转运RNARNA只能识别并转运一种氨基酸只能识别并转运一种氨基酸核糖体核糖体RNARNA： （rRNArRNA）蛋白质的合成场所蛋白质的合成场所核糖体的组成成分核糖体的组成成分反密码子反密码子复制与转录的比较复制与转录的比较复制复制转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量碱基配对碱基配对产物产物主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核完全解旋完全解旋只解旋有遗传效应的片段只解旋有遗传效应的片段DNADNA的两条链的两条链只有只有DNA
6、DNA的一条链的一条链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPATPATP子代子代DNADNA单链单链RNARNAA-T T-A G-C C-GA-T T-A G-C C-GA-U T-A G-C C-GA-U T-A G-C C-G转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNARNA上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？顺序呢？mRNAmRNA如
7、何将信息翻译成蛋白质呢？如何将信息翻译成蛋白质呢？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢? ?2.2.密码子密码子: :U UU UU UU UA AA AA AG GC C 信使信使RNARNA信使信使RNARNA上决定一个特定氨基酸的碱基三联体。上决定一个特定氨基酸的碱基三联体。 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子1.1.概念：概念：在细胞质中在细胞质中, ,以信使以信使RNARNA为模板，合成具有一定为模板，合成具有一定氨基酸氨基酸序列序列的蛋白质的过程。的蛋白质的过程。 二、翻译二、翻译缬缬 氨氨 酸酸（起始）（起始）甲甲 硫硫 氨氨 酸酸（起始
8、）（起始）终终 止止终终 止止终终 止止找一找丙氨酸的密码子及转录该密码子的找一找丙氨酸的密码子及转录该密码子的DNADNA上对应上对应的碱基对。的碱基对。GCUGCU丙氨酸丙氨酸GCCGCCGCAGCAGCGGCGCGGCGGGCCGCCCGTCGTGCAGCACGCCGCGCGGCGCGACGAGCTGCT共有共有6464种，其中种，其中2 2种种起始起始密码子密码子( (决定决定氨基酸氨基酸) )，3 3种种终终止止密码子密码子( (不决定不决定氨基酸氨基酸) )。密码子的特点：密码子的特点：一种一种密码子只能决定密码子只能决定一种一种氨基酸，氨基酸，一种一种氨基酸可以由氨基酸可以由一种
9、或多种一种或多种密码子决定。密码子决定。游离在细胞质中的氨基酸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是怎样运送到合成蛋白质的生产线上的呢线上的呢? ?tRNAtRNA“搬运工搬运工”携带携带氨基氨基酸部位酸部位反密码子反密码子A A U识别密识别密码子码子亮氨酸亮氨酸AC U天门冬氨酸天门冬氨酸总结：总结：场所：场所：产物：产物：模板：模板：原料：原料：条件：条件：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNAmRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸碱基互补配对：碱基互补配对：G GC C、C CG G、UA、AU遗传信息流动：遗传信息流动： mRNA mRNA蛋白质蛋白质ATPATP、酶
10、、转运、酶、转运RNARNA3.3.遗传信息、密码子、反密码子遗传信息、密码子、反密码子遗传信息遗传信息密码子密码子反密码子反密码子概念概念基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列顺序的排列顺序mRNAmRNA中决定一个氨中决定一个氨基酸的三个相邻碱基酸的三个相邻碱基基tRNAtRNA中与中与mRNAmRNA密码密码子互补配对的三个子互补配对的三个碱基碱基作用作用控制生物的遗传性控制生物的遗传性状状直接决定蛋白质中直接决定蛋白质中的氨基酸序列的氨基酸序列识别密码子，转运识别密码子，转运氨基酸氨基酸种类种类基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列种类、数目和排列顺序的不同，决定顺序的不同，
11、决定了遗传信息的多样了遗传信息的多样性性共共6464种。其中种。其中6161种种能翻译出氨基酸，能翻译出氨基酸，3 3种终止密码子不种终止密码子不能翻译出氨基酸能翻译出氨基酸共共6161种种(tRNA(tRNA也为也为6161种种) )思考：思考：当某当某DNADNA碱基发生改变时，是否一定会导致生物性状发生碱基发生改变时，是否一定会导致生物性状发生改变？改变？因为发生改变的碱基可能有以下两种情况：因为发生改变的碱基可能有以下两种情况：1.1.该碱基位于该碱基位于DNADNA没有遗传效应的片段上；没有遗传效应的片段上；2.2.该碱基发生改变形成的密码子与原来的密码子决定同一该碱基发生改变形成的
12、密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸种氨基酸 不一定不一定4 4. .转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较模板模板原料原料产物产物酶酶碱基互补碱基互补DNADNA复制复制DNADNADNADNA转录转录DNARNADNARNA翻译翻译RNARNA蛋白蛋白质质mRNAmRNA游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸游离的核游离的核糖核苷酸糖核苷酸游离的氨游离的氨基酸基酸双链双链DNADNA分子分子RNARNA蛋白质蛋白质解旋酶解旋酶DNADNA聚合聚合酶等酶等解旋酶解旋酶RNARNA聚聚合酶等合酶等母链与子母链与子链之间链之间模板模板DNADNA和和RNARNA之间之间mRNAmRN
13、A和和tRNAtRNA之间之间亲代亲代DNADNA的两条链的两条链DNADNA的一的一条链条链 蛋白质蛋白质合成酶合成酶DNADNA的遗传信息的遗传信息mRNAmRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序转录转录翻译翻译数量数量n n3n3n6n6n5 5. .基因指导蛋白质的合成过程中碱基和氨基酸数目的计算基因指导蛋白质的合成过程中碱基和氨基酸数目的计算蛋白质（性状）蛋白质（性状）DNA(DNA(基因）基因） 转录转录逆转录逆转录 RNARNA翻译翻译三、中心法则三、中心法则1.1.内容：遗传信息只能由内容：遗传信息只能由DNADNA传递到传递到DNA,DNA,或
14、由或由DNADNA传递传递到到RNARNA，然后决定蛋白质的特异性。，然后决定蛋白质的特异性。2.2.完善后的示意图：完善后的示意图：复制复制复制复制过程过程模板模板原料原料碱基互补碱基互补产物产物实例实例DNADNA的的复制复制(DNADNA)(DNADNA)DNADNA的的两条链两条链A A、T T、C C、G G四种脱氧四种脱氧核苷酸核苷酸ATATTATACGCGGCGCDNADNA以以DNADNA作作遗传物质遗传物质的生物的生物转录转录(DNARNA)(DNARNA)DNADNA的的一条链一条链A A、U U、G G、C C四种核糖核四种核糖核苷酸苷酸AUAUTATACGCGGCGCR
15、NARNA几乎所有生几乎所有生物物翻译翻译(RNA(RNA多多肽肽) )信使信使RNARNA2020种种氨基酸氨基酸AUAUUAUACGCGGCGC多肽多肽除病毒以除病毒以外的细胞外的细胞生物生物过程过程模板模板原料原料碱基互补碱基互补产物产物RNARNA的复制的复制(RNARNA)(RNARNA)RNARNAA A、U U、G G、C C四种核糖四种核糖核苷酸核苷酸AUAUUAUACGCGGCGCRNARNA逆转录逆转录(RNADNA)(RNADNA)RNARNAA A、T T、C C、G G四种脱氧四种脱氧核苷酸核苷酸ATATUAUACGCGGCGCDNADNA1.1.信使信使RNARNA
16、中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）A.A.转运转运RNARNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序B.B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C.C.核糖体上的核糖体上的RNARNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序D.DNAD.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序D D2.2.已知某转运已知某转运RNARNA的一端的三个碱基顺序是的一端的三个碱基顺序是GAUGAU，它所转运的，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是由下列哪个氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是由下列哪个转录来的（转录来的（
17、）A.GAT A.GAT B.GAAB.GAAC.GUA C.GUA D.CTAD.CTAA A3.3.组成人体蛋白质的组成人体蛋白质的2020种氨基酸对应的密码子共有（种氨基酸对应的密码子共有（ ）A.4A.4个个 B.20B.20个个 C.61C.61个个 D.64D.64个个4.4.某条多肽的相对分子质量为某条多肽的相对分子质量为27782778，若氨基酸的平均相对分，若氨基酸的平均相对分子质量为子质量为110110，考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度，考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是至少是( () )A.75A.75对碱基对碱基 B.78B.78对碱基对碱基C.90C.
18、90对碱基对碱基 D.93D.93对碱基对碱基C C【解解析析】根根据据题题中中条条件件可可知知该该多多肽肽由由3030个个氨氨基基酸酸组组成成，则则mRNAmRNA应应为为3030个个密密码码子子再再加加上上1 1个个终终止止密密码码子子，编编码码多多肽肽的的基基因碱基为因碱基为31316 6186,93186,93对碱基对碱基D D5.5.中中心心法法则则揭揭示示了了生生物物遗遗传传信信息息由由DNADNA向向蛋蛋白白质质传传递递与与表表达达的过程，请回答下列问题：的过程，请回答下列问题：(1)a(1)a、b b、c c、d d所所表表示示的的四四个个过过程程依依次次分分别别是是_、_、_
19、和和_。(2)(2)需需要要tRNAtRNA和和核核糖糖体体同同时时参参与与的的过过程程是是_(_(用用图图中中的的字母回答字母回答) )。(3)a(3)a过程发生在真核细胞分裂的过程发生在真核细胞分裂的_期。期。(4)(4)在在真真核核细细胞胞中中，a a和和b b两两个个过过程程发发生生的的主主要要场场所所是是_。(5)(5)能能特特异异性性识识别别信信使使RNARNA上上密密码码子子的的分分子子是是_，后后者所携带的分子是者所携带的分子是_。(6)RNA(6)RNA病病毒毒的的遗遗传传信信息息传传递递与与表表达达的的途途径径有有( (用用类类似似本本题题图图中的形式表达中的形式表达) )
20、：_；_。【解解析析】中中心心法法则则包包括括五五个个环环节节，a a、b b、c c、d d、e e依依次次是是DNADNA复复制制、转转录录、翻翻译译、逆逆转转录录、RNARNA复复制制；在在翻翻译译的的过过程程中中需需要要tRNAtRNA和和核核糖糖体体同同时时参参与与；a a发发生生于于细细胞胞分分裂裂的的间间期期，场场所所是是细细胞胞核核；能能特特异异性性识识别别信信使使RNARNA上上密密码码子子的的分分子子是是tRNAtRNA，是是翻翻译译的的工工具具，携携带带氨氨基基酸酸；RNARNA病病毒毒的的遗遗传传信信息息传传递递与与表表达达的的途途径径：在在逆逆转转录录病病毒毒中中为为
21、RNARNADNARNADNARNA蛋蛋白白质质；非非逆转录病毒中包括逆转录病毒中包括RNARNA复制和翻译。复制和翻译。答案答案: :(1)DNA(1)DNA复制转录翻译逆转录复制转录翻译逆转录(2)c(2)c(3)(3)间间(S)(S)(4)(4)细胞核细胞核(5)tRNA(5)tRNA(转运转运RNA)RNA)氨基酸氨基酸(6) RNADNARNA(6) RNADNARNA蛋白质蛋白质6.6.据图回答下列问题：据图回答下列问题：（1 1）在生物体内图）在生物体内图a a所示的过程是所示的过程是_，进行的主要场，进行的主要场所是所是_，其所需的原料是，其所需的原料是_，产物是，产物是_。（
22、2 2）图）图b b所示的过程是所示的过程是_，进行的场所是，进行的场所是_，所，所需的原料是需的原料是_，此原料的种类主要有，此原料的种类主要有_种，它们的种，它们的共同特点是共同特点是_，结构通式为，结构通式为_。（3 3）碱基）碱基分别为分别为_、_、_，图图b b中的中的、分别为分别为_、_，若，若所示的三所示的三个碱基为个碱基为UACUAC，则此时，则此时所携带的氨基酸的密码子为所携带的氨基酸的密码子为_。（4 4）若已知）若已知R R链中（链中（A+GA+G）/ /（T+CT+C）的值为）的值为0.80.8，Y Y链中的链中的（A+GA+G）/ /（T+CT+C）的值为）的值为_，
23、R R、Y Y链构成的链构成的DNADNA分分子中（子中（A+GA+G）/ /（T+CT+C）的值应为）的值应为_。（5 5）人体内有的细胞不会发生图）人体内有的细胞不会发生图a a和图和图b b所示的过程，如所示的过程，如_，其原因是，其原因是_。答案：答案：（1 1）转录）转录 细胞核细胞核 核糖核苷酸核糖核苷酸 RNARNA（2 2）翻译）翻译 核糖体核糖体 氨基酸氨基酸 20 20 至少含有一个氨基和一至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 （3 3）U G C U G C 转运转运RNA RNA 核糖体核糖体 AUG AUG （4 4）1.25 11.25 1（5 5）成熟的红细胞）成熟的红细胞 该细胞中无细胞核不存在该细胞中无细胞核不存在DNA DNA 基因基因表达表达翻译翻译转录转录原料原料场所场所产物产物原料原料场所场所产物产物常怀一颗感恩之心，就会使人心态平和，使人知足常乐。
