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1、4.1 4.1 基因指点蛋白基因指点蛋白质质的合成的合成第四章基因的表达第四章基因的表达蛋白蛋白质是生命活是生命活动的的_者和者和_者者性状的构成离不开性状的构成离不开_(_(特特别是是酶) )的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因基因_蛋白蛋白质_来来_性状！性状！表达表达承当承当蛋白蛋白质基因基因经过指点指点的合成的合成控制控制DNA蛋白质合成细胞核胞核细胞胞质核孔核孔RNA 一、一、RNARNA的构造、分的构造、分类类和作用和作用l当生物只需当生物只需RNA时，它是，它是遗传物物质；当；当细胞中胞中含有含有DNA时，RNA主要是担任主要是担任DNA遗传信息的信息的翻翻译和和转
2、录。DNARNA脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖1 1、RNARNA的化学组成、空间构造及种类：的化学组成、空间构造及种类：根本单位：根本单位：核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸种类：种类：mRNAmRNA作作作作为为为为DNADNA的信使的信使的信使的信使tRNAtRNA转转转转运氨基酸运氨基酸运氨基酸运氨基酸rRNArRNA核糖体的核糖体的核糖体的核糖体的组组组组成成分成成分成成分成成分作作作作为为某些病毒的某些病毒的某些病毒的某些病毒的遗传遗传物物物物质质催化作用的催化作用的催化作用的催化作用的酶酶RNA的称号的称号核糖核酸核糖核酸核糖核酸核糖核酸RNA和和DNA的比的比较较TCATG T
3、 TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面构造的平面构造图图AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条的一条链为模板合成模板合成RNARNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNA与与RNA的碱基互的碱基互补补配配对对：A C TRNA RNA 聚合酶聚合酶UUGGAAAG T AC A A A T AGCGACGGUUUUAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGAC
4、GUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C构成的构成的 mRNA mRNA 链，DNADNA上的上的遗传信息就信息就传送到送到mRNAmRNA上上RNADNAAG T AC A A A
5、 T UCAUGuUUAmRNA 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA经过核孔进入细胞质经过核孔进入细胞质转录的定义：转录的定义： 转录的场所：转录的场所： 转录的模板：转录的模板：转录的原料：转录的原料：转录的条件：转录的条件：转录时的碱基配对转录时的碱基配对: 7转录的结果：转录的结果：遗传信息流动：遗传信息流动：在在细胞核中以胞核中以DNADNA的一条的一条链为模模板板, ,按碱基互按碱基互补配配对原那么原那原那么原那么，合成么，合成mRNAmRNA的的过程程细
6、胞核胞核DNA的一条的一条链链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合聚合酶酶和和ATP、模板、原料、模板、原料碱基互碱基互补配配对原那么原那么构成构成mRNAC-G,G-C,T-A,A-UC-G,G-C,T-A,A-U(A(A、GG、C C、U U 二、二、遗传信息的信息的转录DNA mRNA 类别项目 复制转录场所 解旋模版原料酶能量碱基配对产物细胞核胞核细胞核胞核完全解旋完全解旋只解开有只解开有遗传效效应片段片段DNA的两条的两条链链只需只需DNA一条一条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋解旋酶酶、DNA聚合聚合酶酶DNA解旋解旋酶酶、RNA聚合聚合酶酶A
7、TPATPA-T C-G G-C T-AA-U G-C C-G T-A子代子代DNAmRNA1 1、假、假设设1 1个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么2 2、假、假设设2 2个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么A A、G G、C C、U U分分别别决决议议1 1种，共种，共4 4种种AA AG AC AUAA AG AC AUGA GG GC GUGA GG GC GUCA CG CC CUCA CG CC CUUA UG UC UUUA UG UC UU共有共有1616种种组合，可以决合，可以决议1616种氨基酸种氨基酸mRNAmRNA是怎样把遗传信息传
8、送给蛋白质的呢？是怎样把遗传信息传送给蛋白质的呢？第1个碱基第2个碱基A AG GC CU UA AG GC CU U请推测：请推测：mRNAmRNA的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系的碱基与组成蛋白质的氨基酸之间的对应关系1 1、假设、假设1 1个碱基决议个碱基决议1 1种氨基酸，那种氨基酸，那么么2 2、假设、假设2 2个碱基决议个碱基决议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么共有共有1616种组合，可以决议种组合，可以决议1616种氨基酸种氨基酸16 = 44 = 42A A、G G、C C、U U分别决议分别决议1 1种，共种，共4 4种种4 = 14 = 413 3、假、假设设3
9、3个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么64 = 43共有共有6464种组合。种组合。mRNAmRNA的碱基与的碱基与组组成蛋白成蛋白质质的氨基酸之的氨基酸之间间的的对应对应关系关系1 1、假、假设设1 1个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那种氨基酸，那么么2 2、假、假设设2 2个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么3 3、假、假设设3 3个碱基决个碱基决议议1 1种氨基酸，那么种氨基酸，那么密密码子子概念：概念：mRNA上决上决议议一个氨基酸的一个氨基酸的3个相个相邻邻碱基碱基UCAUG U UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子根据教材
10、根据教材65页密密码子表，子表，讨论以下以下问题：1、起始密、起始密码、终止密止密码各有几种？各有几种？ 它它们分分别决决议哪种氨基酸？哪种氨基酸？ 决决议氨基酸的密氨基酸的密码子有多少种？子有多少种？ 2、一个密、一个密码子最多能子最多能编码几种氨基酸？几种氨基酸？ 编码亮氨酸的密亮氨酸的密码子有多少种？子有多少种？ 由此我由此我们可以得出什么可以得出什么样的的结论？3、地球上几乎一切生物都共用一套密、地球上几乎一切生物都共用一套密码子密子密码子的子的 通用性，根据通用性，根据这一特性，他能想到什么？一特性，他能想到什么？1 1种种一种氨基酸可以由多种密一种氨基酸可以由多种密码子子编码简并性
11、并性3 3种种2 2种种6161种种3 3种种终终止密止密码码不决不决议议氨基酸氨基酸生物有共同的来源生物有共同的来源转转基因基因6 6种种AUGAUG甲硫氨酸甲硫氨酸 GUG GUG缬缬氨酸氨酸图图4-5 tRNA的构造表示图的构造表示图 tRNA的反密的反密码码子与子与mRNA上的密上的密码码子子互互补补配配对对。反密反密码子子概念：概念：种类：种类：与与mRNA分子中密分子中密码子互子互补配配对的的tRNA上的上的3个碱基个碱基61种，反密种，反密码码子与子与61种决种决议议氨基酸的密氨基酸的密码码子子对应对应A A U亮氨酸亮氨酸tRNAtRNA专注性：每种注性：每种tRNA只能只能识
12、别并并转运一运一种氨基酸。种氨基酸。UCAUG U UUAmRNAAA U 亮氨酸AC A缬氨酸氨酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸 反反反反密密密密码码码码子子子子 密密密密 码码码码 子子子子1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、模板：、模板：4、原料：、原料：5、产物：、产物：7、配对原那么：、配对原那么：6、运载工具：、运载工具：游离在游离在细胞胞质中的各种氨基酸，以中的各种氨基酸，以 mRNA为模模板，合成具有一定氨基酸板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白序的蛋白质的的过程程核糖体核糖体细胞胞质mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸蛋白蛋白质或多或多肽链tRNAA-U，U-A，C-G，G-C
13、二、二、遗传信息的翻信息的翻译其他条件：其他条件：各种各种酶与蛋白与蛋白质合成有关的合成有关的酶和和ATP从基因的表达从基因的表达过程可以看出：程可以看出：DNADNA基因中脱氧核苷酸的基因中脱氧核苷酸的陈列列顺序决序决议了信使了信使RNARNA中中 ，进而决而决议 的的陈列列顺序，最序，最终决决议了了 的构造的构造和功能。和功能。核糖核苷酸核糖核苷酸/ /密密码子子氨基酸氨基酸蛋白蛋白质项目项目项目项目DNADNADNADNA复制复制复制复制转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译场所场所场所场所模板模板模板模板原料原料原料原料能量能量能量能量酶酶酶酶DNADNA解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶DNADNA
14、聚合酶等聚合酶等聚合酶等聚合酶等DNADNA解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶 RNARNA聚合酶等聚合酶等聚合酶等聚合酶等碱基配对碱基配对碱基配对碱基配对AT TAAT TACG GC CG GC AU TAAU TACG GCCG GC产物产物产物产物DNADNAmRNAmRNA信息传递信息传递信息传递信息传递DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA列表比列表比列表比列表比较较DNADNADNADNA复制、复制、复制、复制、转录转录和翻和翻和翻和翻译译细细胞核主要胞核主要胞核主要胞核主要DNA两条链两条链细细胞核主要胞核主要胞核主要胞核主要核糖体核糖体核糖体核糖体细细胞胞胞胞质质DNAD
15、NA一条一条一条一条链链链链mRNAmRNA四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸种氨基酸种氨基酸ATP多种多种多种多种酶酶A-U U-AA-U U-AC-G G-CC-G G-C蛋白蛋白蛋白蛋白质质多多多多肽肽mRNA mRNA 蛋白蛋白蛋白蛋白质质质质2、以下过程中，不出现碱基互补配对的是、以下过程中，不出现碱基互补配对的是 ( ) A . DNA 分子的复制分子的复制 B 以以 DNA为模板合成为模板合成mRNA C 以以 mRNA 为模板合成蛋白质为模板合成蛋白质 D . RNA 经过核孔
16、转移到细胞质中经过核孔转移到细胞质中 D3、在蛋白质合的合成过程中，决议蛋白质种类的是：、在蛋白质合的合成过程中，决议蛋白质种类的是： A、核苷酸、核苷酸 B、信使、信使RNA C、核糖体、核糖体 D、转运、转运RNA4、以下哪一项不能够是遗传密码、以下哪一项不能够是遗传密码 A. ATC B. UUC C. CAG D. GGCBA1、与DNA相比，RNA所特有的成分是 A. 脱氧核糖和鸟嘌呤 B. 核糖和尿嘧啶 C. 脱氧核糖和胸腺嘧啶 D. 核糖和胸腺嘧啶B 稳稳定定定定练习练习：思索思索题1： 某生物基因某生物基因单链的一段是的一段是 G C A G A C A A A ，假，假设以此
17、以此链为模板，模板，经转录翻翻译构成构成的多的多肽链上所上所对应的氨基酸的氨基酸顺序是序是 。苯丙氨酸苯丙氨酸UUU； 天冬氨酸天冬氨酸GAC亮氨酸亮氨酸CUG； 赖氨酸氨酸AAA精氨酸精氨酸CGU； 丙氨酸丙氨酸GCAA、 B、 C 、 D、 D DNADNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨基酸氨基酸 C G TC G TG C AG C AC G UC G UC AC A1、根据转录和翻译过程填充、根据转录和翻译过程填充密码密码 G C A 丙氨酸丙氨酸课堂堂稳定定ACUGGAUC UACUGGAUC U苏氨酸氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸氨酸 mRNAmRNA转录
18、翻翻译蛋白质蛋白质DNADNAACTGGATC TACTGGATC TTGACCTAGATGACCTAGA肽键 肽键基因中的碱基数双基因中的碱基数双链：mRNAmRNA中的碱基数：中的碱基数：合成蛋白合成蛋白质的氨基酸个数的氨基酸个数= = 。6 3 16 3 12. 2. 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，那么由它控个碱基，那么由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是是 ( ( ) ) A A198198个个 B B199199个个 C C200200个个 D D201201个个B基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 6 6 ： 3 3 ： 1 1比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要主要存在部位存在部位DNADNA和和RNA RNA 的比较的比较脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A C G TA C G T双双链，双螺旋构造，双螺旋构造细胞核胞核核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A C G UA C G U多多为单链构造构造细胞胞质
