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1、基因是如何起作用的？基因是如何起作用的？第第4 4章章 基因的表达基因的表达基因是如何起作用的？基因是如何起作用的？基因表达：基因表达：基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成问题探讨：问题探讨：电影中的科学家用什电影中的科学家用什么使已灭绝的恐龙复活么使已灭绝的恐龙复活的？的？灭绝恐龙的灭绝恐龙的DNADNA分子分子?基因怎样指导蛋白质合成？基因怎样指导蛋白质合成？第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第第4 4章章 基因的表达基因的表达一、遗传信息的一、遗传信息的转录转录二、遗传信息的二、遗传信息的翻译翻译第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的
2、一、遗传信息的转录转录思考思考1 1、DNADNA主要存在细胞的什么部位？主要存在细胞的什么部位？2 2、蛋白质的合成在细胞的什么部位？、蛋白质的合成在细胞的什么部位？3 3、DNADNA能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？4 4、DNADNA与蛋白质之间有无中间物质充当信使呢？与蛋白质之间有无中间物质充当信使呢？细胞质的核糖体细胞质的核糖体RNARNA不能不能细胞核细胞核（1 1）RNARNA一般是一般是单单链，比链，比DNADNA短，因此能够通过核短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞孔，从细胞核转移到细胞质中。质中。（2 2）RNARNA也是
3、由核苷酸组也是由核苷酸组成的，也能成的，也能携带遗传信息携带遗传信息（一）为什么（一）为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？1.RNA适于做适于做DNA的信使的原因的信使的原因2.回顾：回顾：RNA与与DNA的区别的区别DNADNA的基本单位的基本单位RNARNA的基本单位的基本单位脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A/G/C/A/G/C/T TA/G/C/A/G/C/U U比较比较RNARNA与与DNADNA结构的不同结构的不同 比较项目比较项目DNARNA结结 构构基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基功能功能主要存在部位主要存在部位脱氧核苷
4、酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核核 糖糖A T C GA U C G通常双螺旋结构通常双螺旋结构一般单链结构一般单链结构细胞核细胞核细胞质细胞质遗传信息的储存、传遗传信息的储存、传递、表达递、表达 1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位 核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D2果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8信使信使RNARNA（mRNAmRNA）：遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核
5、糖体核糖体RNARNA（rRNArRNA）：与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA(tRNA)(tRNA)：转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。3.RNA的类型与功能的类型与功能 RNARNA分子还能有什么作用？分子还能有什么作用？某些病毒的遗传物质；有些某些病毒的遗传物质；有些RNARNA起催化作用。起催化作用。DNADNA(基因基因)蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导RNARNA转录转录翻译翻译DNADNA蛋白质蛋白质(二二)DNA)DNA的遗传信息是怎样传的遗传信息是怎样传mRNAmRNA的呢？的呢？第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的
6、一、遗传信息的转录转录（一）为什么（一）为什么RNARNA适于做适于做DNADNA的信使呢？的信使呢？转录的过程转录的过程1、DNA双链解开DNA双链的碱基得以暴露2、游离的核糖核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合（DNA与RNA的碱基互补配对：AU;TA;CG；GC两者之间以氢键结合）3.新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上4、合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复1.1.解旋解旋2.2.与与DNADNA（基（基因）模板链互因）模板链互补配对，补配对，游离游离的核糖核苷酸的核糖核苷酸对号入座对号入座3.3.聚合成聚合成m
7、RNAmRNA链链4.4.释放释放mRNA,DNAmRNA,DNA恢复双链恢复双链AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的过程转录的过程游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACG
8、GU 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 CmRNA想一想？想一想？1 1）转录是以转录是以DNADNA的一整条链为模板，合成的一整条链为模板，合成RNARNA吗？吗？不是，不是，转录指的是转录指的是DNADNA分分子中基因片段的转录，而不是子中基因片段的转录，而不是整个整个DNADNA分子。分子。基因基因1 1基因基因2 2RNA-1RNA-1RNA-2RNA-22
9、 2）转录的产物一定是转录的产物一定是mRNAmRNA吗？吗？不一定，不一定，不同的不同的DNADNA片段的转录出来的片段的转录出来的RNARNA种类不同，种类不同，可能是可能是mRNAmRNA、也可能是、也可能是tRNAtRNA、rRNArRNA。3 3）转录出来的转录出来的RNARNA分子就是有活性的吗？分子就是有活性的吗？不是，不是，刚转录出来的刚转录出来的RNARNA分子要在分子要在细胞核（转录场所）细胞核（转录场所）经过加工才变成成熟的具有生物活性的经过加工才变成成熟的具有生物活性的RNARNA分子。分子。（1 1）转录的定义：）转录的定义：（2 2）转录的场所：）转录的场所：模板：
10、模板：酶：酶：（3 3）转录的条件）转录的条件 能量：能量：原料：原料：（4 4）转录时的碱基配对）转录时的碱基配对（5 5）转录的产物：）转录的产物：（6）遗传信息传递的方向）遗传信息传递的方向：在细胞核中以在细胞核中以DNADNA的一条链为模板的一条链为模板,合成合成RNARNA的过程的过程细胞核、其次是线粒体和叶绿体细胞核、其次是线粒体和叶绿体DNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶、解旋酶聚合酶、解旋酶ATPDNARNAA T C GU A G CGC、CG、TA、AURNA（mRNA、tRNA、rRNA）DNARNA转录小结：转录小结：做一做做一做:下图中表示转
11、录过程的是（下图中表示转录过程的是（）BB B在一个在一个DNADNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全部碱基数目的部碱基数目的46%46%，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的啶分别占该链碱基总数的28%28%和和22%22%，那么由它，那么由它转录的转录的RNARNA中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的()()A.22%A.22%、28%28%B.23%B.23%、27%27%C.26%C.26%、24%D.54%24%D.54%、6%6%1 12 2A A1 1T T1 1G G1 1C C1 1T
12、 T2 2A A2 2C C2 2G G2 2A A3 3U U3 3G G3 3C C3 33 3DNADNARNARNAA A1 1=T=T2 2=A=A3 3T T1 1=A=A2 2=U=U3 3G G1 1=C=C2 2=G=G3 3C C1 1=G=G2 2=C=C3 3在一个在一个DNADNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全部碱基数目的部碱基数目的46%46%，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的啶分别占该链碱基总数的28%28%和和22%22%，那么由它，那么由它转录的转录的RNARNA中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总
13、数的中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的()()A.22%A.22%、28%28%B.23%B.23%、27%27%C.26%C.26%、24%D.54%24%D.54%、6%6%C转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，那么，RNARNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸种类、数量、排列顺序呢？酸种类、数量、排列顺序呢？DNADNA蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导RNARNA转录转录翻译翻译DNADNA蛋白质蛋白质UCAUG A UUAmRNAmRNA肽链肽链？(二二)DNA)DNA的遗传信息是怎样传的遗传
14、信息是怎样传mRNAmRNA的呢？的呢？第一节第一节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的一、遗传信息的转录转录（一）为什么（一）为什么RNARNA适于做适于做DNADNA的信使呢？的信使呢？二、遗传信息的二、遗传信息的翻译翻译二、遗传信息的二、遗传信息的翻译翻译1.1.翻译概念翻译概念:游离在细胞质中的各种游离在细胞质中的各种 ,以以 为为模板合成模板合成 的过程。的过程。氨基酸氨基酸mRNAmRNA具有一定氨基酸序列的具有一定氨基酸序列的蛋白质蛋白质2.2.翻译的场所翻译的场所:。核糖体核糖体3.3.翻译的过程：翻译的过程：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸
15、之间的对应关系是怎样的？思考与讨论思考与讨论？（教材？（教材6464页）页）DNADNA和和RNARNA都都只含有只含有4 4种碱基种碱基，而组成生物体蛋白，而组成生物体蛋白质的质的氨基酸有氨基酸有2020种种。这。这4 4种碱基是怎样决定蛋白质的种碱基是怎样决定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？1 1）如果）如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种种碱基能决定多少种氨基酸？氨基酸？2 2）如果）如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？基酸？3 3）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组
16、合）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？4 4种种2 2个碱基的组合最多为个碱基的组合最多为4 42 2=16=16种种假设至少需要假设至少需要n n个碱基，其组合数最多为个碱基，其组合数最多为4 4n n，4 4n n 20 20n n 3 3U UC CA AU UG GA AU UU UA AmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子经过不断的推测与实验得知：经过不断的推测与实验得知：mRNAmRNA上上3 3个相邻的碱基个相邻的碱基决定决定1 1个氨基酸个氨基酸1 1个密码子个密码子称称为为2020种氨基酸的密
17、码子种氨基酸的密码子 终止密码子：终止密码子：、_ 种类种类 起始密码子：起始密码子：（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）（种）种）_（缬氨酸）（缬氨酸）编码氨基酸的密码子编码氨基酸的密码子_种种61616464AUGAUGGUGGUGUAAUAAUAGUAGUGAUGA终止密码子终止密码子（UAGUAG、UAAUAA和和UGA)UGA)是多肽链停止是多肽链停止 合成的信号合成的信号,但不编码任何氨基酸。但不编码任何氨基酸。起始密码子起始密码子(如：如：AUG)AUG)是多肽链开始合成的是多肽链开始合成的 的信号，也编码一个氨基酸的信号，也编码一个氨基酸(AUG:(AUG:甲硫氨酸甲硫氨酸)。起始密码子与
18、终止密码子起始密码子与终止密码子2020种氨基酸的密码子种氨基酸的密码子一种氨基酸一种氨基酸至少至少对应一种密码子，一种密对应一种密码子，一种密码子码子最多最多对应一种氨基酸。对应一种氨基酸。已知两段已知两段mRNAmRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCGAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，G GAUGGAUGCAUGAAUGGAUGCAUGA你能你能写出对应的氨基酸序列吗？写出对应的氨基酸序列吗？动动手动动手 A A U U G G G G A A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G A G C A
19、 U G U C C G A G C A A G C C G G G A A U U G G G G A A U U G G C C A A U U G G A A方法：方法：先找到起始密码子顺次向后划分（读取密码子先找到起始密码子顺次向后划分（读取密码子时，时，密码子之间密码子之间无间隔无间隔，密码子之间碱基不重密码子之间碱基不重叠叠，因此读取时，就是从启动子开始，三个碱，因此读取时，就是从启动子开始，三个碱基、三个碱基的读取！）基、三个碱基的读取！）已知已知AUGAUG、GUGGUG为为起始密码起始密码，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG为为终止密码终止密码。某信使。某信使RNARN
20、A的碱基排列顺序如下：的碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40AUUCGAUGAC(40个碱基个碱基)CUCUAGAUCU)CUCUAGAUCU，此信使，此信使RNARNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A A2020个个 B B1717个个 C C1616个个 D D1515个个C C想一想（教材想一想（教材6565页）？页）？1)1)地球上几乎所有生物都共用上述密码子表，这一事实，地球上几乎所有生物都共用上述密码子表，这一事实，你能想到什么？你能想到什么？密码子在生物界具有通用性；可以作为生物共同起密码子在生物界具有通用性；可以作为生物共同起源的证
21、据。源的证据。2)2)什么是密码子简并，对于生物体生存和发展有什么什么是密码子简并，对于生物体生存和发展有什么意义？意义？一种氨基酸可能有几个密码子，这种现象叫做密码一种氨基酸可能有几个密码子，这种现象叫做密码子的简并；简并性能够降低基因突变对蛋白质结构的影子的简并；简并性能够降低基因突变对蛋白质结构的影响，对于保持生物遗传的稳定性有重要意义。响，对于保持生物遗传的稳定性有重要意义。3)3)结合上述两个问题，归纳密码子的特点？结合上述两个问题，归纳密码子的特点？通用性；通用性；简并性简并性 mRNAmRNA进入细胞后，与蛋白质的进入细胞后，与蛋白质的“装配机器装配机器”核糖核糖体结合起来，形成
22、体结合起来，形成 合成蛋白质的合成蛋白质的“生产线生产线”。那么：那么：游离在细胞质中的游离在细胞质中的氨基酸氨基酸怎样运送到怎样运送到合成蛋白质的合成蛋白质的”生产线生产线“上去的上去的tRNAtRNA 搬运工搬运工搬运到搬运到称为称为这就是这就是翻译翻译过程原料的来源途径过程原料的来源途径tRNAtRNA：三叶草的叶形三叶草的叶形:一端携带氨一端携带氨基酸的部位基酸的部位;一端有一端有3 3个碱基个碱基反密码子反密码子可以与可以与mRNAmRNA上的密码子上的密码子互补配对互补配对A AC C U U天冬氨酸天冬氨酸称称为为想一想？想一想？1)1)能决定氨基酸的密码子有多少种？能决定氨基酸
23、的密码子有多少种？tRNAtRNA上的反密码子上的反密码子与决定氨基酸的密码子碱基互补配对，那么反密码子或与决定氨基酸的密码子碱基互补配对，那么反密码子或者说者说tRNAtRNA的种类有多少？的种类有多少？决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有6161种；反密码子或者说种；反密码子或者说tRNAtRNA与决定氨基酸的密码子对应，也为与决定氨基酸的密码子对应，也为6161种。种。2)2)氨基酸与氨基酸与tRNAtRNA（反密码子）的对应关系如何？（反密码子）的对应关系如何？一种一种tRNAtRNA（反密码子）只能对应一种氨基酸；（反密码子）只能对应一种氨基酸；一种氨基酸至少对应一种一种氨基酸至
24、少对应一种tRNAtRNA（反密码子）。（反密码子）。注意：密码子、注意：密码子、tRNAtRNA与氨基酸的关系与氨基酸的关系 1 1、一种密码子只决定、一种密码子只决定最多一最多一种氨基酸种氨基酸 2 2、一种氨基酸可由、一种氨基酸可由一种或几种一种或几种密码子决定（密码密码子决定（密码子简并性）子简并性）3 3、一种、一种tRNAtRNA只能识别并转运只能识别并转运一种一种氨基酸氨基酸 4 4、一种氨基酸可由、一种氨基酸可由一种或几种一种或几种tRNAtRNA来转运来转运下列说法错误的是（下列说法错误的是（）A A、一种转运、一种转运RNARNA只能转运一种氨基酸只能转运一种氨基酸B B、
25、一种氨基酸可以由多种密码子决定、一种氨基酸可以由多种密码子决定C C、一种氨基酸可以由几种转运、一种氨基酸可以由几种转运RNARNA来转运来转运D D、一种氨基酸只能由一种转运、一种氨基酸只能由一种转运RNARNA来转运来转运D D完成下表填空完成下表填空DNAGGmRNAGtRNAU氨基酸氨基酸丝氨酸丝氨酸A(模板链模板链)CTACCG密码子密码子:反密码子反密码子:.A G CU C GC(密码子密码子)(反密码子反密码子)二、遗传信息的二、遗传信息的翻译翻译1.1.翻译概念翻译概念:游离在细胞质中的各种游离在细胞质中的各种 ,以以 为为模板合成模板合成 的过程。的过程。氨基酸氨基酸mRN
26、AmRNA具有一定氨基酸序列的具有一定氨基酸序列的蛋白质蛋白质2.2.翻译的场所翻译的场所:。核糖体核糖体3.3.翻译的过程：翻译的过程：密码子密码子tRNAtRNA翻译过程：翻译过程：1 1、mRNAmRNA进入细胞质，与核糖体进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的结合。携带甲硫氨酸的tRNAtRNA，通，通过碱基互补配对，进入位点过碱基互补配对，进入位点1 12 2、携带组氨酸的、携带组氨酸的tRNAtRNA以同样方式以同样方式进入位点进入位点2 23 3、甲硫氨酸与组氨酸形成肽键而、甲硫氨酸与组氨酸形成肽键而转移到占据位点转移到占据位点2 2的的tRNAtRNA上上4 4、核糖体读取下
27、一个密码子，原、核糖体读取下一个密码子，原占据位点占据位点1 1的的tRNAtRNA离开核糖体，占离开核糖体，占据位点据位点2 2的的tRNAtRNA进入位点进入位点1 1，一个，一个新的携带氨基酸的新的携带氨基酸的tRNAtRNA进入位点进入位点2 2，继续肽键的合成。重复步骤，继续肽键的合成。重复步骤2,3,42,3,4，直至核糖体读取到，直至核糖体读取到mRNAmRNA的的终止密码终止密码想一想？想一想？1)1)翻译的速度很快，原因是什么？翻译的速度很快，原因是什么？一个一个mRNAmRNA分子上可以分子上可以相继相继结合多结合多个核糖体，同时合成多条肽链个核糖体，同时合成多条肽链2)2
28、)右图中产生的大量肽链是否相同？右图中产生的大量肽链是否相同？相同，相同，因为是同一个因为是同一个mRNAmRNA分子作分子作为翻译的模板为翻译的模板想一想？想一想？4)4)刚翻译出来的蛋白质具有生物活性吗？刚翻译出来的蛋白质具有生物活性吗？刚翻译出来的其实是多肽，经过加工（盘曲折叠）才刚翻译出来的其实是多肽，经过加工（盘曲折叠）才能形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子；能形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子；比如胰岛比如胰岛素、抗体、消化酶等分泌蛋白，其基因转录翻译出肽链后，素、抗体、消化酶等分泌蛋白，其基因转录翻译出肽链后，要经过高尔基体、内质网的加工才能形成最终的蛋白质分要经过高尔基
29、体、内质网的加工才能形成最终的蛋白质分子。子。3)3)翻译的产物是什么？翻译的产物是什么？蛋白质蛋白质5)5)翻译结束后各种翻译结束后各种RNARNA的去向？的去向？mRNA mRNA会分解；会分解；tRNAtRNA继续转运氨基酸；继续转运氨基酸；rRNA rRNA分布在核糖体中。分布在核糖体中。人体细胞中，肽链合成的起始密码子与甲硫人体细胞中，肽链合成的起始密码子与甲硫氨酸的密码子都是氨酸的密码子都是AUGAUG，但胰岛素的第一个氨基酸，但胰岛素的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是加工修饰的结果。下列关并不是甲硫氨酸，这是加工修饰的结果。下列关于胰岛素基因转录翻译及多肽链加工修饰的叙述，于胰岛
30、素基因转录翻译及多肽链加工修饰的叙述，错误的是错误的是()A A作为模板的物质既有作为模板的物质既有DNADNA也有也有RNARNAB B这些过程中既有肽键形成也有肽键水解这些过程中既有肽键形成也有肽键水解C C加工修饰的场所既有内质网也有高尔基体加工修饰的场所既有内质网也有高尔基体D D催化过程既要催化过程既要DNADNA聚合酶也要聚合酶也要RNARNA聚合酶聚合酶D D（1 1）翻译的定义：）翻译的定义：（2 2）翻译的场所：）翻译的场所：模板：模板：酶：酶：（3 3）翻译的条件）翻译的条件 能量：能量：原料：原料：（4 4）翻译时的碱基配对）翻译时的碱基配对（5 5）翻译的产物：）翻译的
31、产物：（6）遗传信息传递的方向）遗传信息传递的方向：（7）密码子密码子、tRNA 细胞质的核糖体细胞质的核糖体mRNAmRNA2020种氨基酸种氨基酸多种酶多种酶ATPATPG GC C、C CG G、U UA A、A AU U蛋白质蛋白质RNARNA蛋白质蛋白质以以mRNAmRNA为模板，合成具有一定的氨基酸为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。转运工具转运工具-tRNA-tRNA翻译小结翻译小结基因的表达小结基因的表达小结转录转录翻译翻译场所：场所：细胞核细胞核模板：模板：DNA的一条链的一条链原料：原料：游离的核糖核苷酸游离的核糖
32、核苷酸结果：结果：形成信使形成信使RNARNA场所：场所：细胞质内的核糖体细胞质内的核糖体模板模板：原料原料：结果：结果：信使信使RNARNA氨基酸氨基酸形成具有一定氨基酸形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质顺序的蛋白质边解旋边复制边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一个一个mRNA分子上结合多个分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链核糖体，同时合成多条肽链三维三维5353页页 总结总结DNADNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂的间期细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核
33、细细胞胞质质的的核核糖糖体体模板模板DNADNA的两条单链的两条单链DNADNA的的其其中中一一条条链链mRNAmRNA原料原料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2020种氨基酸种氨基酸能量能量都需要都需要复制复制转录转录翻译翻译酶酶解解旋旋酶酶、DNADNA聚聚合酶合酶解解旋旋酶酶、RNARNA聚聚合合酶酶合成酶合成酶产物产物2 2个双链个双链DNADNA1 1个单链个单链RNARNA多多肽肽链链(或或蛋蛋白质白质)产物产物去向去向传传递递到到2 2个个子子细细胞或子代胞或子代离离开开细细胞胞核核进进入入细胞质细胞质组组成成细细胞胞结结构构蛋蛋白白或或功功能能蛋蛋白
34、白三维三维5353页页 总结总结DNADNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译特点特点边解旋边复制，边解旋边复制，半保留复制半保留复制边解旋边转录，边解旋边转录，转录后转录后DNADNA恢复恢复原状原状翻译结束后，翻译结束后，mRNAmRNA被降解成被降解成单体单体 碱基碱基配对配对ATAT，TATA，C CG G，GCGCAUAU，TATA，C CG G，GCGCAUAU，UAUA，C CG G，GCGC意义意义传递遗传信息传递遗传信息表表达达遗遗传传信信息息，使使生生物物表表现现出出各各种性状种性状三维三维5353页页 总结总结DNADNA复制、转录和翻译
35、的比较复制、转录和翻译的比较基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程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DNA(DNA(基因基因)碱基个数、碱基个数、mRNAmRNA碱基个数碱基个数 、氨基酸个数、氨基酸个数的对应关系的对应关系如果某蛋白质中有如果某蛋白质中有n n个个氨基酸，则指导该蛋白氨基酸，则指导该蛋白质合成的质合成的mRNAmRNA的碱基数的碱基数目目至少至少为为 ，控，控制该蛋白质合成的制该蛋白质合成的DNADNA（基因）（基因）中的碱基中的碱基数数至少至少为为 。即。即3n3n6n6
36、nn n3n3n6n6n为什么是至少？为什么是至少？不考虑终止密码子！不考虑终止密码子！基因中的碱基数（双链）：基因中的碱基数（双链）：mRNA mRNA的碱基数：的碱基数：氨基酸数氨基酸数 6 6 ：3 3 ：1 11.1.遗传学上将某种分子上决定一个氨基酸的三个相邻碱遗传学上将某种分子上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为基称为“密码子密码子”，这种分子是（，这种分子是（）A.A.肽链肽链 B.DNA C.B.DNA C.信使信使RNA D.RNA D.转运转运RNARNA2.2.某基因有碱基某基因有碱基12001200个，则由它控制合成的蛋白质缩具个，则由它控制合成的蛋白质缩具有的氨基酸数目
37、最多为（有的氨基酸数目最多为（）A.100A.100个个 B.200B.200个个 C.300C.300个个 D.400D.400个个3 3某基因中含有某基因中含有12001200个碱基对，则由它控制合成的含有两个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是 ()()A A198198个个 B B398398个个 C C400400个个 D D798798个个C CB BB B4.4.一条多肽链有氨基酸一条多肽链有氨基酸10001000个，则作为合成该个，则作为合成该多肽链的模板的信使多肽链的模板的信使RNARNA和用来转录该信
38、使和用来转录该信使RNARNA的基因分别至少有碱基（的基因分别至少有碱基（）个）个 A.3000A.3000和和3000 B.10003000 B.1000和和3000 3000 C.1000 C.1000和和4000 D.30004000 D.3000和和60006000D D5 5已知一个蛋白质由已知一个蛋白质由2 2条肽链组成，连接氨基酸的条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有肽键共有198198个，翻译该蛋白质的个，翻译该蛋白质的mRNAmRNA中有中有A A和和G G共共200200个，则该个，则该mRNAmRNA中的中的C C和和U U不能少于：（不能少于：（）A A200200个个 B
39、 B400400个个C C600600个个 D D800800个个B B（三维三维5454页左下页左下）一段原核生物的一段原核生物的mRNAmRNA通过翻译通过翻译可合成一条含有可合成一条含有1111个肽键的多肽，则此个肽键的多肽，则此mRNAmRNA分子分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNAtRNA个数以及转录此个数以及转录此mRNAmRNA的基因中至少含有的碱基数的基因中至少含有的碱基数依次为依次为()A A3333、1111、66 66 B B3636、1212、7272 C C1212、3636、24 24 D D1111、3636、7
40、272B BThe End!第二节第二节 基因对性状的控制基因对性状的控制第第4 4章章 基因的表达基因的表达 中心法则的提出及其发展中心法则的提出及其发展 基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系 细胞质遗传细胞质遗传水毛茛水毛茛水毛茛模拟图水毛茛模拟图请根据请根据DNADNA的复制的复制和和基因的表达基因的表达，绘制流程图，表示绘制流程图，表示遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向。小任务小任务1转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制提出人：提出人：克里克：中心法则克里克：中心法则（揭示了遗传信息传递的一般规律）（揭示了遗传信息传递的一般规律）小任务小任务2P6
41、9 P69“资料分析资料分析”-中心法则的发展中心法则的发展1.1.在在RNARNA病毒病毒中发现了中发现了RNARNA复制酶复制酶，能对能对RNARNA进行复制。进行复制。2.2.在在RNARNA病毒病毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，能以能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、疯牛病疯牛病：蛋白质蛋白质在脑细胞内在脑细胞内大量增殖大量增殖引起的。引起的。中心法则的发展和完善中心法则的发展和完善转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则中心法则实质实质：表示表示遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向。中心法则中心法则意义意义：揭示生物体内：揭示生物
42、体内遗传信息传递遗传信息传递 一般规律一般规律（双选）在细胞有丝分裂间期不会（双选）在细胞有丝分裂间期不会 发生的遗传信息传递是发生的遗传信息传递是 ADNADNA B.DNAmRNA CRNADNA D.RNARNA ；。如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管分别模拟上图中哪个过程？分别模拟上图中哪个过程？ab edc转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质根尖分生区细胞根尖分生区细胞的遗传信息的流动方向：的遗传信息的流动方向：转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞的遗传信息的流动
43、方向：的遗传信息的流动方向：转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录RNA DNA RNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质虚线虚线表示表示RNARNA病毒的遗传信息的传递过程病毒的遗传信息的传递过程RNARNA自我复制型自我复制型（如（如SARSSARS病毒）病毒）逆转录型逆转录型（如（如HIVHIV病毒）病毒）细胞类型细胞类型遗传信息流动方向遗传信息流动方向分生组织细胞、胚胎干细胞、骨分生组织细胞、胚胎干细胞、骨髓造血干细胞、原核细胞髓造血干细胞、原核细胞成熟细胞（不分裂）成熟细胞（不分裂）DNAD
44、NA病毒病毒大多数大多数RNARNA病毒病毒少数逆转录少数逆转录RNARNA病毒病毒二、二、基因基因、蛋白质蛋白质与与性状性状的关系的关系 1.1.基因与蛋白质之间有什么关系？基因与蛋白质之间有什么关系？2.2.蛋白质与性状之间有什么关系？蛋白质与性状之间有什么关系？3.3.基因与性状之间有什么关系？基因与性状之间有什么关系？小任务小任务31.1.基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成2.2.蛋白质是生命活动的承担者和体现者蛋白质是生命活动的承担者和体现者3.3.基因基因 控制控制 性状性状小任务小任务4阅读阅读 P69-70P69-70，从基因的角度解释以下现象：，从基因的角度解释以下现象
45、：1.1.豌豆的圆粒和皱粒豌豆的圆粒和皱粒 2.2.人的白化症人的白化症 3.3.囊性纤维病囊性纤维病 4.4.镰刀型贫血症镰刀型贫血症1.1.豌豆的圆粒和皱粒豌豆的圆粒和皱粒淀粉分支淀粉分支酶酶的的基因基因正常正常蔗糖合成为淀粉，蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量升高淀粉含量高，保水，淀粉含量高，保水，豌豆为圆粒豌豆为圆粒淀粉分支酶淀粉分支酶正常正常合成合成DNADNA中插入了一段外来中插入了一段外来的的DNADNA序列序列，打乱了编，打乱了编码淀粉分支酶的基因码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能不能合成合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量低，失水
46、淀粉含量低，失水 豌豆皱缩豌豆皱缩 白白化化病病皮肤及其附属器官黑色素。皮肤及其附属器官黑色素。表现出怕光等行为表现出怕光等行为.白化病人白化病人控制控制酶酶形成的形成的基因基因异常异常酪氨酸不能转为黑色素酪氨酸不能转为黑色素酪氨酸酶酪氨酸酶不能不能合成合成缺乏黑色素缺乏黑色素,白化病白化病控制酶形成的基因控制酶形成的基因正常正常酪氨酸酶酪氨酸酶正常正常合成合成酪氨酸转为黑色素酪氨酸转为黑色素表现正常表现正常正常人正常人以上实例说明以上实例说明基因是如何控制性状基因是如何控制性状的？的？1.1.豌豆的圆粒和皱粒豌豆的圆粒和皱粒 2.2.人的白化症人的白化症基因通过控制基因通过控制 ，来控制来控
47、制 ，进而控制进而控制 。酶的合成酶的合成代谢的过程代谢的过程生物体的性状生物体的性状囊性纤维病囊性纤维病CFTRCFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响蛋白缺少苯丙氨酸，影响CFTRCFTR蛋白结构蛋白结构编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（CFTRCFTR）的）的基因基因缺失缺失3 3个碱基对个碱基对使使CFTRCFTR转运氯离子的转运氯离子的功能异常功能异常，患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多支气管受阻，肺部功能严重受损支气管受阻，肺部功能严重受损镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 正常红细胞正常红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀型红细胞镰刀型红细胞 镰刀状镰刀状 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 红细胞红细
48、胞形态形态呈镰刀状呈镰刀状编码血红蛋白的编码血红蛋白的基因中一个碱基对变化基因中一个碱基对变化血红蛋白的血红蛋白的结构结构发生变化发生变化红细胞容易破裂，患溶血性红细胞容易破裂，患溶血性贫血贫血基因通过控制基因通过控制 ，直接直接控制控制 。以上实例说明以上实例说明基因是如何控制性状基因是如何控制性状的？的？蛋白质的结构蛋白质的结构生物体的性状生物体的性状 3.3.囊性纤维病囊性纤维病 4.4.镰刀型贫血症镰刀型贫血症（三维大本三维大本59-259-2）基因通过控制酶的合成来控制代谢）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因也能通过控制蛋白过程，进而控制生物体的性状；基因
49、也能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。下列所举实例中与事质的结构直接控制生物体的性状。下列所举实例中与事实不相符的是实不相符的是()A A控制生成黑色素的基因异常控制生成黑色素的基因异常黑色素结构异常黑色素结构异常白白化病化病B B控制血红蛋白的基因异常控制血红蛋白的基因异常血红蛋白结构异常血红蛋白结构异常运运输氧的能力下降输氧的能力下降贫血症贫血症C C控制淀粉分支酶的基因异常控制淀粉分支酶的基因异常不能合成淀粉分支酶不能合成淀粉分支酶淀粉含量降低淀粉含量降低产生皱粒豌豆产生皱粒豌豆D D控制跨膜蛋白的基因异常控制跨膜蛋白的基因异常跨膜蛋白结构异常跨膜蛋白结构异常转转运氯离子的功能异
50、常运氯离子的功能异常囊性纤维病囊性纤维病A A 单个基因单个基因对性状的控制：对性状的控制：1.1.豌豆的圆粒和皱粒豌豆的圆粒和皱粒 2.2.人的白化症人的白化症 3.3.囊性纤维病囊性纤维病 4.4.镰刀型贫血症镰刀型贫血症5.人的身高人的身高（多个基因控制）（多个基因控制）基因与性状的关系基因与性状的关系不不 都是都是简单的简单的线性线性关系。关系。一一对应一一对应香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因由两对等位基因(A和和a、B和和b)共同控制，其共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。显性基因决定花色的过程如图所示。1号染色体基因号染色体