第四章第1节基因指导蛋白质的合成

1、问题一：在现实生活中，我们能不能像电影问题一：在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那中描述的那样，利用恐龙的样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？ 问题二：如果能利用恐龙的问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？问题？ 电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中恐龙复活的场中恐龙复活的场景景第一节基因指导蛋白质的合成思考几个问题思考几个问题1 1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2 2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？3

2、 3、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？4 4、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？ 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？DNA主要位于细胞核主要位于细胞核蛋白质蛋白质细胞质的细胞质的核糖体核糖体mRNA控制控制不能不能为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？ （1 1）基因是有）基因是有_的的_片段；片段； DNA DNA 主要存在于主要存在于_中，而蛋白中，而蛋白质的合成是在质的合成是在_中进行的。中进行的。（2 2）RNARNA一般是

3、一般是_链，比链，比 DNA DNA 短，短，因此能够通过因此能够通过_，从，从_转转移到移到_中。中。 遗传效应遗传效应DNA细胞核细胞核细胞质细胞质单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质 它也是由基本单位它也是由基本单位核苷酸连接而成，核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。存遗传信息。 在在RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”，因，因RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当所以当RNA与与DNA有关系时，有关系时，U与配对。与配对。 RNA一般是单链，而且比一般

4、是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3、RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？蛋白质的合成蛋白质的合成控制控制以RNA为媒介DNA通过通过转录转录、翻译翻译的过程的过程基因的表达基因的表达一一.RNA 核糖核酸 1 1）. .基本组成单位基本组成单位： 2 2）. .空间结构特点：空间结构特点：碱基碱基A G CU核糖核核糖核苷苷酸酸单链单链 如何解读如何解读DNA的信息呢？的信息呢？遗传信息的转录遗传信息的转录1、RNA与与DNA的区别

5、的区别核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖一一.RNA 核糖核酸 1 1）. .基本组成单位基本组成单位： 2 2）. .空间结构特点：空间结构特点：碱基碱基A G CU核糖核核糖核苷苷酸酸单链单链 信使信使RNARNA： 遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNARNA： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA： 转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。3 3）.RNA.RNA的种类的种类RNA的种类的种类信使信使 RNA mRNA核糖体核糖体 RNA rRNA 转运转运 RNA tRNA RNA的类型的类型信使信使RNA（m RNA）：）：转录遗传信息，翻译的转录遗传

6、信息，翻译的 模板，即传递遗传信息的作用。模板，即传递遗传信息的作用。转运转运RNA （t RNA ）：）：识别密码子，运输特定识别密码子，运输特定 氨基酸，呈三叶草型结氨基酸，呈三叶草型结构。构。核糖体核糖体RNA （r RNA ）：）：核糖体的组成成分。核糖体的组成成分。 2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？比较比较RNA与与DNA结构的不同结构的不同 比较项目DNARNA结 构基本单位五碳糖含氮碱基功能主要存在部位脱氧核苷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

7、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 它也是由基本单位它也是由基本单位核苷酸连接而成，核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。存遗传信息。 在在RNA与与DNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”，因，因RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当所以当RNA与与DNA有关系时，有关系时，U与配对。与配对。 RNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3

8、、RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录1、定义、定义： 以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。2、场所、场所： 主要_ 其次_细胞核线粒体和叶绿体3、过程、过程RNA聚合酶聚合酶3、过程、过程RNA聚合酶聚合酶ATC GUA G C【思考】红色虚线方框内包括_种碱基，_种核苷酸。563、过程、过程3、过程、过程解旋合成复旋AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U

9、AG 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 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 C4.条件5、产物、产物RNA聚合酶聚合酶DNARN

10、A形成三种RNA mRNA 传达DNA上的遗传信息 tRNA 运输氨基酸到核糖体上rRNA 核糖体的重要成分讨论讨论（1 1）DNADNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？（2 2）DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？（3 3）在转录过程中碱基互补配对原则）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？有什么特殊情况？1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？思考与讨论思考与讨论1 P64均需模板，遵循碱基互补配对原则。2.转录成的mRNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？与模板链互补，与非

11、模版链基本相同，只是TU。 4、转录、转录转录的定义：转录的定义：在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一的一条链为模板，合成条链为模板，合成mRNA的过程的过程。转录的场所：转录的场所：细胞核细胞核。转录的模板：转录的模板：DNA分子的一条链分子的一条链。转录的原料：转录的原料：四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。转录的条件：转录的条件：模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶。转录时的碱基配对：转录时的碱基配对：转录的产物：转录的产物：mRNA。DNARNAA T C GU A G CGC、CG、TA、AU（8）遗传信息传递的方向）遗传信息传递的方向 复 制转 录场 所细胞核细胞核解 旋完全解旋只

12、解有遗传效应的片段模 板DNA的两条链只有DNA的一条链原 料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸酶DNA解旋酶、 DNA聚合酶RNA聚合酶能 量ATPATP碱基配对AT CG TA GCAU GC TA CG产 物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小结：小结：课堂练习：课堂练习： 1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位位 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D 2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是

13、 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D3下列哪一组物质是下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在 过程中过程中 A复制复制 B转录转录 C翻译翻译 D复制和转录复制和转录CD5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 A

14、2 B4 C5 D8B6一个一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C7烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 D含含N碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4D8mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，则转录该啶，则转录该mRN

15、A的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占碱基总数的呤占碱基总数的 A50% B25%C30%D35%C【及时训练】下图中表示转录过程的是（ ） B9.按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的碱基序列。DNA双链双链片段片段a链链b链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比较比较mRNA和和b链，以及链，以及mRNA和和a链的碱基序列的差异。链的碱基序列的差异。G C T T G G A G T G C GGCUUGGAGUGCGRNARNA是怎样把是怎样把DNADNA的遗传信息翻译成蛋白质的？的遗传信息翻译成蛋白质的？电报

16、机电报机电报密码电报密码0130 0117 你你 好好 三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译1 1、定义、定义：以：以mRNAmRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽为模板，合成具有一定的氨基酸顺序，形成多肽链（蛋白质）的过程。链（蛋白质）的过程。2 2、场所、场所：_核糖体核糖体3 3、密码子、密码子思考：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

17、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实验验证：实验验证： 19611961年英国的克里克和同事用实验证明一个年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由氨基酸是由m RNAm RNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码三联体密码子子信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子: :决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种氨基酸有多少种

18、? ?UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子 第第1个字母个字母 第第2个字母个字母 第第3个字母个字母 密码子密码子苯丙氨酸 U U U UUU？ 精氨酸 A G G AGG 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_种种所有生物的密码子是所有生物的密码子是 的。的。61616464一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由酸可以由 不同的密码子决定。不同的密码子决定。 1 1种或几种种或几

19、种相同相同AUGAUGGUGGUGUAAUAAUAGUAGUGAUGA4 4、译员（搬运工具）：、译员（搬运工具）：tRNAtRNA A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸U U A G A UmRNA UCAUG A UUAmRNA细胞质细胞质5 5、过程、过程U A C甲硫氨甲硫氨酸酸GG U组氨酸组氨酸核糖体核糖体肽键肽键ACGUC A CUAC A CH H2 2O O-H-H2 2O OAGGUC A CGUC A C甲硫氨酸甲硫氨酸U A CGG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AG

20、C精氨酸精氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。AU AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸GG U组氨酸组氨酸核糖体核糖体肽键肽键ACGUC A CUAC A CH H2 2O O-H-H2 2O OAGGUC A CGUC A C甲硫氨酸甲硫氨酸U A CGG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AG C精氨酸精氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。AU AACGUG A UUAU AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸当核糖体读取到终止密码子

21、，翻译结束。当核糖体读取到终止密码子，翻译结束。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6 6、条件、条件模板原料能量搬运工具酶其他mRNA 20种氨基酸 ATP tRNA适宜的温度与PH游离在细胞质中的各种氨基酸，以游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_2020种游离的氨基酸种游离的氨基酸场所：场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始、延伸、中止起始、延伸、中止模

22、板：模板：_产物：产物：_mRNAmRNA蛋白质蛋白质定义：定义：_ _ _翻译小结小结：小结：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运转运RNA（tRNA）GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质探究：翻译遗传信息探究：翻译遗传信息 1)1)、请找出起始密码子与终止密码子。、请找出起始密码子与终止密码子。 2)2)、（见预习内容的实践、（见预习内容的实践2 2部分）部分） 3)3)、地球上几乎所有的生物体都共有上述、地球上几乎所有的生物体都共有上述密码子表。根据这一事实你能想到什么？密码子表。根据这一事实你能想到什么？AUG、GUG（编码）（编码）UAA

23、、UAG、UGA（不编码）不编码）地球上所有的生物具有共同的遗传语言，地球上所有的生物具有共同的遗传语言，共用一套遗共用一套遗传密码传密码，具有或远或近的亲缘关系。，具有或远或近的亲缘关系。遗传信息遗传信息（）储存于储存于mRNA蛋白质蛋白质分类（）（）决定决定含有含有缩合缩合属于属于RNAmRNArRNA（）氨基酸氨基酸缩合缩合转运转运DNA密码子密码子氨基酸氨基酸转录转录翻译翻译tRNA体现体现性状性状课堂小结课堂小结转 录翻 译定 义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场 所细胞核细胞质的核糖体模 板DNA的一条链信使

24、RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原 料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产 物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实 质是遗传信息的转录是遗传信息的表达项目DNA复制转录翻译场所细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体模板DNA两条链DNA一条链mRNA原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶 等DNA解旋酶 RNA聚合酶等各种酶碱基配对AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC产物DNARNA蛋白质（多肽）信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质列表比较列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译遗传信息表

25、达的相关计算遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链6n 个碱基3n 个碱基 n 个氨基酸转录翻译由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？、23% 27%1 1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） A A、5 5、5 B5 B、5 5、8 8 C C、8 8、5 D5 D、4 4、4 42 2、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） A A、5 5、5 B5 B、5 5、8 8 C C、8 8、5 D5 D、4 4、4 4【检测与反馈】【检测与反馈】 3 3、已知一段信使、已知一段信使RNARNA上有上有1212个个A A和和G G，该信，