镇江市骨干教师示范课程(生物)基因指导蛋白质合成(镇江一中)

第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质合成江苏省镇江第一中学1．知识性——概述遗传信息的转录和翻译。2．情感性——体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。3．技能性——通过基因控制蛋白质合成的学习培养学生分析综合能力。

【学习目标】蛋白质是生命活动的______者和_____者性状的形成离不开________(特别是酶)的作用______控制生物体的性状基因_________蛋白质_______来_____性状！体现承担蛋白质基因通过指导的合成控制______指导蛋白质的合成基因是有_________的_____片段；DNA主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。基因遗传效应DNA细胞核细胞质DNA主要在细胞核中蛋白质的合成在细胞质里进行控制通过RNAGUUAUUAUCRNA的种类是怎么区分的？根据RNA功能，可以分为mRNA（信使RNA)、tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)三种。RNA的结构和作用是什么？RNA由一分子磷酸，一分子核糖和一分子含氮的碱基组成核糖核苷酸连接而成的单链分子。当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和转录。mRNA——信使tRNA——转运rRNA——核糖体蛋白质rRNA核糖体tRNAmRNARNA种类mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息；RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么mRNA适于作DNA的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。DNA蛋白质mRNA转录翻译基因的表达一、遗传信息的转录（1）概念：（2）实质：

从DNA转移到了mRNA（3）场所：

指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程遗传信息在细胞核中ACGTGTTTADNA的平面结构图TG

C

AC

AA

A

T

AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成mRNARNA聚合酶TG

C

AC

AA

A

T

思考：与DNA复制的异同点？TG

C

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUA

组成

mRNA的核糖核苷酸一个个连接起来注意碱基配对规律TG

C

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUAUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUGTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUUGAUGTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUGAUGUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUGAUGUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGAUGUUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGAUGUUATG

C

AC

AA

A

T

GCGCGGAUGUUAUTG

C

AC

AA

A

T

GGCGGAUGUUAUCTG

C

AC

AA

A

T

GGCGGAUGUUAUC形成的

mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNATG

C

AC

AA

A

T

ACGUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA通过核孔进入细胞质ACGUGUUUAmRNA

RNA聚合酶GACUGACUATGCATGCDNAACGTTGCADNAUCAG解旋UCAGUACUGmRNA方向UACUGmRNADNA→RNA转录图解复旋ATGCATGCACGTTGCATCAGAGTCATGCATCGATGCATCG半保留复制解旋复旋复旋DNA复制图解转录小结场所:模板:原料:条件:产物:特点:原则:细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP单链的RNA边解旋边转录碱基互补配对原则（A=U，G=C）DNA复制转录时间场所解旋模板原料酶能量原则特点产物细胞分裂间期生长发育过程细胞核细胞核完全解旋只解有遗传效应片段DNA的两条链均为模板DNA的一条链为模板四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA聚合酶等RNA聚合酶等ATPATPA-T、G-CA-U、G-C半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录2个子代DNA分子1个信使RNA

mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。

DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？碱基与氨基酸之间的对应关系？思考与讨如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？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20种氨基酸？4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。碱基与氨基酸之间的对应关系思考与讨

密码子

密码子

密码子UCAUGAUUAmRNA

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。

密码子密码子由哪几种碱基组成？运载工具：转运

RNA（tRNA)ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸

反密码子注意：一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸ACGUGAUUAmRNA细胞质中的mRNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸

核糖体mRNA与核糖体结合AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAAUG异亮氨酸ACGUGAUUA

两个氨基酸分子缩合缩合AUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸

一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUGAUUAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸UCAUGAUUA

tRNA离开，再去转运下一个氨基酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUCAUGAUUA以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸多肽链合成之后，从核糖体中脱离，再经过盘曲折叠形成一定空间结构，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。信息传递DNA上的遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）转录细胞核mRNA(核糖核苷酸的排列顺序)翻译细胞质蛋白质（特定的氨基酸顺序）生物呈现多样性1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的起始密码有:个，终止密码有:个5.决定氨基酸的密码子种。6.翻译时的碱基配对：7.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。8.翻译的条件：3

61肽键2

AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─

UAGC细胞质的核糖体mRNA合成蛋白质的20种氨基酸酶，ATP模板、原料翻译小结阶段项目转录（有解旋）翻译（无解旋）定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物实质在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的表达DNARNA蛋白质1366n3nn碱基数碱基数氨基酸数肽键数（n-m）0重点：弄清基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量比为：6：3：1A1、DNA的基本功能是使遗传信息得到A.传递和表达B.储存和复制C.转录和翻译D.复制和翻译A2、对比RNA和DNA化学成分，RNA特有的是A.核糖和尿嘧啶B.脱氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶D3、DNA分子的解旋发生在哪一过程中A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录B4、组成DNA和RNA的核苷酸、五碳糖和碱基共有A.

8、8、8种B.

8、2、5种C.

2、2、4种D.

2、2、8种B5、小麦的遗传物质由几种核苷酸组成A.2种B.4种C.5种D.8种D6、以下哪项对RNA来说是正确的A.C＋G＝A＋UB.C＋G＞A＋UC.G＋A＝C＋UD.前三项都不对9、已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，由该DNA转录出来的RNA中，其胞嘧啶的比例是A.10%B.20%C.40%D.无法确定D8、某信使RNA的碱基中，U占19%，A占21%，则作为它的模板的DNA中，胞嘧啶占全部碱基的A.21%B.19%C.60%D.30%D7、某信使RNA上，A的含量是24%，U的含量是26%，C的含量是27%，则控制其合成的模板链中G的含量为A.

23%D.

24%B.

25%C.

27%CA11、有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是A.

一个DNA分子，两个RNA分子B.

两个DNA分子，一个RNA分子C.

三个DNA分子D.

三个RNA分子B10、某一核酸分子，碱基A数量为52%，该核酸分子是A.只是DNA分子B.单链DNA分子或RNA分子C.只有RNA分子D.双链DNA分子或RNA分子1、在遗传信息的转录和翻译过程中，翻译者是

A.基因B.信使RNAC.转运RNAD.遗传密码3、下列关于遗传密码的叙述中，错误的是

A.一种氨基酸可能有多种与之对应的遗传密码

B.GTA肯定不是遗传密码

C.每种密码都有与之对应的氨基酸

D.信使RNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸C2、复制、转录、翻译的场所依次是

A.细胞核、细胞核、核糖体

B.细胞核、细胞质、核糖体

C.细胞核、细胞核、高尔基体

D.细胞核、细胞质、线粒体ACB4、由密码子表可知A.密码子是DNA的成分B.一个密码子只能代表一种氨基酸C.密码子可以代表遗传物质D.密码子存在于细胞核中A5、如果细胞甲比细胞乙RNA含量多，可能的原因是A.甲合成的蛋白质比乙多B.乙合成的蛋白质比甲多C.甲含的染色体比乙多D.甲含的DNA比乙多D6、构成蛋白质的氨基酸有20种，则决定氨基酸的密码子和组成密码子的碱基种类分别有A.

20种和20种B.

64种和20种C.

64种和4种D.

61种和4种B7、控制合成胰岛素（含51个氨基酸）的基因中，含有嘧啶碱基至少有A.306个B.153个C.102个D.51个C8、某DNA片段中有1200个碱基对，控制合成某蛋白质，从理论上计算，在翻译过程中，最多需要多少种转移R