第四章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

電影《侏羅紀(jì)公園》片段現(xiàn)在是1頁\一共有72頁\編輯于星期四

問題探討:

1.在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀(jì)公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？2.如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認為主要要解決什么問題？需要使恐龍DNA上的基因控制的性狀表達出來，表現(xiàn)恐龍的特性。現(xiàn)在是2頁\一共有72頁\編輯于星期四第四章基因的表達現(xiàn)在是3頁\一共有72頁\編輯于星期四生物的性狀是由

控制的性狀是由

物質(zhì)體現(xiàn)的

DNA分子（基因）是如何控制生物性狀的？

你推測一下?基因蛋白質(zhì)基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀的過程(即基因的表達).現(xiàn)在是4頁\一共有72頁\編輯于星期四第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成現(xiàn)在是5頁\一共有72頁\編輯于星期四推測有一種物質(zhì)能夠作為傳達DNA信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。DNA的遺傳信息如何傳給RNA？問題１：DNA主要存在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)中的核糖體上進行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？請你作出推測?現(xiàn)在是6頁\一共有72頁\編輯于星期四（1）RNA的結(jié)構(gòu)A核糖PC核糖PU核糖PPG核糖AAGGCUU一.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄現(xiàn)在是7頁\一共有72頁\編輯于星期四一般DNA由

條核苷酸鏈組成而RNA由

條核苷酸鏈組成21現(xiàn)在是8頁\一共有72頁\編輯于星期四比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)ATCGAUCG通常呈雙鏈結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞質(zhì)（１）DNA與RNA分子結(jié)構(gòu)的比較

現(xiàn)在是9頁\一共有72頁\編輯于星期四DNAmRNA細胞質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)細胞核核糖體媒介？基因：在DNA上含有遺傳信息蛋白質(zhì)：體現(xiàn)具體生命現(xiàn)象核孔現(xiàn)在是10頁\一共有72頁\編輯于星期四信使RNA：遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA：核糖體的組成部分。轉(zhuǎn)運RNA：轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。（2）RNA的種類現(xiàn)在是11頁\一共有72頁\編輯于星期四mRNA為什么叫做信使RNA？它是誰的信使？因為它是遺傳信息的傳遞者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。為什么mRNA適于作DNA的信使？現(xiàn)在是12頁\一共有72頁\編輯于星期四(3)RNA適于作DNA的信使的原因RNA也是由四種核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互補配對原則。

現(xiàn)在是13頁\一共有72頁\編輯于星期四(一)轉(zhuǎn)錄在_______內(nèi)，以DNA的______為______，按照____________的原則合成_____的過程。細胞核一條鏈模板堿基互補配對RNA現(xiàn)在是14頁\一共有72頁\編輯于星期四

(一)轉(zhuǎn)錄的過程問題2：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？現(xiàn)在是15頁\一共有72頁\編輯于星期四DNA的平面結(jié)構(gòu)圖AG

T

AC

AA

A

T

TCATGTTTA現(xiàn)在是16頁\一共有72頁\編輯于星期四以DNA的一條鏈為模板合成RNADNA一條鏈游離的核糖核苷酸AG

T

AC

AA

A

T

UUGGACUGCUGA現(xiàn)在是17頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A——U；G——C；C——G；T—ARNA聚合酶現(xiàn)在是18頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來現(xiàn)在是19頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA現(xiàn)在是20頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA現(xiàn)在是21頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAU現(xiàn)在是22頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU現(xiàn)在是23頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUA現(xiàn)在是24頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU現(xiàn)在是25頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC現(xiàn)在是26頁\一共有72頁\編輯于星期四AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成

mRNA，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA一條鏈現(xiàn)在是27頁\一共有72頁\編輯于星期四1、轉(zhuǎn)錄的具體過程

①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；②游離的核糖核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結(jié)合；③新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙鏈恢復(fù)。請同學(xué)們閱讀課本P63的第四自然段和圖4-4。(一)轉(zhuǎn)錄的過程現(xiàn)在是28頁\一共有72頁\編輯于星期四(一)轉(zhuǎn)錄的過程2、轉(zhuǎn)錄的定義：在細胞核中以DNA的一條鏈為模板,按堿基互補配對原則，合成RNA的過程（以基因為單位轉(zhuǎn)錄）。3、轉(zhuǎn)錄的場所：細胞核現(xiàn)在是29頁\一共有72頁\編輯于星期四

4、轉(zhuǎn)錄的條件：

模板（DNA的一條鏈）原料（四種核糖核苷酸）酶（RNA聚合酶等）能量（ATP）5、轉(zhuǎn)錄的結(jié)果：

形成mRNA（DNA上的遺傳信息傳遞給了mRNA）6、轉(zhuǎn)錄的特點：

單鏈轉(zhuǎn)錄特定的堿基互補配對方式（A-U，G-C，T-A，C-G）現(xiàn)在是30頁\一共有72頁\編輯于星期四思考與討論：DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有何異同之處？現(xiàn)在是31頁\一共有72頁\編輯于星期四類別項目

復(fù)制

轉(zhuǎn)錄場所解旋模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物細胞核只解有遺傳效應(yīng)的片段只有DNA的一條鏈四種核糖核苷酸RNA聚合酶ATPA-U

G-CT-AC-GRNA(mRNA)細胞核完全解旋DNA的兩條鏈四種脫氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較現(xiàn)在是32頁\一共有72頁\編輯于星期四練習(xí)1、構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位---核苷酸有多少種?堿基有多少種?()A.2種4種B.4種4種C.5種5種D.8種5種2、下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分()A.脫氧核糖核酸和磷酸B.脫氧核糖﹑堿基和磷酸C.核糖﹑堿基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸DC現(xiàn)在是33頁\一共有72頁\編輯于星期四3.DNA分子的解旋發(fā)生什么過程中()A.復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄C.翻譯D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄4.一個DNA分子轉(zhuǎn)錄出多少種多少個mRNA()A.一種一個B.一種多個C.多種多個D.無數(shù)種無數(shù)個DC現(xiàn)在是34頁\一共有72頁\編輯于星期四

轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？

mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？

mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。

現(xiàn)在是35頁\一共有72頁\編輯于星期四二、遺傳信息的翻譯1、翻譯的概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯?，F(xiàn)在是36頁\一共有72頁\編輯于星期四思考與討

DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。這4種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸的？堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系如何？現(xiàn)在是37頁\一共有72頁\編輯于星期四4種堿基只能決定4種氨基酸，41=44種堿基最多只能編碼16種，42=16三個堿基決定一個氨基酸能決定64種，43=64，足夠有余（3）一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？（2）如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？（1）如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？4種堿基幾個一組能決定20種氨基酸？現(xiàn)在是38頁\一共有72頁\編輯于星期四

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

2、密碼子（遺傳密碼）：

（1）概念：

mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基。現(xiàn)在是39頁\一共有72頁\編輯于星期四

第1個字母第2個字母 第3個字母密碼子苯丙氨酸UUUUUU？精氨酸AGGAGG現(xiàn)在是40頁\一共有72頁\編輯于星期四密碼子表現(xiàn)在是41頁\一共有72頁\編輯于星期四（2）密碼子的特點

數(shù)目共64種：

①61種密碼子決定20種氨基酸：一個密碼子決定一個特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一個以上的密碼子；2種起始密碼子(AUG甲硫氨酸;GUG纈氨酸)②3種終止密碼子(UAA;UAG;UGA)現(xiàn)在是42頁\一共有72頁\編輯于星期四1、對應(yīng)的氨基酸序列為:甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸。2.地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子，這一事實說明：

地球上的所有生物都有著或遠或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有相同的遺傳語言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。3.從密碼的簡并性我們能認識到：

如果密碼子中的一個堿基發(fā)生變化，可能影響到蛋白質(zhì)氨基酸的種類，也有可能蛋白質(zhì)氨基酸的種類不發(fā)生變化，這就保證了生物遺傳的相對穩(wěn)定性，又使生物出現(xiàn)變異，從而促進生物的發(fā)展進化.解決課文P65：思考與討論現(xiàn)在是43頁\一共有72頁\編輯于星期四游離在細胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？

現(xiàn)在是44頁\一共有72頁\編輯于星期四tRNA——“搬運工”ACU

天門冬酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子反密碼子與密碼子相互配對,轉(zhuǎn)運的氨基酸由配對的密碼子決定.每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸!有61種比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子現(xiàn)在是45頁\一共有72頁\編輯于星期四翻譯的動畫演示過程3、翻譯的過程現(xiàn)在是46頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAmRNA細胞質(zhì)現(xiàn)在是47頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸核糖體現(xiàn)在是48頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸現(xiàn)在是49頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸現(xiàn)在是50頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵現(xiàn)在是51頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸現(xiàn)在是52頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵現(xiàn)在是53頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸現(xiàn)在是54頁\一共有72頁\編輯于星期四UCAUGAUUAAAUACUAUG亮氨酸天門冬氨酸異亮氨酸現(xiàn)在是55頁\一共有72頁\編輯于星期四一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈

在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速的過程。在370C時，細菌細胞內(nèi)合成肽鏈的速度約為每秒連接15個氨基酸。通常，一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)?，F(xiàn)在是56頁\一共有72頁\編輯于星期四現(xiàn)在是57頁\一共有72頁\編輯于星期四3、翻譯的過程：

(1)mRNA與核糖體結(jié)合，結(jié)合部分有2個密碼子。（2）翻譯從起始密碼開始，tRNA的反密碼子與mRNA上的密碼子配對，把相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運到核糖體上，進行脫水縮合。（3）核糖體沿mRNA移動（每次移動一個密碼子），讀取下一個密碼子。（4）讀取到終止密碼時，翻譯停止。（5）一個mRNA可先后結(jié)合多個核糖體，形成多個相同的肽鏈。現(xiàn)在是58頁\一共有72頁\編輯于星期四3、翻譯的過程：（2）翻譯的場所：（3）翻譯時的條件:

(4)翻譯的產(chǎn)物:核糖體蛋白質(zhì)模板(mRNA)、原料(游離的氨基酸)工具(tRNA)酶能量(ATP)現(xiàn)在是59頁\一共有72頁\編輯于星期四DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程現(xiàn)在是60頁\一共有72頁\編輯于星期四思考與討論：轉(zhuǎn)錄與翻譯有何異同之處？現(xiàn)在是61頁\一共有72頁\編輯于星期四階段項目轉(zhuǎn)錄翻譯定義場所模板遺傳信息傳遞的方向原料產(chǎn)物在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程細胞核細胞質(zhì)中的核糖體DNA的一條鏈信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)含A、U、C、G的4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列順序的多肽，進一步加工為蛋白質(zhì)現(xiàn)在是62頁\一共有72頁\編輯于星期四總結(jié)：基因的表達過程是在細胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖體，線粒體等眾多細胞器一道，完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細胞生命活動的各項職責(zé)?，F(xiàn)在是63頁\一共有72頁\編輯于星期四拓展：蛋白質(zhì)合成過程中涉及到的細胞結(jié)構(gòu)（以分泌蛋白的合成為例）DNAmRNA轉(zhuǎn)錄翻譯多肽初加工較成熟的蛋白質(zhì)再加工成熟的蛋白質(zhì)細胞核核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞質(zhì)線粒體供能供能供能供能現(xiàn)在是64頁\一共有72頁\編輯于星期四DNA的功能復(fù)制遺傳信息表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯時間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長發(fā)育的連續(xù)過程中在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所細胞核（主要），線粒體，葉綠體核糖體條件模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料四種游離的脫氧核苷酸四種游離的核糖核苷酸20種氨基酸酶DNA解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶等各種合成酶等能量需要ATP堿基配對原則A—T，T—A，G—C，C—GA—U，T—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—GDNA的兩大功能比較

現(xiàn)在是65頁\一共有72頁\編輯于星期四A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNAtRNAU–G–AC–C–UA–G–A蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)密碼子ACUGGAUCUDNA雙鏈A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽鍵肽鍵136現(xiàn)在是66頁\一共有72頁\編輯于星期四一、蛋白質(zhì)種氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA中堿基數(shù)目的關(guān)系如果某蛋白質(zhì)中有n個氨基酸，則指導(dǎo)該蛋白質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)目至少為

，控制該蛋白質(zhì)合成的DNA（基因）中的堿基數(shù)目至少為

。3n6n解題指導(dǎo)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：DNA的堿基數(shù)＝（1:3:6）由于mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應(yīng)氨基酸，所以基因或DNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目的6倍多?，F(xiàn)在是67頁\一共有72頁\編輯于星期四DNA雙鏈TT信使R