第四章基因的表達--基因指導蛋白質(zhì)的合成

1、你的蛋白你的蛋白質(zhì)表達的質(zhì)表達的真好！真好！哪里哪里，那是哪里哪里，那是因為爹媽給的基因為爹媽給的基因好?。∫蚝冒?！ 4.1 4.1 基因指導蛋白質(zhì)的合成基因指導蛋白質(zhì)的合成第四章基因的表達第四章基因的表達蛋白質(zhì)是生命活動的蛋白質(zhì)是生命活動的_者者性狀的形成離不開性狀的形成離不開_的作用的作用_控制生物體的性狀控制生物體的性狀基因基因通過指導通過指導的合成來控制生物的性狀！的合成來控制生物的性狀！承擔承擔蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA主要在細胞核蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)（核糖體）進行指導科學研究：該實驗我們能得到什么樣的結(jié)論？ 1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加入RNA酶分

2、解細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進了從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。 RNA與蛋白質(zhì)合成有關(guān)與蛋白質(zhì)合成有關(guān)那么我們先了解那么我們先了解RNADNARNA脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖比較項目比較項目DNADNARNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要存在部位主要存在部位DNA,RNA DNA,RNA 的主要區(qū)別的主要區(qū)別脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A T C GA T C GA U C GA U C G多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)1 1、細胞核中的、細

3、胞核中的DNADNA如何指導細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成如何指導細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成mRNAmRNA是是DNA上遺傳信息的傳遞者。上遺傳信息的傳遞者。2、mRNA為什么叫做信使為什么叫做信使RNA？它是誰的信使？它是誰的信使？為什么為什么mRNAmRNA適于作適于作DNADNA的信使？（課本的信使？（課本P62P62）1 1、mRNAmRNA也是由也是由核苷酸核苷酸連接而成，也能連接而成，也能儲存遺傳信息儲存遺傳信息。2 2、mRNAmRNA一般為一般為單鏈單鏈，比，比DNADNA短，能通過短，能通過核孔核孔，從，從細胞細胞核核轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)細胞質(zhì)中。中。3 3、mRNAmRNA與與DNADN

4、A的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循堿基互補配對原則，堿基互補配對原則，因此以因此以RNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。問題：在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情問題：在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？況？GC、CG、TA、(一)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄.DNA(DNA(基因基因) )mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄在細胞核中，以在細胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板，按的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成照堿基互補配對的原則合成RNARNA的過程，的過程，叫做轉(zhuǎn)錄。叫做轉(zhuǎn)錄。TCATG A TT AAG T AC A A A T DNA的平面結(jié)構(gòu)圖AG

5、T AC A A A T AGCUGACGGUUUAG 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 GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU U AAG T AC A A A T GCGCGGU UAU U

6、A UAG T AC A A A T GGCGGU UAU U A U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU U A U CmRNADNA(DNA(基因基因) )RNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄基基因因指指導導蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)合合成成的的過過程程（1 1）DNADNA的兩條鏈一起被轉(zhuǎn)錄嗎？的兩條鏈一起被轉(zhuǎn)錄嗎？（2 2）DNADNA鏈完全解開嗎？鏈完全解開嗎？（3 3）DNADNA鏈上的信息被轉(zhuǎn)錄之后，兩條鏈會重新鏈上的信息被轉(zhuǎn)錄之后，兩條鏈會重新 進行雙螺旋嗎？進行雙螺旋嗎？（4 4） mRNAmRNA在哪里合成，在哪里合成， 又被運輸?shù)侥睦?？又被運輸?shù)侥睦?？轉(zhuǎn)錄細胞核細胞核核糖核苷酸核糖

7、核苷酸DNA的一條鏈的一條鏈mRNAATP、酶、酶GC、CG、TA、DNAmRNA過程過程: :解旋、合成解旋、合成A AT TT TC CA AG GA AT TG GT TA AA AG GT TC CT TA AC CDNADNAa a鏈鏈b b鏈鏈A AU UU UC CA AG GA AU UG G假設以假設以b b鏈為模板，則轉(zhuǎn)錄出的鏈為模板，則轉(zhuǎn)錄出的RNARNA堿基排列為堿基排列為P P6565思考與討論思考與討論2 21、遺傳信息：遺傳信息蘊藏在核酸的、遺傳信息：遺傳信息蘊藏在核酸的堿基堿基排列順序中排列順序中2、轉(zhuǎn)錄：經(jīng)過轉(zhuǎn)錄，遺傳信息已傳遞到、轉(zhuǎn)錄：經(jīng)過轉(zhuǎn)錄，遺傳信息已傳

8、遞到mRNA中，中， 之后之后mRNA中的遺傳信息還需再中的遺傳信息還需再傳遞到蛋白質(zhì)中。傳遞到蛋白質(zhì)中。3、氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，、氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位， 不同不同蛋白質(zhì)其氨基酸的種類排列順序都不相同。蛋白質(zhì)其氨基酸的種類排列順序都不相同。mRNA中的堿基排列順序與氨基酸的種類、中的堿基排列順序與氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序之間一定存在某種對應關(guān)系。數(shù)量和排列順序之間一定存在某種對應關(guān)系。氨基酸的世界怎么能聽得懂核糖核苷酸的語言？氨基酸的世界怎么能聽得懂核糖核苷酸的語言？翻譯翻譯遺傳信息的翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基遺傳信息的翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以酸，就以m

9、RNA為模板合成具有一定為模板合成具有一定氨基酸順氨基酸順序序的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì) 誰來承擔誰來承擔“翻譯翻譯”這個角色呢？這個角色呢？細胞質(zhì)中游離的氨基酸怎么就依次細胞質(zhì)中游離的氨基酸怎么就依次送到合成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線了呢？送到合成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線了呢？翻翻 譯譯A A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天門天門冬酰氨冬酰氨AUG 異亮氨酸異亮氨酸 tRNAtRNA的一端運載著氨基酸的一端運載著氨基酸t(yī)RNA“搬運工搬運工”tRNAtRNA另一端含有三個堿基（反密碼子），可另一端含有三個堿基（反密碼子），可以與以與mRNAmRNA上的上的3 3個堿基（密碼子）互補配對個堿基（密碼子）互補配對t RNA搬運工

10、、譯員搬運工、譯員反密碼子反密碼子 tRNAtRNA的一端運載著氨基酸的一端運載著氨基酸判斷：判斷：1 1、tRNAtRNA上只有三個堿基。上只有三個堿基。mRNAmRNA上上決定一個氨基酸的決定一個氨基酸的3 3個相鄰的堿基個相鄰的堿基密碼子密碼子: :UCAUG A UUAmRNAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子 密碼子和反密碼子之間的堿基互補配對的密碼子和反密碼子之間的堿基互補配對的方式為：方式為：A-T,G-C,T-A,C-G. 判斷題判斷題A-U,G-C,U-A,C-G DNA(DNA(基因基因) )蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯基基因因指指導導蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)合合

11、成成的的過過程程翻譯小結(jié)翻譯小結(jié)定義定義：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNAmRNA為模板為模板合合 成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。原料：原料：_多種氨基酸多種氨基酸場所：場所：_條件條件:_細胞質(zhì)中的核糖體細胞質(zhì)中的核糖體模板：模板：_產(chǎn)物：產(chǎn)物：_遺傳信息傳遞方向：遺傳信息傳遞方向：_mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工具工具: : tRNAtRNA酶，酶，ATPATP、模板、原料、模板、原料P67P67小字部分小字部分o DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4種堿基，而組成生物

12、體種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有蛋白質(zhì)的氨基酸有2020種。矛盾：這種。矛盾：這4 4種堿基種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的是怎樣決定蛋白質(zhì)的2020種氨基酸的？種氨基酸的？o 堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系是由堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系是由mRNAmRNA上上3 3個相鄰的堿基（即密碼子）來決定一個個相鄰的堿基（即密碼子）來決定一個氨基酸。氨基酸。o 為什么必須是為什么必須是3 3個？一個兩個可以嗎？個？一個兩個可以嗎？4種堿基只能決定種堿基只能決定4種氨基酸，種氨基酸，4 41 1=4=4。二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼16種，種，42=16。三個堿基決定一

13、個氨基酸只能決定三個堿基決定一個氨基酸只能決定6464種，種，4 43 3=64=64，足夠有余。，足夠有余。如果一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合如果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)的出構(gòu)成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸？種氨基酸？如果如果2 2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？如果如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸，個氨基酸，4 4種堿基能決定多少種氨基酸種堿基能決定多少種氨基酸UCAGUUUU苯丙氨酸苯丙氨酸UUC苯丙氨酸苯丙氨酸UUA亮氨酸亮氨酸UUG亮氨酸亮氨酸UCU絲氨酸絲氨酸UCC

14、絲氨酸絲氨酸UCA絲氨酸絲氨酸UCG絲氨酸絲氨酸UAU酪氨酸酪氨酸UAC酪氨酸酪氨酸UAA終終止止UAG終止終止UGU半光氨酸半光氨酸UGC半光氨酸半光氨酸UGA終止終止UGG色氨酸色氨酸UCAGCCUU亮氨酸亮氨酸CUC亮氨酸亮氨酸CUA亮氨酸亮氨酸CUG亮氨酸亮氨酸CCU脯氨酸脯氨酸CCC脯氨酸脯氨酸CCA脯氨酸脯氨酸CCG脯氨酸脯氨酸CAU組氨酸組氨酸CAC組氨酸組氨酸CAA谷氨酰胺谷氨酰胺CAG谷氨酰胺谷氨酰胺CGU精氨酸精氨酸CGC精氨酸精氨酸CGA精氨酸精氨酸CGG精氨酸精氨酸UCAGAAUU異亮氨酸異亮氨酸AUC異亮氨酸異亮氨酸AUA異亮氨酸異亮氨酸AUG甲硫氨酸甲硫氨酸(起始密

15、碼起始密碼)ACU蘇氨酸蘇氨酸ACC蘇氨酸蘇氨酸ACA蘇氨酸蘇氨酸ACG蘇氨酸蘇氨酸AAU天冬酰胺天冬酰胺AAC天冬酰胺天冬酰胺AAA賴氨酸賴氨酸AAG賴氨酸賴氨酸AGU絲氨酸絲氨酸AGC絲氨酸絲氨酸AGA精氨酸精氨酸AGG精氨酸精氨酸UCAGGGUU纈氨酸纈氨酸GUC纈氨酸纈氨酸GUA纈氨酸纈氨酸GUG纈氨酸纈氨酸（起始密碼）（起始密碼）GCU丙氨酸丙氨酸GCC丙氨酸丙氨酸GCA丙氨酸丙氨酸GCG丙氨酸丙氨酸GAU天冬氨酸天冬氨酸GAC天冬氨酸天冬氨酸GAA谷氨酸谷氨酸GAG谷氨酸谷氨酸GGU甘氨酸甘氨酸GGC甘氨酸甘氨酸GGA甘氨酸甘氨酸GGG甘氨酸甘氨酸UCAG20種氨基酸的遺傳密碼字典

16、密碼子總數(shù)是 種，但決定氨基酸的密碼子是 種。6164判斷題判斷題 一種密碼子可以決定多種氨基酸。 一種氨基酸只能由一種密碼子來決定。 一種密碼子只能決定一種氨基酸，但一種氨基酸可由多種不同的密碼子決定。 P65 思考與討論mRNAmRNA信使信使tRNAtRNA轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運rRNArRNA核糖體核糖體蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)rRNArRNA核糖體核糖體tRNAtRNAmRNAmRNARNA種類1、判斷題、判斷題 （1）翻譯過程中）翻譯過程中 ，mRNA可沿著核糖體移動?？裳刂颂求w移動。 （2） 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA能識別信使能識別信使RNA上的密碼子。上的密碼子。 （3）轉(zhuǎn)運）轉(zhuǎn)運RNA轉(zhuǎn)運氨基酸到細胞核內(nèi)。轉(zhuǎn)

17、運氨基酸到細胞核內(nèi)。 2 2、根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程填充、根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程填充 DNA DNA雙鏈雙鏈G G 信使信使RNARNA 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNARNA 氨基酸氨基酸 丙氨酸（密碼丙氨酸（密碼 GCA GCA ） C C A A C C G G T T G G C C A A C C G G U U3、判斷下列名詞分別位于哪一種物質(zhì)上：、判斷下列名詞分別位于哪一種物質(zhì)上： 基因基因 （ ） 遺傳信息遺傳信息 （ ） 密碼子密碼子 （ ） 反密碼子反密碼子 （ ） 遺傳密碼遺傳密碼 （ ）DNADNAmRNAtRNAmRNA 遺傳信息、遺傳密碼與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系遺傳信息、遺傳密碼與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系

18、DNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)/多肽多肽1366n3nn遺傳信息：遺傳信息：基因基因中脫氧核苷酸中脫氧核苷酸的排列順序的排列順序遺傳密碼：遺傳密碼：mRNA中核糖核中核糖核苷酸的排列順苷酸的排列順序序堿基數(shù)堿基數(shù)/核糖核糖核苷酸數(shù)核苷酸數(shù)堿基數(shù)堿基數(shù)/脫氧脫氧核苷酸數(shù)核苷酸數(shù)氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鍵數(shù)n- 1（一條鏈）（一條鏈）n-m（m條鏈）條鏈）0結(jié)論:基因的堿基 信使RNA的堿基 氨基酸 =6 3 1表表 DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯比較的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯比較DNA復制復制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯場所場所模板模板原料原料其他其他條件條件產(chǎn)物產(chǎn)物堿基堿基互補互補配對配對 細胞核細胞核 細胞核細胞核 核糖體核糖體DNA兩兩條鏈條鏈DNA一一條鏈條鏈 mRNA四種四種脫氧核苷酸脫氧核苷酸 四種四種核糖核苷酸核糖核苷酸20種氨基酸種氨基酸ATP 解旋酶解旋酶 DNA聚合酶聚合酶ATP 解旋酶解旋酶 RNA聚合酶聚合酶ATP tRNA 酶酶兩個兩個DNA分子分子 RNA 多肽鏈多肽鏈AT GC TA CGAU GC TA CGAU GC UA CG1.在所學過的知識中，可以體現(xiàn)出在所學過的知識中，可以體現(xiàn)出“堿基互堿基互補配對原則補配對原則”的地方有哪幾個？的地方有哪幾個？DNA的結(jié)構(gòu)；的結(jié)構(gòu)； DNA的復制；的復制；DNA的轉(zhuǎn)錄；的轉(zhuǎn)錄； 遺傳密碼