遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

第4章基因的表達(dá)第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成電影《侏羅紀(jì)公園》思考：電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？基因（DNA）在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？兩者如何聯(lián)系起來的呢？

科學(xué)家的推測(cè)？問：為什么RNA適于作DNA的信使呢？(1)它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似,也是由基本單位-核苷酸連接而成,也能儲(chǔ)存遺傳信息。(2)在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，但U-A。(3)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。RNA適于作DNA的信使的原因:細(xì)胞中的兩種核酸的比較

DNARNA組成元素C、H、O、N、P基本單位脫氧核苷酸（4種）核糖核苷酸（4種）磷酸脫氧核糖

A、T、C、G磷酸核糖

A、U、C、G結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)，較短功能

儲(chǔ)存、傳遞和表達(dá)遺傳信息攜帶遺傳信息分布

細(xì)胞核,線粒體,葉綠體

細(xì)胞質(zhì)，核糖體化學(xué)組成圖4-3三種RNA示意圖

RNA的在細(xì)胞中有三種：mRNA（信使RNA），tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA），rRNA（核糖體RNA）問：DNA的信息是怎么傳給mRNA的？圖4-4以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解、動(dòng)畫過程AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄（1）轉(zhuǎn)錄的定義：（2）轉(zhuǎn)錄的場所：（3）轉(zhuǎn)錄的模板：（4）轉(zhuǎn)錄的原料：（5）轉(zhuǎn)錄的條件：（6）轉(zhuǎn)錄的堿基配對(duì)：（7）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。細(xì)胞核DNA的一條鏈四種核糖核苷酸ATP、酶A—U;T—A；C—G；G—C一條mRNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所解旋模板原料酶能量堿基配對(duì)產(chǎn)物DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較作業(yè)：轉(zhuǎn)錄小結(jié)：概念：場所：模板：原料：條件：產(chǎn)物：信息傳遞方向：練習(xí)鞏固：1.DNA分子的解旋發(fā)生在________過程中。

A.復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄

C.翻譯D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄2.果蠅的遺傳物質(zhì)由_________種核苷酸組成。

A.2B.4C.5D.8DB3.一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA分子

A.一種一個(gè)B.一種多個(gè)

C.多種多個(gè)D.無數(shù)種無數(shù)個(gè)4.已知一段信使RNA上有12個(gè)A和G,該信使RNA上共有30個(gè)堿基。那么轉(zhuǎn)錄成該信使RNA的一段DNA分子中應(yīng)有C和T（）

A.12個(gè)B.18個(gè)

C.24個(gè)D.30個(gè)CD問題情境：

轉(zhuǎn)錄后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，mRNA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如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)？思考：mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸？堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？感悟科學(xué)家破譯遺傳密碼的推理過程：

1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸？

2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸？4種,不行！16種組合方式也不能決定20種氨基酸,不行！！提出：mRNA上每3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸。64種，可行！??！密碼子：mRNA上三個(gè)相鄰的堿基稱為一個(gè)密碼子（三聯(lián)體密碼）。實(shí)驗(yàn)證明：1961年英國的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)氨基酸是由mRNA上的3個(gè)堿基決定的，即mRNA上的3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，把mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基叫做三聯(lián)體密碼子到底是如何決定的呢？

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子2、遺傳密碼：

遺傳學(xué)上把mRNA中決定氨基酸的不同堿基排列順序，叫做“遺傳密碼”。把其中決定一個(gè)氨基酸的相鄰的三個(gè)堿基叫做密碼子。a、一種氨基酸可以和多個(gè)密碼子相對(duì)應(yīng)(簡并性)b、一個(gè)密碼子只和一種氨基酸相對(duì)應(yīng)（專一性）c、二個(gè)密碼子（AUG、GUG）可以作為起始密碼，同時(shí)可以決定氨基酸。三個(gè)終止密碼（UAA、UAG、UGA）不決定任何氨基酸。d、氨基酸的種類；20種密碼子的種類：64種（61種有義密碼）從遺傳密碼表中可看出：e、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。

c、簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況。遺傳密碼的特性：

b、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。思考與討論：已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能結(jié)合密碼子表寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎？

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

mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”—核糖體結(jié)合，形成合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。那么，游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？圖4-5tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖專一性：每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。tRNA的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。圖4-6蛋白質(zhì)的合成示意圖動(dòng)畫展示蛋白質(zhì)的合成過程翻譯一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈翻譯小結(jié)：

概念：游離在細(xì)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。

場所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體。

模板：以mRNA為模板。

原料：20種氨基酸（由tRNA搬運(yùn)）。條件：酶、ATP

產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈。信息傳遞方向：mRNA蛋白質(zhì)DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程比較復(fù)制，轉(zhuǎn)錄和翻譯三個(gè)過程的差異：核糖體細(xì)胞核細(xì)胞核場所一個(gè)mRNA分子可以與多個(gè)核糖體結(jié)合邊解旋邊轉(zhuǎn)錄半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)mRNA蛋白質(zhì)DNAmRNADNADNA信息傳遞方向肽鏈RNADNA產(chǎn)物20種氨基酸4種核糖核苷酸4種脫氧核苷酸原料mRNADNA一條鏈DNA雙鏈模板生物生長發(fā)育過程中細(xì)胞分裂間期時(shí)間翻譯

轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制

能發(fā)生堿基配對(duì)的場所和過程:場所:過程:細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體DNA復(fù)制、RNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯歸納遺傳信息流動(dòng)方向：

思考：DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)與氨基酸個(gè)數(shù)的關(guān)系如何？例：一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子分別至少有堿基多少個(gè)？A.3000個(gè)和3000個(gè)

B.1000個(gè)和3000個(gè)

C.1000個(gè)和4000個(gè)D.3000個(gè)和6000個(gè)小結(jié)：DNA的堿基數(shù):mRNA的堿基數(shù):蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)=6n:3n:nD小結(jié)：基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄翻譯場所：細(xì)胞核模板：DNA原料：游離的核糖核苷酸結(jié)果：形成信使RNA場所：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的核糖體模板：原料：結(jié)果：信使RNA氨基酸形成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)

9、根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程填充：

DNA雙鏈

G

信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA氨基酸

丙氨酸（密碼GCA)

C

A

C

G

T

G

C

A

C

G

U1、（03高考江蘇）真核生物染色體DNA遺傳信息的傳遞與表達(dá)過程，在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的是（）A、復(fù)制B、轉(zhuǎn)錄C、翻譯D、轉(zhuǎn)錄和翻譯2、mRNA的核苷酸序列與：（

）A．某一個(gè)tRNA分子核苷酸序列互補(bǔ)B．所有tRNA分子的核苷酸序列互補(bǔ)C．DNA分子兩條鏈的核苷酸序列互補(bǔ)D．DNA分子一條鏈的核苷酸序列互補(bǔ)3、DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯的氨基酸如下表則右圖所示的tRNA所攜帶的氨基酸是：（）A．賴氨酸 B．丙氨酸C．半胱氨酸D．蘇氨酸5、（04高考上海）組成人體蛋白質(zhì)的20種氨基酸所對(duì)應(yīng)的密碼子共有（）

A、4個(gè)B、20個(gè)C、61個(gè)D、64個(gè)6．已知一個(gè)蛋白質(zhì)由2條肽鏈組成，連接氨基酸的肽鍵共有198個(gè)，翻譯該蛋白質(zhì)的mRNA中有A和G共200個(gè)，則該mRNA中的C和U不能少于：（）A．200個(gè)B．400個(gè)C．600個(gè)D．800個(gè)7（04高考廣東）人體中具有生長激素基因和血紅蛋白基因，兩者（）A.分別存在于不同組織的細(xì)胞中B．均在細(xì)胞分裂前期按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則復(fù)制C.均在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯D．轉(zhuǎn)錄的信使RNA上相同的密碼子翻譯成相同的氨基酸8（04高考江蘇）下列對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的描述，正確的是（）A．每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸B．每種氨基酸只有一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能轉(zhuǎn)運(yùn)它C．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識(shí)別信使RNA上的密碼子D．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到細(xì)胞核內(nèi)10、根據(jù)圖回答問題：甲乙(1)圖甲所示為

過程，圖乙為

的結(jié)構(gòu)示意圖。(2)RNA有三種分別是

、

、

。如果圖乙中的反密碼子為ACG則對(duì)應(yīng)的密碼