第四章第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成

1、問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影問題一：在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影侏羅紀公園侏羅紀公園中描述的那中描述的那樣，利用恐龍的樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？，使恐龍復活呢？ 問題二：如果能利用恐龍的問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？問題？ 電影電影侏羅紀公園侏羅紀公園中恐龍復活的場中恐龍復活的場景景第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成思考幾個問題思考幾個問題1 1、遺傳物質(zhì)主要存在于細胞的什么部位？、遺傳物質(zhì)主要存在于細胞的什么部位？2 2、生物的性狀或生命的主要功能由什么物質(zhì)承擔？、生物的性狀或生命的主要功能由什么物質(zhì)承擔？3

2、 3、蛋白質(zhì)的合成在細胞的什么部位？、蛋白質(zhì)的合成在細胞的什么部位？4 4、DNADNA能不能到細胞質(zhì)中去直接指導蛋白質(zhì)的合成？能不能到細胞質(zhì)中去直接指導蛋白質(zhì)的合成？ DNADNA與蛋白質(zhì)之間有無中間物質(zhì)充當信使呢？與蛋白質(zhì)之間有無中間物質(zhì)充當信使呢？DNA主要位于細胞核主要位于細胞核蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細胞質(zhì)的細胞質(zhì)的核糖體核糖體mRNA控制控制不能不能為什么為什么RNARNA適于作適于作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，而蛋白質(zhì)的合成是在質(zhì)的合成是在_中進行的。中進行的。（2 2）RNARNA一般是

3、一般是_鏈，比鏈，比 DNA DNA 短，短，因此能夠通過因此能夠通過_，從，從_轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到移到_中。中。 遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)DNA細胞核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)單單核孔核孔細胞核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì) 它也是由基本單位它也是由基本單位核苷酸連接而成，核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲存遺傳信息。存遺傳信息。 在在RNA與與DNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互堿基互補配對原則補配對原則”，因，因RNA中沒有中沒有T，DNA中沒有中沒有U，所以當所以當RNA與與DNA有關(guān)系時，有關(guān)系時，U與配對。與配對。 RNA一般是單鏈，而且比一般

4、是單鏈，而且比DNA短，因此能短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。 3、RNA適于做適于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遺傳信息是怎樣傳給的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？的呢？蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成控制控制以RNA為媒介DNA通過通過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、翻譯翻譯的過程的過程基因的表達基因的表達一一.RNA 核糖核酸 1 1）. .基本組成單位基本組成單位： 2 2）. .空間結(jié)構(gòu)特點：空間結(jié)構(gòu)特點：堿基堿基A G CU核糖核核糖核苷苷酸酸單鏈單鏈 如何解讀如何解讀DNA的信息呢？的信息呢？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、RNA與與DNA的區(qū)別

5、的區(qū)別核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖一一.RNA 核糖核酸 1 1）. .基本組成單位基本組成單位： 2 2）. .空間結(jié)構(gòu)特點：空間結(jié)構(gòu)特點：堿基堿基A G CU核糖核核糖核苷苷酸酸單鏈單鏈 信使信使RNARNA： 遺傳信息傳遞的媒介。遺傳信息傳遞的媒介。核糖體核糖體RNARNA： 與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNARNA： 轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。3 3）.RNA.RNA的種類的種類RNA的種類的種類信使信使 RNA mRNA核糖體核糖體 RNA rRNA 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運 RNA tRNA RNA的類型的類型信使信使RNA（m RNA）：）：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的轉(zhuǎn)錄遺傳

6、信息，翻譯的 模板，即傳遞遺傳信息的作用。模板，即傳遞遺傳信息的作用。轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA （t RNA ）：）：識別密碼子，運輸特定識別密碼子，運輸特定 氨基酸，呈三葉草型結(jié)氨基酸，呈三葉草型結(jié)構(gòu)。構(gòu)。核糖體核糖體RNA （r RNA ）：）：核糖體的組成成分。核糖體的組成成分。 2、為什么、為什么RNA適于做適于做DNA的信使呢？的信使呢？比較比較RNA與與DNA結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)的不同 比較項目DNARNA結(jié) 構(gòu)基本單位五碳糖含氮堿基功能主要存在部位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核 糖糖A T C GA U C G通常雙螺旋結(jié)構(gòu)通常雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)細胞

7、核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)遺傳信息的儲存、傳遺傳信息的儲存、傳遞、表達遞、表達 它也是由基本單位它也是由基本單位核苷酸連接而成，核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲存遺傳信息。存遺傳信息。 在在RNA與與DNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互堿基互補配對原則補配對原則”，因，因RNA中沒有中沒有T，DNA中沒有中沒有U，所以當所以當RNA與與DNA有關(guān)系時，有關(guān)系時，U與配對。與配對。 RNA一般是單鏈，而且比一般是單鏈，而且比DNA短，因此能短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。 3

8、、RNA適于做適于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遺傳信息是怎樣傳給的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？的呢？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、定義、定義： 以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。2、場所、場所： 主要_ 其次_細胞核線粒體和葉綠體3、過程、過程RNA聚合酶聚合酶3、過程、過程RNA聚合酶聚合酶ATC GUA G C【思考】紅色虛線方框內(nèi)包括_種堿基，_種核苷酸。563、過程、過程3、過程、過程解旋合成復旋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.條件5、產(chǎn)物、產(chǎn)物RNA聚合酶聚合酶DNARN

10、A形成三種RNA mRNA 傳達DNA上的遺傳信息 tRNA 運輸氨基酸到核糖體上rRNA 核糖體的重要成分討論討論（1 1）DNADNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？（2 2）DNADNA鏈完全解開嗎？鏈完全解開嗎？（3 3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？有什么特殊情況？1.轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉(zhuǎn)錄有什么意義？思考與討論思考與討論1 P64均需模板，遵循堿基互補配對原則。2.轉(zhuǎn)錄成的mRNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？與模板鏈互補，與非

11、模版鏈基本相同，只是TU。 4、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的定義：轉(zhuǎn)錄的定義：在細胞核中，以在細胞核中，以DNA的一的一條鏈為模板，合成條鏈為模板，合成mRNA的過程的過程。轉(zhuǎn)錄的場所：轉(zhuǎn)錄的場所：細胞核細胞核。轉(zhuǎn)錄的模板：轉(zhuǎn)錄的模板：DNA分子的一條鏈分子的一條鏈。轉(zhuǎn)錄的原料：轉(zhuǎn)錄的原料：四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸。轉(zhuǎn)錄的條件：轉(zhuǎn)錄的條件：模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶。轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：轉(zhuǎn)錄時的堿基配對：轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：mRNA。DNARNAA T C GU A G CGC、CG、TA、AU（8）遺傳信息傳遞的方向）遺傳信息傳遞的方向 復 制轉(zhuǎn) 錄場 所細胞核細胞核解 旋完全解旋只

12、解有遺傳效應(yīng)的片段模 板DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈原 料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶DNA解旋酶、 DNA聚合酶RNA聚合酶能 量ATPATP堿基配對AT CG TA GCAU GC TA CG產(chǎn) 物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小結(jié)：小結(jié)：課堂練習：課堂練習： 1構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位位 核苷酸有多少種？堿基有多少種？核苷酸有多少種？堿基有多少種？ A2種種 4種種 B4種種 4種種 C5種種 5種種 D8種種 5種種D 2細胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復雜到簡單的結(jié)構(gòu)細胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復雜到簡單的結(jié)構(gòu) 層次是層次是

13、 ADNA染色體染色體脫氧核苷酸脫氧核苷酸基因基因 B染色體染色體脫氧核苷酸脫氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色體染色體基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸 D染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸D3下列哪一組物質(zhì)是下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分的組成成分 A脫氧核糖核酸和磷酸脫氧核糖核酸和磷酸 B脫氧核糖、堿基和磷酸脫氧核糖、堿基和磷酸 C核糖、堿基和磷酸核糖、堿基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋發(fā)生在分子的解旋發(fā)生在 過程中過程中 A復制復制 B轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 C翻譯翻譯 D復制和轉(zhuǎn)錄復制和轉(zhuǎn)錄CD5果蠅的遺傳物質(zhì)由果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成種核苷酸組成 A

14、2 B4 C5 D8B6一個一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個 mRNA A一種一個一種一個 B一種多個一種多個 C多種多個多種多個 D無數(shù)種無數(shù)個無數(shù)種無數(shù)個C7煙草、煙草花葉病毒、煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有噬菌體中含有 的物質(zhì)，下列敘述正確的是的物質(zhì)，下列敘述正確的是 A核酸的種類依次是核酸的種類依次是2、1、2 B核苷酸的種類依次是核苷酸的種類依次是8、5、4 C五碳糖的種類依次是五碳糖的種類依次是2、2、1 D含含N堿基的種類依次是堿基的種類依次是5、4、4D8mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，則轉(zhuǎn)錄該啶，則轉(zhuǎn)錄該mRN

15、A的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占堿基總數(shù)的呤占堿基總數(shù)的 A50% B25%C30%D35%C【及時訓練】下圖中表示轉(zhuǎn)錄過程的是（ ） B9.按照堿基配對原則，1、寫出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列，2、寫出b鏈對應(yīng)的a鏈的堿基序列。DNA雙鏈雙鏈片段片段a鏈鏈b鏈鏈C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比較比較mRNA和和b鏈，以及鏈，以及mRNA和和a鏈的堿基序列的差異。鏈的堿基序列的差異。G C T T G G A G T G C GGCUUGGAGUGCGRNARNA是怎樣把是怎樣把DNADNA的遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)的？的遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)的？電報

16、機電報機電報密碼電報密碼0130 0117 你你 好好 三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯1 1、定義、定義：以：以mRNAmRNA為模板，合成具有一定的氨基酸順序，形成多肽為模板，合成具有一定的氨基酸順序，形成多肽鏈（蛋白質(zhì)）的過程。鏈（蛋白質(zhì)）的過程。2 2、場所、場所：_核糖體核糖體3 3、密碼子、密碼子思考：思考： 組成蛋白質(zhì)的氨基酸：組成蛋白質(zhì)的氨基酸： 信使信使RNARNA的堿基：的堿基：4 4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的種堿基如何決定蛋白質(zhì)的2020種氨基酸呢？種氨基酸呢？2020種種4 4種種如果如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就只能決定個氨基酸就只能決定_種，即種，即

17、如果如果3 3個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就可決定個氨基酸就可決定_種，即種，即 如果如果2 2個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸就只能決定個氨基酸就只能決定_種，即種，即4 416166464實驗驗證：實驗驗證： 19611961年英國的克里克和同事用實驗證明一個年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由氨基酸是由m RNAm RNA的的3 3個堿基決定，即個堿基決定，即三聯(lián)體密碼三聯(lián)體密碼子子信使信使RNARNA上決定一個氨基酸的上決定一個氨基酸的3 3個相鄰的堿基個相鄰的堿基密碼子密碼子: :決定氨基酸的密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子共有多少種？氨基酸有多少種氨基酸有多少種

18、? ?UCAUG A UUAmRNAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子 第第1個字母個字母 第第2個字母個字母 第第3個字母個字母 密碼子密碼子苯丙氨酸 U U U UUU？ 精氨酸 A G G AGG 終止密碼子：終止密碼子： 、 、_ 種類種類 起始密碼子：起始密碼子： （甲硫氨酸）（甲硫氨酸）（ 種）種） _（纈氨酸）（纈氨酸） 編碼氨基酸的密碼子編碼氨基酸的密碼子_種種所有生物的密碼子是所有生物的密碼子是 的。的。61616464一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由酸可以由 不同的密碼子決定。不同的密碼子決定。 1 1種或幾種種或幾

19、種相同相同AUGAUGGUGGUGUAAUAAUAGUAGUGAUGA4 4、譯員（搬運工具）：、譯員（搬運工具）：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細胞質(zhì)細胞質(zhì)5 5、過程、過程U A C甲硫氨甲硫氨酸酸GG U組氨酸組氨酸核糖體核糖體肽鍵肽鍵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 組氨酸組氨酸CAC色氨酸色氨酸AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 組氨酸組氨酸CAC色氨酸色氨酸AG

20、C精氨酸精氨酸mRNA 和肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中。和肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中。AU AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸GG U組氨酸組氨酸核糖體核糖體肽鍵肽鍵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 組氨酸組氨酸CAC色氨酸色氨酸AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 組氨酸組氨酸CAC色氨酸色氨酸AG C精氨酸精氨酸mRNA 和肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中。和肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中。AU AACGUG A UUAU AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天門冬天門冬酰氨酰氨 異亮氨酸異亮氨酸當核糖體讀取到終止密碼子

21、，翻譯結(jié)束。當核糖體讀取到終止密碼子，翻譯結(jié)束。一個一個mRNA分子同時結(jié)合多個核糖體分子同時結(jié)合多個核糖體意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)6 6、條件、條件模板原料能量搬運工具酶其他mRNA 20種氨基酸 ATP tRNA適宜的溫度與PH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為模為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。原料：原料：_2020種游離的氨基酸種游離的氨基酸場所：場所：_過程：過程：_細胞質(zhì)中的核糖體細胞質(zhì)中的核糖體起始、延伸、中止起始、延伸、中止模

22、板：模板：_產(chǎn)物：產(chǎn)物：_mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)定義：定義：_ _ _翻譯小結(jié)小結(jié)：小結(jié)：細胞質(zhì)（核糖體）細胞質(zhì)（核糖體）mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）GC、CG、mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)探究：翻譯遺傳信息探究：翻譯遺傳信息 1)1)、請找出起始密碼子與終止密碼子。、請找出起始密碼子與終止密碼子。 2)2)、（見預習內(nèi)容的實踐、（見預習內(nèi)容的實踐2 2部分）部分） 3)3)、地球上幾乎所有的生物體都共有上述、地球上幾乎所有的生物體都共有上述密碼子表。根據(jù)這一事實你能想到什么？密碼子表。根據(jù)這一事實你能想到什么？AUG、GUG（編碼）（編碼）UAA

23、、UAG、UGA（不編碼）不編碼）地球上所有的生物具有共同的遺傳語言，地球上所有的生物具有共同的遺傳語言，共用一套遺共用一套遺傳密碼傳密碼，具有或遠或近的親緣關(guān)系。，具有或遠或近的親緣關(guān)系。遺傳信息遺傳信息（）儲存于儲存于mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分類（）（）決定決定含有含有縮合縮合屬于屬于RNAmRNArRNA（）氨基酸氨基酸縮合縮合轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運DNA密碼子密碼子氨基酸氨基酸轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯tRNA體現(xiàn)體現(xiàn)性狀性狀課堂小結(jié)課堂小結(jié)轉(zhuǎn) 錄翻 譯定 義在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程場 所細胞核細胞質(zhì)的核糖體模 板DNA的一條鏈信使

24、RNA信息傳遞的方向DNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)原 料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn) 物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實 質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達項目DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所細胞核（主要）細胞核（主要）核糖體模板DNA兩條鏈DNA一條鏈mRNA原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸20種氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶 等DNA解旋酶 RNA聚合酶等各種酶堿基配對AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC產(chǎn)物DNARNA蛋白質(zhì)（多肽）信息傳遞DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)列表比較列表比較DNA復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯遺傳信息表

25、達的相關(guān)計算遺傳信息表達的相關(guān)計算DNARNA多肽鏈6n 個堿基3n 個堿基 n 個氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯由某DNA片段轉(zhuǎn)錄的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，則這個DNA片段中胸腺嘧啶和鳥嘌呤分別占多少？、23% 27%1 1、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ） A A、5 5、5 B5 B、5 5、8 8 C C、8 8、5 D5 D、4 4、4 42 2、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（ ） A A、5 5、5 B5 B、5 5、8 8 C C、8 8、5 D5 D、4 4、4 4【檢測與反饋】【檢測與反饋】 3 3、已知一段信使、已知一段信使RNARNA上有上有1212個個A A和和G G，該信，