1、第第4章章 基因的表达基因的表达房祖名房祖名成龙成龙性状基因蛋白质控制体现指导 4.1 4.1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成DNA蛋白质合成（细胞核细胞核）（细胞质细胞质）核孔核孔RNARNARNA遵循遵循“碱基互补配对碱基互补配对原则原则”，以，以RNARNA为媒为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。介可将遗传信息传递到细胞质中。 为什么RNA适于作DNA的信使？RNARNA由基本单位由基本单位核糖核苷酸连接而成，核糖核苷酸连接而成，也可以也可以储存遗传信息储存遗传信息；RNARNA能通过核孔能通过核孔，从细胞核转移到细胞质。，从细胞核转移到细胞质。RNARNA的种类的种类信使信使
2、RNA(mRNARNA(mRNA) )核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNARNA(tRNA) )将将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。成的模板。氨基酸的运载工具。氨基酸的运载工具。（一种转运（一种转运RNA只能识只能识别和转运一种氨基酸。别和转运一种氨基酸。核糖体的组成部分核糖体的组成部分DNA脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸RNA核糖核酸核糖核酸主要存在部位主要存在部位结构结构基本单位基本单位碱基碱基五碳糖五碳糖无机酸无机酸双链双链单链
3、单链脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A G C TA G C U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNA与与RNA细胞核细胞核细胞质细胞质1 1、概念：、概念： 2 2、场所、场所3 3、条件：、条件： （DNADNA的一条链）的一条链） （四种核糖核苷酸）（四种核糖核苷酸） （ DNADNA解旋酶解旋酶 RNA RNA 聚合酶等）聚合酶等） （ATPATP）4 4、产物：、产物： 形成形成mRNAmRNA（ DNADNA上的遗传信息传递给了上的遗传信息传递给了mmRNARNA ）5 5、转录的特点：、转录的特点： 单链转录单链转录 边解旋边转录边解旋边转录 特定的特定的碱基互补
4、配对方式碱基互补配对方式（A-A-U U，G-G-C C ，T-T-A A ，C-C-G G ）一、一、转录转录（P63）模板模板原料原料酶酶能量能量主要细胞核，少量线粒体、叶绿体主要细胞核，少量线粒体、叶绿体DNA(DNA(基因基因) )RNARNA？ 蛋白质是由蛋白质是由2020种氨基酸组成的，而信使种氨基酸组成的，而信使RNARNA上上的碱基只有的碱基只有四种四种（A A、G G、C C、U U），那么，这四），那么，这四种碱基是怎样决定蛋白质上的种碱基是怎样决定蛋白质上的2020种氨基酸的呢？种氨基酸的呢？4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=4。二个碱
5、基编码一个氨基酸最多只能编码二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定6464种，种，4 43 3=64=64，足够有余。，足够有余。如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合如果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出构成蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？如果如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸种碱基能决定多少种氨基酸UCAUG A
6、 UUAmRNA密码子密码子密码子：遗传学上把密码子：遗传学上把信使信使RNA（mRNA）上）上决决定一个定一个氨基酸氨基酸的的3个个相邻相邻的碱基叫做一个密码子。的碱基叫做一个密码子。 密码子密码子密码子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丝氨酸丝氨酸UCC丝氨酸丝氨酸UCA丝氨酸丝氨酸UCG丝氨酸丝氨酸UAU酪氨酸酪氨酸UAC酪氨酸酪氨酸UAA终终止止UAG终止终止UGU半光氨酸半光氨酸UGC半光氨酸半光氨酸UGA终止终止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
7、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组氨酸组氨酸CAC组氨酸组氨酸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UCAGA AUU异亮氨酸异亮氨酸AUC异亮氨酸异亮氨酸AUA异亮氨酸异亮氨酸AUG甲硫氨酸甲硫氨酸(起始密码起始密码)ACU苏氨酸苏氨酸ACC苏氨酸苏氨酸ACA苏氨酸苏氨酸ACG苏氨酸苏氨酸AAU天冬酰胺天冬酰胺AAC天冬酰胺天冬酰胺AAA赖氨酸赖氨酸AAG赖氨酸赖氨酸AGU丝氨酸丝氨酸AGC丝氨酸丝氨酸AGA精氨酸精氨酸AGG精氨酸精氨酸UCAGGGUU缬氨酸缬氨酸GUC缬氨酸缬
8、氨酸GUA缬氨酸缬氨酸GUG缬氨酸缬氨酸（起始密码）（起始密码）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种种氨氨基基酸酸的的遗遗传传密密码码字字典典密码子总数是密码子总数是 种，种，但决定氨基酸的密码子是但决定氨基酸的密码子是 种。种。61616464一种密码子决定一种氨基酸，一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由但一种氨基酸可以由 不同的密码不同的密码子决定。子决定。 1 1种或多种种或多种1
9、.1.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实 说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。统一。2.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个 碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAUGAC都决定天冬氨酸），这就保证
10、了生物遗传的相对稳定性，都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化 。问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？tRNA“搬运工搬运工”AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨一共有多少种tRNA?反密码子反密码子与密码子相互配对与密码子相互配对,转运的氨转运的氨基酸由配对的密码子决定基酸由配对的密码子决定每种每种tRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有61种种,所以所以tRNA 有有61种种问题：氨基酸是怎样运送
11、到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？1 1、概念：、概念：2 2、场所：、场所： 3 3、条件、条件: : 4 4、产物、产物: :核糖体核糖体蛋白质蛋白质模板模板(mRNA )(mRNA )原料原料( (游离的氨基酸游离的氨基酸) )酶酶能量能量(ATP)(ATP)二、二、翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA翻翻 译译一个一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNAtRNAtRNAU UG GA CA CC CU AU AG GA A苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸
12、丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA UCUACU GGA UCUDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC C T TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键蛋白质种氨基酸数目与蛋白质种氨基酸数目与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数目的关系中碱基数目的关系631项目DNA复制转录翻译时间细胞分裂间期生物生长发育过程中场所细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体模板DNA两条链DNA一条链mRNA原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶等DNA解旋酶 RNA聚合酶等各种酶碱基配对AT TACG G
13、CAU TACG GCAU UACG GC产物DNARNA蛋白质（多肽）信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA分子可与多个核糖体结合小结：小结：列表比较列表比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译1、有、有3个核酸分子，经分析共有个核酸分子，经分析共有5种碱基，种碱基，8种核苷酸，种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是（条多核苷酸链，它的组成是（ ）A. 一个一个DNA分子，两个分子，两个RNA分子分子B. 两个两个DNA分子，一个分子，一个RNA分子分子C. 三个三个DNA分子分子D. 三个三个RNA分子分子2、已知一段、已知一段
14、mRNA含有含有30个碱基，其中个碱基，其中A和和G有有12个，转录该段个，转录该段mRNA的的DNA分子中应有分子中应有C和和T的个数是（的个数是（ ）A 12 B. 24 C. 18 D. 303、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ）AATC BUUC CCAG D GGC4、已知某、已知某tRNA一端的三个碱基顺序是一端的三个碱基顺序是GAU，所转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码所转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是（子是（ ）A. GAT B. GAU C. CUA D. CTA5、一条、一条DNA分子上某基因有分子上某基因有300个碱基对，个碱基对
15、，则它控制合成的蛋白质分子中含有氨基酸的个则它控制合成的蛋白质分子中含有氨基酸的个数最多为（数最多为（ ） A99个个 B100个个 C49个个 D50个个 6、下列关于转录和翻译的比较，错误的是、下列关于转录和翻译的比较，错误的是 （ ）A需要的原料不同需要的原料不同 B所需酶的种类不同所需酶的种类不同C均可以在线粒体和叶绿体中进行均可以在线粒体和叶绿体中进行D碱基配对的方式相同碱基配对的方式相同7、在人体中，由、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成三种碱基参与构成的核苷酸共的核苷酸共_A2种种 B4种种 C5种种 D6种种8、遗传信息的转录发生在、遗传信息的转录发生在_中中A细胞核细胞核
16、 B细胞质细胞质C核糖体核糖体 D高尔基体高尔基体9下列哪一组物质是下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖碱基和磷酸脱氧核糖碱基和磷酸C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖嘧啶和核酸核糖嘧啶和核酸10下列对转运下列对转运RNA的描述，正确的是的描述，正确的是 A每种转运每种转运RNA能识别并转运多种氨基能识别并转运多种氨基酸酸 B每种氨基酸只有一种转运每种氨基酸只有一种转运RNA能转运能转运它它C转运转运RNA能识别信使能识别信使RNA上的密码子上的密码子 D转运转运RNA转运氨基酸到细胞核内转运氨基酸到细胞核内11.不属于基因功能的是
17、不属于基因功能的是A携带遗传信息携带遗传信息 B携带遗传密码携带遗传密码 C能转录信使能转录信使RNA D能控制蛋白质的合成能控制蛋白质的合成12若测得精氨酸的转运若测得精氨酸的转运RNA上的反密码子为上的反密码子为GCU，则，则DNA分子模板上决定这个精氨酸的相应分子模板上决定这个精氨酸的相应碱基为碱基为 AGCA BCGA CGCT DCGT13人体血红蛋白的一条肽链有人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成的的DNA中的碱基数至少为中的碱基数至少为A145和和876 B146和和438C146和
18、和876 D145和和4381414、DNADNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表翻译的氨基酸如下表则右图所示的则右图所示的tRNAtRNA所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是A A赖氨酸赖氨酸 B B丙氨酸丙氨酸 C C半胱氨酸半胱氨酸 D D苏氨酸苏氨酸1515遗传密码子位于遗传密码子位于A ADNADNA上上 B B信使信使RNARNA上上 C C转运转运RNARNA上上 D D核糖体核糖体RNARNA上上16.16.下列不是转录的必要条件的是下列不是转录的必要条件的是 A A核糖核苷酸核糖核苷酸 B B酶酶 C CATP DATP D核糖体核糖体 11下图表示DNA传递遗传信息的某过程，据图回答：(1)试分析该过程表示_，主要发生于_。(2)该过程的模板链是几号链_。(3)参与该过程所需原料为_ ，必须在具有_等条件下才能正常进行。(4)到细胞质中与_结合，进行_过程。(5)如果中A占23，U占25，那么在相应的的DNA片段中，A占_G占_。(6)图示生理过程的基本单位是_。A染色体 BDNA分子 C基因 D脱氧核苷酸转录细胞核2核糖核苷酸酶、ATP核糖体翻译2426C谢谢谢谢DNA(DNA(基因基因) )蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程
