1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 问题探讨：问题探讨：科学家实验科学家实验：19551955年，有人分别用洋葱根尖年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入变形虫中加入RNARNA酶分解细胞质中的酶分解细胞质中的RNA,RNA,细细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的母菌中提取的RNARNA，则又能够合成一定数量，则又能够合成一定数量的蛋白质。的蛋白质。实验结果表明：实验结果表明：蛋白质合成显然跟蛋白质合成显然跟RN
2、ARNA有关有关材料分析材料分析基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成主要在细胞核主要在细胞核在细胞质进行在细胞质进行通过通过RNARNARNA充当了两者之间信使。充当了两者之间信使。AGTCCGAU三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA：遗传信息传递的媒介遗传信息传递的媒介核糖体核糖体RNARNA：与蛋白质构成核糖体与蛋白质构成核糖体转运转运RNARNA：转运氨基酸的工具转运氨基酸的工具DNADNA和和RNARNA的比较的比较脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A A、T T、G G、C C双链双链核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A A、U U、G G、C C单链单链原因：1、它的基本
3、结构与12RNA一般是单链，而且比DNA 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 DNA mRNATCATG T TT AAG T AC A A A T DNADNA（基因）的平面结构图（基因）的平面结构图转录的过程转录的过程 解旋解旋AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的模板与原料转录的模板与原料AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶转录的条件转录的条件AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU转录遵循的原则转录遵循的原则AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGA
4、CGGUUU 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 CmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核核 孔孔mRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成AG T AC A A A T GU UAU UA U
5、CDNADNAmRNAmRNAAG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质UCAUG A UUAmRNATCATG T TT AAG T AC A A A T AG T AC A A A T GU UAU UA U CmRNA模板链模板链非模板链非模板链模板链模板链（1）转录的定义：）转录的定义：？（2）转录的场所：）转录的场所：？（3）转录的模板：）转录的模板：？（4）转录的原料：）转录的原料：？（5）转录的条件：）转录的条件：？（6）转录时的碱基配对：）转录时的碱基配对：？（7）转录的产物：）
6、转录的产物：？在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成mRNA的的过程。细胞核细胞核。DNA分子的一条链分子的一条链。四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。模板、原料、模板、原料、ATP（能量）、酶。（能量）、酶。A T C GDNA RNA U A G CmRNA。按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的碱基序列。DNA双链双链片段片段a链链b链链C G A A C C T C A C G C信使信使RNA比较比较mRNA和和b链，以及链，以及mRNA和和a链的碱基序列的差异。链的碱基序列的差异。G C T T G G
7、A G T G C GGCUUGGAGUGCG1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？思考与讨论思考与讨论DNA复制和转录的对比复制和转录的对比对比项目复制转录场所模板原料产物遵循原则细胞核细胞核两条母链两条母链脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA分子分子(2个，相同个，相同)碱基互补配对碱基互补配对细胞核细胞核一条母链一条母链核糖核苷酸核糖核苷酸mRNA(1个个)碱基互补配对碱基互补配对问题情境 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么
8、mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。UCAUG A UUAmRNA二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译RNA RNA 蛋白质蛋白质AA1AA2AA3AA4AA5AA6AA7AA8AA9AA10AA11AA12AA13AA14AA15AA16AA17AA18AA19AA20思考：思考：mRNAmRNA的四种碱基如何决定的四种碱基如何决定2020种氨基酸种氨基酸?碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?AUCGA AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA
9、AC CU UG G 氨基酸氨基酸A AC CU UG GA AC CU UG G 氨基酸氨基酸4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)A AA UA CA GC AC UC CC GU AU UU CU GG AG UG CG GA U CG第一个第一个字母字母第二个字母第二个字母第三个第三个字母字母U UC CA AG GU U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸U U苯苯 丙丙 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸酪酪 氨氨 酸酸半半 胱胱 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸丝丝 氨氨 酸酸终终 止止终终 止止A A亮亮 氨氨 酸酸丝丝 氨
10、氨 酸酸终终 止止色色 氨氨 酸酸G GC C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸组组 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸U U亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸组组 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸C C亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸A A亮亮 氨氨 酸酸脯脯 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酰酰 胺胺精精 氨氨 酸酸G GA A异异 亮亮 氨氨 酸酸苏苏 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺丝丝 氨氨 酸酸U U异异 亮亮 氨氨 酸酸苏苏 氨氨 酸酸天天 冬冬 酰酰 胺胺丝丝 氨氨 酸酸C C异异 亮亮 氨酸氨酸苏苏 氨氨 酸酸赖赖 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸A A甲甲 硫硫 氨氨
11、酸酸（起（起 始）始）苏苏 氨氨 酸酸赖赖 氨氨 酸酸精精 氨氨 酸酸G GG G缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸U U缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸天天 冬冬 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸C C缬缬 氨氨 酸酸丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸缬缬 氨氨 酸酸（起（起 始）始）丙丙 氨氨 酸酸谷谷 氨氨 酸酸甘甘 氨氨 酸酸G GA AC CG GU UG GA AU UU UA AmRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的三个上决定氨基酸的三个相邻相邻的碱基的碱基密码子密码子遗传密码的特性：遗传密码的特
12、性：2 2、共共6464个遗传密码，个遗传密码，其中有其中有3 3个终止密个终止密码码，没有对应的氨，没有对应的氨基酸。基酸。能决定氨基能决定氨基酸的遗传密码子只酸的遗传密码子只有有6161个个。3 3、通用性、通用性：地球上：地球上几乎所有的生物共几乎所有的生物共用一套密码子表。用一套密码子表。1 1、简并性、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。mRNAC CA AC CG GU UG G A A U UU UA A U U A A A
13、AU UA AC CU UA AAUG GUGUAA UAG UGA甲硫氨酸甲硫氨酸终止密码子终止密码子缬氨酸缬氨酸起始密码子起始密码子编码氨基酸的密码子有编码氨基酸的密码子有6161种种氨基酸氨基酸氨基酸 氨基酸问题：mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ACGUG A UUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸tRNA“搬运工搬运工”1、细胞中的、细胞中的tRNA有多少种？有多少种？61种种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？和氨基酸转运有何对应关系？每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运
14、一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：UA C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合.UACGUG A UUAU AU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNA tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对.ACGUG A UUAU AUU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNA tRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mR
15、NAmRNA上的上的 相应位相应位置置.ACGUG A UUAU AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子脱水缩合两个氨基酸分子脱水缩合缩合缩合ACGUG A UUAU AUACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNAmRNA滑动滑动.另一个另一个 tRNA tRNA 上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的上的 密码子配对密码子配对.ACGUG A UUAU AUACGUG A UUA甲硫氨甲硫氨酸酸AC U 天门冬天门冬
16、酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构ACGUG A UUAU AU甲硫氨甲硫氨酸酸CU A 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸ACGUG A UUAU AU 甲硫氨甲硫氨酸酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .ACGUG A UUAU AU一个一个mRNA分子同时结合多个核糖体分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质分子就可以迅
17、速合成出大量的蛋白质2.翻译的场所：3.翻译时的模板：4.翻译的原料：5.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。6.翻译的条件:7.翻译时的碱基配对：8.产物:肽键 A U C GmRNA t RNA U A G 细胞质的核糖体mRNA游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具蛋白质(肽链)1.翻译的概念：课本P64阶段阶段项目项目转录（有解旋转录（有解旋）翻译（无解旋）翻译（无解旋）定义定义场所场所模板模板遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向原料原料产物产物实质实质在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的的一条链为模板一条链为模板合成合成mRNAmRNA的过程。的过程。以以信使信使RNARNA为
18、模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的细胞质的核糖体核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸信使信使RNARNA一定氨基酸排列顺序的多肽是遗传信息的转录是遗传信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达GAGUC A UGCmRNA转转 录录AGAGTCTG CT C CC AG A G T DNA翻翻 译译蛋白质蛋白质缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸总结：基因指导蛋白质的合成总结：基因指导蛋白质的合成复制复制转录
19、转录翻译翻译时间时间分裂间期生长发育的整个过程场所场所细胞核细胞核核糖体模板模板DNA两条母链DNA的一条链mRNA原料原料 游离脱氧核苷酸4种 游离核糖核苷酸4种氨基酸约20种条件条件模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶配对A-T、T-AA-U、T-AA-U、U-A产物产物两个相同的DNA一个mRNA多肽蛋白质信息信息传递传递DNADNADNARNARNA蛋白质蛋白质DNARNA蛋白质转录翻译复制1、遗传密码的组成是（、遗传密码的组成是（）A、由、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做四种碱基中任何三个做排列组合。排列组合。B、由、由A、U、G、C四种碱基中任何三个四种
20、碱基中任何三个做排列组合。做排列组合。C、由、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三五种碱基中任何三个做排列组合。个做排列组合。D、由、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做四种碱基中任何三个做排列组合。排列组合。B2、DNA决定决定RNA的性质是通过（的性质是通过（）A、信使、信使RNA的密码的密码B、DNA特有的自我复制特有的自我复制C、碱基互补配对原则、碱基互补配对原则D、转运、转运RNA的媒介的媒介C3、已知某转运、已知某转运RNA的一端的三个碱基的一端的三个碱基顺序是顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由酸，那么决定此氨基酸的密码是由下
21、列哪个转录来的（下列哪个转录来的（）A、GATB、GAAC、GUAD、CTAA4、信使、信使RNA中核苷酸的顺序是由中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（下列哪项决定的（）A、转运、转运RNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C、核糖体上的、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序D5、在遗传信息的转录和翻译过程中，、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（起翻译者作用的是（）A.核糖体核糖体RNAB.转运转运RNAC.信使信使RNAD.氨基酸氨基酸B6、已
22、知一段、已知一段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分子中应分子中应有有C和和T的个数是（的个数是（）A.12 B.24 C.18 D.30D第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第2 2节节 基因对性状的控制基因对性状的控制DNA功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译过程产物产物特点解旋；碱基互解旋；碱基互补配对；子链补配对；子链与母链盘旋成与母链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构解旋；碱基解旋；碱基互补配对互补配对(U代替代替T)；合；合成成mRNA；从核到质从核到质;密码子与密码子与反密码子反密码子;转运转运RNA;脱水缩合脱水缩合
23、两条双链的两条双链的DNA一条单链的一条单链的mRNA蛋白质蛋白质边解旋边复边解旋边复制、半保留制、半保留复制复制边解旋边转边解旋边转录、录、DNA全全保留保留进行多肽进行多肽链的顺次链的顺次合成合成请据图画出一张流程图，简要的表示出请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。其中遗传信息的流动方向。RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制中心法则内容中心法则内容中心法则图解中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）遗传信息的传递规律（流动方向）转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质表示表示克里克的预见克里克的预见一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提
24、出及其发展复复制制DNARNA蛋白质蛋白质复复制制转录转录翻译翻译复制复制逆转录逆转录以上各过程均遵循以上各过程均遵循 原则原则.中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类生物大分子之间的相互这两类生物大分子之间的相互_和和相互作用相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系中心法则的发展中心法则的发展碱基互补配对碱基互补配对二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导基因指导_的合成，的合成，基因控制生物体的基因控制生物体的_。蛋白质性状性状蛋白质是生物性状的体现也是生命蛋白质是生物性状的体现也是生命活动的主要活动的主要_者者承担承担基因基因控制生物体的控制生物体的性状
25、性状是通过是通过控制控制蛋白质蛋白质的合成来实现的的合成来实现的实例分析实例分析1 1、从基因的角度来解释孟德尔的圆粒、从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆与皱粒豌豆圆粒圆粒DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了列，打乱了编码淀粉分支酶的基因编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能淀粉分支酶不能_蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩失水而显得皱缩皱粒编码淀粉皱粒编码淀粉分分支酶的基因正支酶的基因正常常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高
26、淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成正常合成控制酪氨酸酶的基因异常控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常酪氨酸不能正常转化为黑色素转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病缺乏黑色素表现为白化病 （1 1）基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，合成来控制代谢过程，进而控制生物体的进而控制生物体的_酶的酶的性状性状间接控制间接控制实例分析实例分析 2人类白化病人类白化病CFTRCFTR基因缺失基因缺失3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白的结构异常，导致功能异常蛋白的结构异常，导致功能异常患者
27、支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染（2 2）基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_控制生物体的控制生物体的_性状性状结构结构直接直接直接控制直接控制实例分析实例分析3 3囊性纤维病的病因图解囊性纤维病的病因图解编码血红蛋白的编码血红蛋白的 基因中一个碱基变化基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生异常血红蛋白的结构发生异常红细胞成镰刀型红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血实例分析实例分析4 4人类镰刀型贫血症人类镰刀型贫血症 （1 1）基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，合成来控制代
28、谢过程，进而控制生物体的进而控制生物体的_酶的酶的性状性状间接控制间接控制（2 2）基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_控制生物体的控制生物体的_性状性状结构结构直接直接直接控制直接控制、单基因对生物体性状的控制、单基因对生物体性状的控制、多基因控制某性状、多基因控制某性状 实例实例1 1：人的身高：人的身高（1 1）多个基因控制多个基因控制+后天环境的影响后天环境的影响实例实例2 2：水毛茛的叶子：水毛茛的叶子（2）表现型）表现型(性状）性状）=基因型基因型+环境因素环境因素DNADNA的分布的分布细胞核内染色体上细胞核内染色体上细胞质内叶绿细胞质内叶绿体、线粒体体、线粒
29、体细胞核遗传（核细胞核遗传（核基因）基因）细胞质遗传细胞质遗传（质基因（质基因)生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）例：紫茉莉例：紫茉莉叶色的遗传叶色的遗传 细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规孟德尔的遗传规律，后代只表现出律，后代只表现出_的性状的性状_和和_中的基因都称为细胞质基因中的基因都称为细胞质基因 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与这些疾病多与脑部和肌肉脑部和肌肉有关。有关。这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质主要是
30、接受受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞自母亲的卵细胞线粒体线粒体叶绿体叶绿体不符合不符合母本母本、细胞质基因、细胞质基因基因对性状的控制基因对性状的控制1.1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。接控制生物性状。2.2.通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNADNA蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系DNADNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物界的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/物质基础物质基础表现形式表现形式知识小结知识小结课
31、堂巩固课堂巩固1 1果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现现为长翅。下列解释错误的是：（为长翅。下列解释错误的是：（）。）。A A翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达 B B高温下相关蛋白质回复正常高温下相关蛋白质回复正常 C C这种长翅个体的基因型已经变为杂合子这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D D表现型是基因与环境因素共同作用的结果表现型是基因与环境因素共同作用的结果2 2美国德克萨斯州科学家在美国德克萨斯州科学家在20022002年年2 2
32、月月1414日宣布，日宣布，他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为CCCC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（）（1 1）发生了基因重组所造成的结果）发生了基因重组所造成的结果（2 2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果（3 3）表现型是基因型与环境共同作用的结果）表现型是基因型与环境共同作用的结果（4 4）生养
33、它的花斑猫妈妈的基因表达的结果）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果A A（1 1）B B（2 2）（）（3 3）C C（2 2）（）（3 3）（）（4 4）D D（1 1）（）（2 2）（）（3 3）（）（4 4）3.3.下图所示的过程，正常情况下在动植下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都物细胞中都不可能不可能发生的是（发生的是（）A、B、C、D、B4.4.如下图是设想的一条生物合成途径的示意如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物物置于含置于含X X的培养基中生长，发现微生物内的培养基中生长，发现微生物内有大量的
34、有大量的M M和和L L，但没有，但没有Z Z，试问基因突变影，试问基因突变影响到哪种酶响到哪种酶（）MYLXZB 酶酶C 酶酶E 酶酶D 酶酶A 酶酶A、E酶酶 B、B酶酶 C、C酶酶 D、A酶和酶和D酶酶C第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第3 3节节 遗传密码的破译遗传密码的破译我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？列与氨基酸序列是如何对应的呢？1 1、18661866年，孟德尔提出
35、遗传定律。年，孟德尔提出遗传定律。2 2、18831883年，科学家发现马蛔虫配中的染色体数目只有体细胞中的一半。年，科学家发现马蛔虫配中的染色体数目只有体细胞中的一半。3 3、18901890年，科学家确认了减数分裂产生配子。年，科学家确认了减数分裂产生配子。4 4、18911891年，科学家描述了减数分裂的全过程。年，科学家描述了减数分裂的全过程。5 5、19021902年，鲍维丰年，鲍维丰(T.Boveri)(T.Boveri)和和19031903年萨顿年萨顿(W.Sutton)(W.Sutton)在研究减数分裂时，发现在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出染色
36、体是遗传因子载体，可说遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出染色体是遗传因子载体，可说是染色体遗传学说的初步论证。是染色体遗传学说的初步论证。6 6、19091909年的约翰逊年的约翰逊(W.Johannsen)(W.Johannsen)称孟德尔假定的称孟德尔假定的“遗传因子遗传因子”为为“基因基因”，并，并明确区别基因型和表型。明确区别基因型和表型。7 7、19091909年，詹森斯年，詹森斯 (F.A.Janssen)(F.A.Janssen)观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解释基因连锁现象提供了基础。释基因连锁现象提供了基础。8 8、19
37、091909年，摩尔根年，摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)(T.H.Morgan,1866-1945)开始对果蝇迸行实验遗传学研究，发开始对果蝇迸行实验遗传学研究，发现了伴性遗传的规律。他和他的学生还发现了连锁、交换和不分离规律等。并现了伴性遗传的规律。他和他的学生还发现了连锁、交换和不分离规律等。并进一步证明基因在染色体上呈直线排列，从而发展了染色体遗传学说。进一步证明基因在染色体上呈直线排列，从而发展了染色体遗传学说。19261926年摩尔根提出基因学说，发表年摩尔根提出基因学说，发表基因论基因论9 9、2020世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和世纪中叶，科学家发
38、现染色体主要是由蛋白质和DNADNA组成的。组成的。1010、19281928年格里菲思的肺炎双球菌实验。年格里菲思的肺炎双球菌实验。1111、19401940年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。1212、19411941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用 是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。1313、19441944年，理论物理学家薛定谔发表的年，理论物理学家薛定谔发表的什么是生命什么是生
39、命一书中就大胆地预言，遗传一书中就大胆地预言，遗传物质是一种信息分子，可能类似作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：物质是一种信息分子，可能类似作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“”、“”，通过排列组合来储存遗传信息。，通过排列组合来储存遗传信息。1414、19521952年赫尔希和蔡斯的年赫尔希和蔡斯的T2T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。确认噬菌体侵染大肠杆菌的实验。确认DNADNA是遗传物质。是遗传物质。1515、19531953年，沃森和克里克发现年，沃森和克里克发现DNADNA双螺旋结构。双螺旋结构。1616、19571957年提出一个中心法则：遗传信息可以从年提出一个中心法则：遗传信息
40、可以从DNADNA流向流向DNADNA，也可以从，也可以从DNADNA流向流向RNARNA，进而流向蛋白质。进而流向蛋白质。1717、19581958年科学家以大肠杆菌为实验材料，证实了年科学家以大肠杆菌为实验材料，证实了DNADNA的半保留复制。的半保留复制。1818、19611961年克里克等证明了他于年克里克等证明了他于19581958年提出的关于遗传三联密码的推测，年提出的关于遗传三联密码的推测，19691969年年 Nirenberg Nirenberg 等解译出全部遗传密码。等解译出全部遗传密码。1919、6060年代，阐明年代，阐明mRNAmRNA、tRNA tRNA 及核糖体的
41、功能、蛋白质生物合成的过程。及核糖体的功能、蛋白质生物合成的过程。1941年比德尔（G.Beadle）和塔特姆（E.Tatum）的工作则强有力地证明了基因突变引起了酶的改变，而且每一种基因一定控制着一种特定酶的合成，从而提出了的假说。人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。“中心法则”提出后更为明确地指指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNARNA蛋白质。那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。1944年，理论物理学家薛定谔发表的什么是生命一书中就大胆地，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。这种
42、连续体的精确性组成了遗传密码。他认为，同分异构单体可能作为一般民用的的两个符号：“”、“”，通过排列组合来储存遗传信息。:短音短音 念作念作滴（滴（di）:长音长音 念作念作答（答（da）字码:A:B:C:D:E:F:G:H:I:J:K:L:M:N:O:P:Q:R:S:T:U:V:W:X:Y:Z:?:/:数码(长码):1:2:3:4:5:6:7:8:9:0:1944 1944年，理论物理学家薛定谔发表的年，理论物理学家薛定谔发表的什么是什么是生命生命一书，而当时遗传物质的化学本质是尚未明一书，而当时遗传物质的化学本质是尚未明确的，十年后确的，十年后DNADNA双螺旋模型才得以建立，在这样双螺旋
43、模型才得以建立，在这样的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码形式，实在是一种超越时代的远见卓识。码形式，实在是一种超越时代的远见卓识。到1953年双螺旋模型的建立，给予科学家们以很大的激励。破译遗传密码也就成了势在必行的工作。对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一般破译密码不同的是，遗传信息的译文蛋白的顺序是已知的，未知的都是密码。1954年Sanger用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋白质的氨基酸序列了解得越来越多。但是直到1969年前后经历了十多年时间，多位科学家的执着研究才破译了密码，其中最为
44、重要的几项工作其思路之新颖、方法之精巧都闪烁着科学的智慧之光。1954年科普作家对破译密码首先提出了挑战。他以著有奇异王国的汤姆金斯等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。当年，他在自然Nature杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出。接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？很遗憾，伽莫夫也许是考虑到效率的问题，认为一个碱基可能被重复读多次，也就是说遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的关系。他们用T4噬菌体染色
45、体上的一个基因通过用原黄素处理，可以使DNA脱落或插入单个碱基，插入叫，脱落叫，无论加字和减字都可以引起移码突变。Crick小组用这种方法获得一系列的T4噬菌体“加字”和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减少一个，二个，三个的不同碱基数的系列突变。通过这样的方法他们发现加入或减少一个和二个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质，为什么会这样呢？1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927）和马太（H.Matthaei）的实验：这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子。这是第一个遗传
46、密码子被破译。尼伦伯格的实验巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质，他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！克里克的克里克的T T4 4噬菌体实验噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实尼伦伯格体外蛋白质合成实验验通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质。建立体外蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则。找到使DNA脱落或插入单个碱基的方法原黄素处理多核苷酸磷酸化酶的发现，为得到poly U提供条件不需要理解蛋白质合成过程，就能作出推断密码子的总体特征。快速，直接证据相对间接，工作量较大。需要首先了解细胞中蛋白质合成所需的条件。在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，
47、不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子，并编制出了密码子表。这项工作成为生物学史上的一个伟大的里程碑！为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。1 1、19411941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。2 2、19441944年，理论物理学家薛定谔发表的年，理论物理学家薛定谔发表的什么是生命什么是生命一书中就大胆地预言，遗一书中就大胆地预言，遗传物质是一种信
48、息分子，可能类似作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：传物质是一种信息分子，可能类似作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“”、“”，通过排列组合来储存遗传信息。，通过排列组合来储存遗传信息。3 3、19531953年，沃森和克里克发现年，沃森和克里克发现DNADNA双螺旋结构。双螺旋结构。4 4、19541954年年SangerSanger用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋白质的氨基酸序列了解得用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋白质的氨基酸序列了解得越来越多。越来越多。5 5、19541954年科普作家伽莫夫年科普作家伽莫夫G.GamorG.Gamor对破译密码首先提出了挑战。指出三个碱基编码对
49、破译密码首先提出了挑战。指出三个碱基编码一个氨基酸，他同时也认为遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和一个氨基酸，他同时也认为遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的关系。核苷酸数目存在着一对一的关系。6 6、19571957年提出一个中心法则：遗传信息可以从年提出一个中心法则：遗传信息可以从DNADNA流向流向DNADNA，也可以从，也可以从DNADNA流向流向RNARNA，进而流向蛋白质。进而流向蛋白质。7 7、19571957年年Brenner.SBrenner.S发表的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存发表的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸
50、顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的可能性。在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的可能性。8 8、19611961年克里克等证明了关于遗传三联密码的推测。年克里克等证明了关于遗传三联密码的推测。9 9、19621962年尼伦伯格和马太蛋白质体外合成实验破译出了第一个遗传密码年尼伦伯格和马太蛋白质体外合成实验破译出了第一个遗传密码UUUUUU。1010、19691969年科学家们解译出全部遗传密码。年科学家们解译出全部遗传密码。1.1.19441944年理论物理学家薛定谔发表的年理论物理学家薛定谔发表的什么是生命什么是生命一书中一书中就大胆地预言，
