第一節基因指導蛋白質的合成第四章基因的表達基因：有遺傳效應的DNA片段基因間區：沒有遺傳效應的片段基因的表達：指基因通過指導蛋白質的合成來控制性狀的過程。性狀的直接體現者？

蛋白質是由？？控制的

蛋白質基因蛋白質？DNA主要在細胞核中蛋白質的合成在細胞質里進行控制通過RNAGUUAUUAUCmRNA基因指導蛋白質的合成過程為什么RNA適于作DNA的信使？RNA也是由核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。RNA與DNA的關系中，也遵循堿基互補配對原則。RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。一遺傳信息的轉錄RNA的種類和功能信使RNA（mRNA）作為DNA的信使轉運RNA（tRNA)氨基酸的運載工具。（一種轉運RNA只能識別和轉運一種氨基酸）核糖體RNA（rRNA）核糖體的組成部分轉錄過程

概念：以DNA的一條鏈為模板，合成信使RNA的過程場所：細胞核內條件：模板：DNA的一條鏈

原料：4種核糖核苷酸能量：ATP

酶：轉錄酶產物：信使RNA遺傳信息的傳遞方向：

DNA→mRNA過程：解旋合成釋放DNA的平面結構圖AG

T

AC

TA

A

T

TCATGATTA以DNA的一條鏈為模板合成RNADNA游離的核糖核苷酸AG

T

AC

TA

A

T

UUGGACUGCUGAAG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A——U；T——C；C——G；T—ARNA聚合酶AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGAUGUUAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAAAG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUAG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAUAG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAUAUAAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCAG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC形成的

mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNAAG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質

轉錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質？基因指導蛋白質的合成過程四、遺傳信息的翻譯1、概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程

2、場所：核糖體

條件：模板：mRNA原料：氨基酸能量：ATP酶遺傳信息傳遞方向：mRNA→蛋白質運載工具:tRNA

產物：蛋白質（或多肽鏈）

3、過程：起始階段、延伸階段、終止階段堿基與氨基酸之間的對應關系DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有20種。這4種堿基是怎樣決定蛋白質的20種氨基酸的？如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？思考與討論2、密碼子：概念：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基種類：64種，決定氨基酸的是61種，其中3個為終止密碼不編碼氨基酸特點簡并性：一種氨基酸可以有多個密碼子通用性：說明所有生物可能有共同的起源或在若一個基因在復制過程中發生堿基對的替換，這種變化是否一定能反映到蛋白質結構上？思考：生命本質上是統一的不一定。因為密碼子有簡并性。

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基。

密碼子種類起始密碼子：2種，AUG、GUG，也編碼氨基酸普通密碼子：59種，只編碼氨基酸終止密碼子：3種，UAA、UGA、UAG，不編碼氨基酸，只是終止信號（2）反密碼子概念：與mRNA分子中密碼子互補配對的tRNA上的3個堿基特點：反密碼子的三個堿基與相應的DNA模板鏈上對應的堿基相同，只是DNA鏈上堿基T的位置在tRNA上為U種類：61種，反密碼子與61種決定氨基酸的密碼子對應AAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA的一端運載著氨基酸tRNA——“搬運工”每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸!9、過程翻譯位點：一個核糖體與mRNA的結合部位形成兩個結合位點，兩個轉運RNA攜帶兩個氨基酸進入核糖體從而發生脫水縮合反應ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸核糖體CGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸肽鍵CGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天門冬氨酸AUG異亮氨酸AACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天門冬氨酸異亮氨酸三、基因表達中相關數量計算1、轉錄時，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉錄，另一條鏈則不能轉錄。因此，轉錄形成的RNA分子中堿基數目是基因中堿基數目的1/2。2、翻譯過程中，信使RNA中每3個堿基決定一個氨基酸，所以經翻譯合成的蛋白質分子中的氨基酸數目是信使RNA堿基數目的1/3。綜上可知，蛋白質中氨基酸數目=tRNA數目=1/3mRNA堿基數目=1/6DNA堿基數目。計算中“最多”和“最少”的分析（1）翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準確地說，mRNA上的堿基數目比蛋白質中氨基酸數目的3倍還要多一些。（2）基因或DNA上的堿基數目比對應的蛋白質中氨基酸數目的6倍還要多一些。（3）在回答有關問題時，應加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n個堿基，轉錄產生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導合成的蛋白質中最多有1/3n個氨基酸。時間場所模板原料條件產物模板去向特點堿基配對遺傳信息傳遞意義復制轉錄翻譯個體生長發育的整個過程細胞質的核糖體DNA的一條鏈mRNA4種脫氧核苷酸20種氨基酸多肽鏈細胞分裂（有絲分裂和減數第一次分裂）的間期主要在細胞核主要在細胞核DNA的兩條鏈4種核糖核苷酸酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA2個雙鏈DNA一個單鏈RNA（3種）分別進入2個子代DNA分子恢復原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結構分解成單個核苷酸半保留，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄一個mRNA上結合多個核糖體，順次合成多條肽鏈A-T、T-A、C-G、G-CA-U、U-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CDAN

mRNADANDAN

mRNA蛋白質使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物表現出各種性狀四、DNA分子的復制、轉錄、翻譯的比較拓展：蛋白質合成過程中涉及到的細胞結構（以分泌蛋白的合成為例）DNAmRNA轉錄翻譯多肽初加工較成熟的蛋白質再加工成熟的蛋白質細胞核核糖體內質網高爾基體細胞質線粒體供能供能供能供能七、相關高考題分析1、由n個堿基組成的基因，控制合成由1條多肽鏈組成的蛋白質。氨基酸的平均相對分子質量為a,則該蛋白質的相對分子質量最大為（）

A.na/6B.na/3-18(n/3-1)C.na-18(n-1)D.na/6-18(n/6-1)D2、在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數的（）

A．24%，22%B.22%,28%C.26%,24%D.23%,27%A3、人體神經細胞與肝細胞的形態結構和功能不同，其根本原因是這兩種細胞的（）

A.DNA堿基排列順序不同B.核糖體不同

C.轉運RNA不同D.信使RNA不同D4、科學家將含人的a-抗體胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，該受精卵發育的羊能分泌含a-抗體胰蛋白酶的奶。這一過程涉及（）

A.DNA按照堿基互補配對原則自我復制

B.DNA以其一條鏈為模板合成RNAC.RNA以自身為模板自我復制

D.按照RNA密碼子的排列順序合成蛋白質ABD5、回答有關真核細胞中遺傳信息及其表達的問題（1）將同位素標記的尿核苷（尿嘧啶和核糖的結合物）加入細胞培養液中，不久在細胞核中發現被標記的、、。（2）將從A細胞中提取的核酸，通過基因工程的方法，轉移到另一種細胞B中；當轉入時，其遺傳信息在B細胞中得到表達并能夠復制傳給下一代，當轉入時，在B細胞中雖能合成相應的蛋白質，但性狀不會遺傳。mRNAtRNArRNADNARNA（3）已知某基因片段堿基排列如下圖。由它控制合成的多肽中含有“-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-賴氨酸-”的氨基酸序列。（脯氨酸的密碼子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；賴氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）①-GGCCTGAAGAGAAGT-②-CCGGACTTCTCTTCA-1）翻譯上述多肽的mRNA是由該基因的鏈轉錄的（以圖中的①或②表示），此mRNA的堿基排列順序是：。

2）若該基因由于一個堿基被置換而發生突變，所合成的多肽的氨基酸排列順序成為“-脯氨酸-谷氨酸-甘氨酸-賴氨酸-”。寫出轉錄并翻譯出此段多肽的DNA單鏈的堿基排列順序：。②-CCUGAAGAGAAG--GGACTTCCCTTC-1、遺傳密碼的組成是（）A、由A、T、G、C