第4章第1節(jié)W1：轉(zhuǎn)基因小鼠為什么會(huì)發(fā)光？導(dǎo)入了綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因小鼠綠色熒光的海蜇基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個(gè)過(guò)程就是基因的表達(dá)W2：基因是如何控制蛋白質(zhì)合成的？轉(zhuǎn)錄和翻譯細(xì)胞核核糖體（細(xì)胞質(zhì)）1.DNA主要存在于哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？3.DNA在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來(lái)的呢？RNA資料分析1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲(chóng)為材料，用RNA

酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA

，蛋白質(zhì)又開(kāi)始合成。1955年，戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質(zhì)標(biāo)記的RNA

從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。RNA

是DNA

與蛋白質(zhì)之間的信使。RNA的結(jié)構(gòu)層次基本組成元素：基本組成物質(zhì)：基本組成單位：RNA(單鏈)：C、H、O、N、P磷酸基團(tuán)、核糖、含氮堿基核糖核苷酸（4種）核苷酸鏈A:腺嘌呤U:尿嘧啶C:胞嘧啶G:鳥(niǎo)嘌呤名稱(chēng)基本單位化學(xué)組成五碳糖含氮堿基無(wú)機(jī)酸結(jié)構(gòu)(雙螺旋/單鏈)細(xì)胞中分布脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)脫氧核糖核糖T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)A(腺嘌呤)、G(鳥(niǎo)嘌呤)、C(胞嘧啶)磷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)主要在細(xì)胞核中主要在細(xì)胞質(zhì)中RNA與DNA的異同一.RNA充當(dāng)信使的原因（課本P64）（1）RNA組成與DNA的很相似:它也是由基本單位—核苷酸連接而成的，核苷酸也含有4種堿基，這些特點(diǎn)使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能（2）RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。（3）RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。種類(lèi)mRNAtRNArRNA名稱(chēng)信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核糖體RNA功能結(jié)構(gòu)示意圖共同點(diǎn)遺傳信息傳遞的媒介轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具組成核糖體單鏈單鏈，部分堿基配對(duì)形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物②基本單位相同③都與翻譯過(guò)程有關(guān)RNA中不存在氫鍵？?二.RNA的種類(lèi)1.定義：通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。2.場(chǎng)所：真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線(xiàn)粒體（基質(zhì)）原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)3.條件：模板：

DNA的一條鏈的片斷酶：

RNA聚合酶原料：

4種游離的核糖核苷酸能量：

ATP二.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄4.過(guò)程：解旋：目的：配對(duì)：DNA的一條鏈連接：在RNA聚合酶的作用下形成一個(gè)mRNA分子。釋放：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，DNA雙螺旋恢復(fù)。

解開(kāi)雙鏈，暴露堿基。RNA聚合酶部位：

編碼某種蛋白質(zhì)的一段DNA。酶：→作用：①解旋；②催化核糖核苷酸之間形成磷酸二酯鍵，使RNA鏈延伸需能量模板：原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)（A-U,T-A,C-G,G-C）原料：游離的4種核糖核苷酸3'3'3'5'5'5'RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄的方向5.時(shí)間：生長(zhǎng)發(fā)育的任何時(shí)期。8.結(jié)果：3種RNA（mRNA、tRNA、rRNA）二.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄7.實(shí)質(zhì)：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄6.特點(diǎn)：遺傳信息從DNA傳遞到mRNA轉(zhuǎn)錄補(bǔ)充說(shuō)明：ATCGAGCGAGTCTTCGTCAATCGATGACATCGGCDNAUCGCUAGCmRNAmRNADNA兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板鏈，模板鏈不固定。轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝?，作為模板的只是DNA鏈中的基因片段；基因1基因2a鏈b鏈說(shuō)明：一個(gè)DNA轉(zhuǎn)錄出的mRNA不完全相同部分解旋比較項(xiàng)目DNA復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄模板原料堿基互補(bǔ)配對(duì)原則酶產(chǎn)物時(shí)期DNA分子RNA分子DNA的兩條鏈DNA的一條鏈四種脫氧核糖核苷酸四種核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的區(qū)別細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程思考·討論轉(zhuǎn)錄（mRNA釋放，DNA雙鏈恢復(fù)）DNA分子

堿基互補(bǔ)配對(duì)主要在細(xì)胞核四種游離的核糖核苷酸DNA的一條鏈RNA聚合酶A－U、T－AG－C、C－G遺傳信息流動(dòng)

DNA→mRNA時(shí)間：特點(diǎn)：條件

結(jié)果：場(chǎng)所：個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程mRNA轉(zhuǎn)錄前情回顧--轉(zhuǎn)錄模板：酶：原料：能量原則：__________邊解旋邊轉(zhuǎn)錄★該mRNA是以哪條鏈為模板模板轉(zhuǎn)錄形成的？★mRNA轉(zhuǎn)錄的是哪一條鏈的遺傳信息？DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNAGCUUGGAGUGCG①轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與模板鏈互補(bǔ)配對(duì)；②轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與編碼鏈堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。GCTTGGAGTGCGDNA模板鏈編碼鏈b鏈a鏈W1:轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA么？轉(zhuǎn)錄的基本單位：基因②同一細(xì)胞內(nèi)不同基因，表達(dá)時(shí)間不同。W2：一個(gè)DNA分子中某個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，其他基因是否一定也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？④同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類(lèi)和數(shù)量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的種類(lèi)一般沒(méi)有差異。①同一細(xì)胞內(nèi)并非所有的基因都表達(dá)。③轉(zhuǎn)錄時(shí)，模板鏈不固定。1.定義：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(guò)程，稱(chēng)為遺傳信息的翻譯。三.遺傳信息的翻譯將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的

序列。氨基酸首先要尋找mRNA的堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。mRNA蛋白質(zhì)翻譯？？？前提2.實(shí)質(zhì)：4

種堿基如何決定21

種氨基酸的排列呢？mRNA堿基的數(shù)量蛋白質(zhì)排列順序種類(lèi)氨基酸的數(shù)量排列順序種類(lèi)決定決定決定4種21種1個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

2個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

3個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

44116426443對(duì)應(yīng)關(guān)系043.密碼子：mRNA

上

3

個(gè)相鄰的堿基決定

1

個(gè)氨基酸，每

3

個(gè)這樣的堿基叫作1

個(gè)密碼子。mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3'，相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊。纈氨酸組氨酸精氨酸21種氨基酸的密碼子表第二個(gè)堿基第一個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGUCAGUCAGUCAGUCAGUCAG苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸（起始）酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、硒代半胱氨酸色氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸043.密碼子：（1）定義：mRNA

上

3

個(gè)相鄰的堿基決定

1

個(gè)氨基酸，每

3

個(gè)這樣的堿基叫作1

個(gè)密碼子。（2）種類(lèi)：64種起始：2種AUG、GUG終止：3種UAA、UAG、UGA編碼氨基酸的密碼子：62種（3）特性？絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子的現(xiàn)象。①密碼子的簡(jiǎn)并性:地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。②密碼子的通用性:討論1：你認(rèn)為密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存和發(fā)展有什么意義？討論2：根據(jù)密碼子的通用性這一事實(shí)，你能想到什么？①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；在一定程度上能降低由于基因堿基的改變而對(duì)性狀的影響。②提高使用頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。分析密碼子的特性思考·討論4.tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)（1）結(jié)構(gòu)：RNA鏈經(jīng)過(guò)折疊，形成三葉草形3'5'結(jié)合氨基酸的部位堿基配對(duì)(含氫鍵)mRNA5'3'ACU密碼子UGA反密碼子4.tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)（1）結(jié)構(gòu)：RNA鏈經(jīng)過(guò)折疊，形成三葉草形（2）反密碼子①含義：tRNA上與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基.②種類(lèi)：62種③作用：識(shí)別密碼子，并與密碼子堿基互補(bǔ)配對(duì)。④讀取順序：tRNA的3‘-OH端開(kāi)始（3）作用：識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸（4）功能特點(diǎn)：①一種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸；②每種氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。反密碼子為AUG045.翻譯過(guò)程：第1步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。第2步攜帶某個(gè)氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。第3步甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。第4步核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成

就這樣，隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過(guò)來(lái)，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止。核糖體核糖體核糖體

U

AU

C

Gu

C

U

G

G

G

A

U

A

C

U

A

C

C

G

u

G

G

A

C

U

GUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA脫水縮合肽鍵6.場(chǎng)所：三.遺傳信息的翻譯細(xì)胞質(zhì)中核糖體上。8.條件：模板：mRNA原料：游離的21種氨基酸酶：多種酶核糖體工具：tRNA7.時(shí)期：生長(zhǎng)發(fā)育任何時(shí)期049.翻譯過(guò)程遵循的原則：

堿基互補(bǔ)配對(duì)A－U、U－AG－C、C－G10.產(chǎn)物：多肽鏈（蛋白質(zhì)）翻譯合成的多肽鏈?zhǔn)欠衲艹袚?dān)相應(yīng)的生命活動(dòng)？通常經(jīng)過(guò)一系列步驟，盤(pán)曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。思考1.翻譯快速高效的原因？1個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈。1.結(jié)合左圖判斷翻譯的方向。2.翻譯結(jié)束后得到的多條多肽鏈有什么特點(diǎn)？從左到右。它們的氨基酸序列都相同。思考2.真、原核細(xì)胞基因的表達(dá)有什么區(qū)別？真核細(xì)胞中先轉(zhuǎn)錄后翻譯，原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯思考3.如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄時(shí)產(chǎn)生它的基因片段中至少有___個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)中至多有_____個(gè)氨基酸。2nn/3DNA堿基總數(shù)：mRNA堿基數(shù)：多肽鏈氨基酸數(shù)=6：3：1注意：無(wú)特別說(shuō)明，不考慮終止密碼計(jì)算中“最多”和“最少”的分析①翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說(shuō)，mRNA的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。②基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。某個(gè)多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為2778，氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110，若考慮終止密碼子，則控制該多肽合成的基因的長(zhǎng)度至少是()A．75對(duì)堿基 B．78對(duì)堿基C．90對(duì)堿基 D．93對(duì)堿基D復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸21種氨基酸條件DNA的兩條母鏈、4種游離的脫氧核苷酸、ATP、解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶、ATP、DNA一條鏈、核糖核苷酸ATP、tRNA、酶、mRNA為模板、氨基酸產(chǎn)物2個(gè)雙鏈DNA1個(gè)單鏈RNA多肽鏈特點(diǎn)半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；1條mRNA可同時(shí)合成多條肽鏈復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯總結(jié)四.中心法則1.提出者：克里克2.內(nèi)容：復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA3.意義：揭示了遺傳信息的傳遞規(guī)律（流動(dòng)方向）。四.中心法則4.完善后內(nèi)容：復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄中心法則的完善：1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，它能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。1970年，在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。中心法則圖解（虛線(xiàn)表示少數(shù)生物的遺傳信息的流向）總結(jié)（1）DNA和RNA是信息的載體。（2）蛋白質(zhì)是信息表達(dá)的產(chǎn)物。（3）ATP為信息的流動(dòng)提供能量。生命是

、

和