第第4 4章章 基因的表达基因的表达基因是什么？基因是什么？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因的作用是什么？基因的作用是什么？基因控制生物的性状基因控制生物的性状基因是怎样起作用的？基因是怎样起作用的？基因通过指导蛋白质合成来控制性状基因通过指导蛋白质合成来控制性状基因的表达基因的表达思考：思考：DNADNA主要分布在哪里？主要分布在哪里？蛋白质在哪合成？蛋白质在哪合成？5 5：染色质（细胞核）：染色质（细胞核）1111、1212：核糖体（细胞质）：核糖体（细胞质）遗传信息遗传信息？DNADNA（基因）（基因）（细胞核）（细胞核） 蛋白质蛋白质（细胞质）（细胞质）信使信使RNARNA-遗传信息的表达遗传信息的表达为什么为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使呢？的信使呢？DNADNA和和RNARNA的区别是什么？的区别是什么？RNARNA有几种？有几种？RNARNA也是由基本组成单位也是由基本组成单位核糖核苷酸连接核糖核苷酸连接而成，而成， RNARNA中核糖核苷酸（中核糖核苷酸（4 4种碱基）的排列种碱基）的排列顺序也能储存遗传信息（顺序也能储存遗传信息（RNARNA：DNADNA的副本）。的副本）。RNARNA能储存遗传信息吗？能储存遗传信息吗？DNADNA的遗传信息能转到的遗传信息能转到RNARNA上吗？上吗？RNARNA能出核吗？能出核吗？在在RNARNA与与DNADNA的关系中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互补配碱基互补配对原则对原则”，但由于，但由于RNARNA中没有中没有T T，DNADNA中没有中没有U U，所以当所以当RNARNA与与DNADNA有关系时，有关系时，U U与与A A配对。配对。RNARNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNADNA短，因此能够短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。DNADNARNARNA结结 构构基本单位基本单位碱碱 基基五碳糖五碳糖DNADNA与与RNARNA的区别的区别双链、规则双螺旋双链、规则双螺旋单链单链特有特有T T特有特有U U脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖RNARNA有几种？有几种？信使信使RNARNAmRNAmRNA转运转运RNARNAtRNAtRNA核糖体核糖体RNARNArRNArRNADNA(DNA(基因基因) )mRNAmRNA转录转录: :?1 1、转录的定义：、转录的定义：2 2、转录的场所：、转录的场所：3 3、转录的模板：、转录的模板：4 4、转录的原料：、转录的原料：5 5、转录的条件：、转录的条件：6 6、转录的产物：、转录的产物：在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为的一条链为模板合成模板合成RNARNA的过程。的过程。细胞核细胞核DNADNA分子（基因）的一条链分子（基因）的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸能量（能量（ATPATP）、）、RNARNA聚合酶、模板、聚合酶、模板、原料原料mRNA tRNA rRNA思考与讨论思考与讨论1 1、转录与、转录与DNADNA复制有什么共同之复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？录有什么意义？l转录和转录和DNADNA复制都是以复制都是以DNADNA为模板并严格按碱基为模板并严格按碱基互补配对原则进行的。互补配对原则进行的。l碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传的稳定性。地传递下去，从而保证了遗传的稳定性。思考与讨论思考与讨论2 2、转录成的、转录成的RNARNA的碱基序列，与作的碱基序列，与作为模板的为模板的DNADNA单链的碱基序列有哪单链的碱基序列有哪些异同？与该些异同？与该DNADNA的另一条链的碱的另一条链的碱基序列有哪些异同？基序列有哪些异同？l转录成的转录成的RNARNA碱基序列与模板碱基序列与模板DNADNA单链的碱基序单链的碱基序列互补配对。列互补配对。l与与DNADNA的另一条链的碱基序列相同（但的另一条链的碱基序列相同（但DNADNA单链单链上的上的T T换成换成U U）。）。DNA(DNA(基因基因) )mRNAmRNA转录转录: :?以以mRNAmRNA为模为模板，合成具板，合成具有一定氨基有一定氨基酸顺序的蛋酸顺序的蛋白质的过程。白质的过程。翻译翻译mRNAmRNA上核糖核苷酸序列上核糖核苷酸序列蛋白质上氨基酸序列蛋白质上氨基酸序列 （二）（二）翻译翻译思考：思考： 组成蛋白质的氨基酸种类：组成蛋白质的氨基酸种类： 信使信使RNARNA的碱基种类：的碱基种类：2020种种4 4种种4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？ 如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种种, ,即即如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就可决定个氨基酸就可决定_种种, ,即即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种种, ,即即4 416166464实验验证：实验验证：19611961年英国的克里克和同事用实验证明一年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由个氨基酸是由mRNAmRNA的的3 3个碱基决定，即个碱基决定，即三联体密码子三联体密码子信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子: :密码子一共多少种？密码子一共多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子思考与讨论思考与讨论1 1、已知一段、已知一段mRNAmRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGAUGGAAGAAGCAGCAUGUUGUCCGCCGAGCAGCAAGAAGCCGCCG，你，你能写出对应的氨基酸序列吗？能写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸甲硫氨酸 谷氨酸谷氨酸 丙氨酸丙氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 脯氨酸脯氨酸 丝氨酸丝氨酸 赖氨酸赖氨酸 脯氨酸脯氨酸思考与讨论思考与讨论2 2、地球上几乎所有的生物体都、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？实，你能想到什么？ 地球上的所有生物都有着或远或近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统一的。传语言，或者生命在本质上是统一的。思考与讨论思考与讨论3 3、从密码子表中可以看到，、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？存发展有什么意义？ 如果密码子中的一个碱基发生变化，可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，也有可能蛋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，这就保证了白质氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，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。从而促进生物的发展进化。mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器装配机器”核糖体结合起来，形成合成蛋白质的核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线生产线”。有了有了“生产线生产线”，还要有，还要有“工人工人”，才能生产产品。，才能生产产品。那那么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的质的“生产线生产线”上的呢？也就是说这个工人是谁呢？上的呢？也就是说这个工人是谁呢？t RNA运载工具运载工具：转运转运 RNARNA（tRNAtRNA) )ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮异亮氨酸氨酸 反密码子反密码子A A U亮氨酸亮氨酸t tRNARNA 反密码子反密码子mRNAmRNA（模板）模板）UCAUG A UUA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸? ?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带? ?OHORCNH2CHOHRCNHCHOHOHRCNHCHOHAUGCUACAGAUCGAUGUCtRNA氨基酸氨基酸核糖体核糖体(含含rRNA)mRNA翻译过程：翻译过程：碱基配对方式：碱基配对方式： tRNA A U G C mRNAU A C GDNARNA蛋白质蛋白质136 6n3nn碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数肽键数肽键数（n-m）0重点；弄清基因中的碱基、重点；弄清基因中的碱基、RNA中的碱中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系基和蛋白质中氨基酸的数量关系基因中的碱基、基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量比为：质中氨基酸的数量比为：6：3：1转转 录录翻翻 译译场场 所所模模 板板原原 料料产产 物物信息流向信息流向实实 质质转录与翻译转录与翻译细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸DNADNA一条链一条链mRNAmRNA遗传信息的转录遗传信息的转录 遗传信息的表达遗传信息的表达DNAmRNADNAmRNAmRNAproteinmRNAproteinmRNAmRNAproteinprotein密码子密码子氨基酸氨基酸tRNAtRNAmRNAmRNADNADNA双螺旋双螺旋根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：表格数码中填入相应的字母： C G T C G TG C AG C A G C AG C A C G UC G U G C A G C A模板链模板链非模板链非模板链丙氨酸丙氨酸下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是下列说法正确的是A A该过程的模板是核糖核苷酸，原料是该过程的模板是核糖核苷酸，原料是2020种游离种游离 的氨基酸的氨基酸B B最终合成的肽链最终合成的肽链在结构上各不相同在结构上各不相同C C合成合成的场所在细胞核，合成的场所在细胞核，合成的场所在细胞质的场所在细胞质D D该过程表明生物体内少量的该过程表明生物体内少量的mRNAmRNA可以迅速合出大可以迅速合出大 量的蛋白质量的蛋白质D1、一个转运、一个转运RNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是CGA，这个，这个RNA转运的氨基酸是（转运的氨基酸是（ ）A.酪氨酸（酪氨酸（UAC） B.谷氨酸（谷氨酸（GAG）C.精氨酸（精氨酸（CGA） D.丙氨酸（丙氨酸（GCU）2、一条多肽链中有、一条多肽链中有1000个氨基酸，则作个氨基酸，则作为合成多肽链的信使为合成多肽链的信使RNA分子和用来转分子和用来转录信使录信使RNA分子的基因中，分别至少要分子的基因中，分别至少要有碱基数为（有碱基数为（ ）A.1000和和2000 B.2000和和4000C.3000和和3000 D.3000和和6000DD3 3、某、某DNADNA分子的分子的S S片段含片段含900900个碱基，问由个碱基，问由该片段所控制合成的多肽链中，最多有多该片段所控制合成的多肽链中，最多有多少种氨基酸少种氨基酸( ) ( ) A.150 B.450 A.150 B.450 C.600 D.20C.600 D.20D4 4、“遗传信息遗传信息”是指：（是指：（ ） A A、 基因的脱氧核苷酸排列顺序基因的脱氧核苷酸排列顺序 B B、DNADNA的碱基对排列顺序的碱基对排列顺序 C C、信使、信使RNARNA的核苷酸排列顺序的核苷酸排列顺序 D D、蛋白质的氨基酸排列顺序、蛋白质的氨基酸排列顺序5 5、“密码子密码子”是指：（是指：（ ） A A、核酸上特定排列顺序的碱基、核酸上特定排列顺序的碱基 B B、DNADNA特定排列顺序的碱基特定排列顺序的碱基 C C、信使、信使RNARNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 D D、转运、转运RNARNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基AC6、设控制某含、设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含条肽链的蛋白质合成的基因含 X个碱基对，氨基酸的平均分子量为个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y，则，则 该蛋白质的分子量约为（该蛋白质的分子量约为（ ） A. 2/3XY-6X+18 a B. 1/3XY-6X C.（X/3-a）18 D. X/3Y-（X/3-a）18D7.某基因中含有某基因中含有1200个碱基对，则由它控制合个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多最多含有肽含有肽健的个数是健的个数是 ( ) A198个个 B398个个 C400个个 D798个个B8、已知一段、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分分子中应有子中应有C和和T的个数是（的个数是（ ）A.12 B.24 C.18 D.309、细胞中不能合成蛋白质的是（、细胞中不能合成蛋白质的是（ ）A.胰腺细胞胰腺细胞 B.肠黏膜细胞肠黏膜细胞C.成熟红细胞成熟红细胞 D.白细胞白细胞DC10、如图是、如图是DNA转录过程中的一个片段，转录过程中的一个片段，其核苷酸的种类有（其核苷酸的种类有（ ） CTTA GAAUA.4种种 B.5种种 C.6种种 D.8种种C11.11.某生物基因表达某生物基因表达过程如程如图所示。下列叙述与所示。下列叙述与该图不相符的不相符的是是 A A该过程程发生在原核生在原核细胞中胞中B B多个核糖体共同完成一条多多个核糖体共同完成一条多肽链的翻的翻译C C转录尚未尚未结束，翻束，翻译即已开始即已开始D DmRNAmRNA上的上的终止密止密码子不子不编码氨基酸氨基酸B