4.1基因指导蛋白质的合成 4.2基因对性状的控制

G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
mRNA G
想一想？
1）转录是以DNA的一整条链为模板，合成RNA吗？
不是，转录指的是DNA分 子中基因片段的转录，而不 是整个DNA分子。
基因2 基因1 RNA-1
假设至少需要n个碱基，其组合数最多为4n， 4n ≧ 20 n ≧ 3
经过不断的推测与实验得知：
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸
称 为
1个密码子
密码子 密码子
密码子
U U A G A U
mRNA
A U C
20种氨基酸的密码子
UAG 终止密码子： UAA 、UGA 、_____ 种类 起始密码子： AUG （甲硫氨酸） GUG （缬氨酸） （ 64 种） _______ 编码氨基酸的密码子______ 61 种
注意：密码子、tRNA与氨基酸的关系 1、一种密码子只决定最多一种氨基酸 2、一种氨基酸可由一种或几种密码子决定（密码
子简并性）
3、一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
4、一种氨基酸可由一种或几种tRNA来转运
下列说法错误的是（ D ） A、一种转运RNA只能转运一种氨基酸 B、一种氨基酸可以由多种密码子决定 C、一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运 D、一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运
C
B．17个 C．16个 D．15个
A．20个
想一想（教材65页）？
1)地球上几乎所有生物都共用上述密码子表，这一事实， 你能想到什么？ 密码子在生物界具有通用性；可以作为生物共同起 源的证据。
2)什么是密码子简并，对于生物体生存和发展有什 么意义？
一种氨基酸可能有几个密码子，这种现象叫做密码 子的简并；简并性能够降低基因突变对蛋白质结构的影 响，对于保持生物遗传的稳定性有重要意义。
起始密码子与终止密码子 起始密码子(如：AUG)是多肽链开始合成的 的信号，也编码一个氨基酸(AUG:甲硫氨酸)。
终止密码子（UAG、UAA和UGA)是多肽链停止 合成的信号,但不编码任何氨基酸。
20种氨基酸的密码子
◆一种氨基酸至少对应一种密码子，一种密 码子最多对应一种氨基酸。
动动手
已知两段mRNA的碱基序列是
时，密码子之间无间隔，密码子之间碱基不重 叠，因此读取时，就是从起始密码子开始，三 个碱基、三个碱基的读取！）
已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为 终止密码。某信使RNA的碱基排列顺序如下： A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱 基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信 使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为 ( )
一、遗传信息的转录 （一）为什么RNA适于做DNA的信使呢？ (二) DNA的遗传信息是怎样传mRNA的呢？
转录的过程
1、DNA双链解 1. 解旋 开 DNA 双链的 碱基得以暴露
2、游离的核糖核苷 2.与DNA（基 酸随机地与DNA链的 因）模板链互 碱基碰撞 ,当核糖核 苷酸与 DNA的碱基互 补配对，游离 补时，两者以氢键结 的核糖核苷酸 合（ DNA与RNA的碱基 互补配对： A—U; 对号入座 T—A;C—G；G—C两 者之间以氢键结合） 3.新结合的核糖 核苷酸连接到正 在合成的mRNA mRNA 链 分子上
转录的RNA中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的
(
C
)
A.22%、28%
C.26%、24%
B.23%、27%
D.54%、6%
DNA
转录
指导
蛋白质的合成
翻译
DNA
RNA
蛋白质
◆转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。 那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基 酸种类、数量、排列顺序呢？ mRNA
DNA短，因此能够通过核
孔，从细胞核转移到细胞
质中。
（2）RNA也是由核苷酸组
成的，也能携带遗传信息
2.回顾：RNA与DNA的区别
DNA的基本单位
RNA的基本单位
A/G/C/T
脱氧核糖
A/G/C/U
核糖
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
比较RNA与DNA结构的不同 比较项目 结 构 基本单位 五碳糖 含氮碱基 功能 DNA 通常双螺旋结构 RNA 一般单链结构
]
3.RNA的类型与功能
信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。
转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。
核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。
◆ RNA分子还能有什么作用？
某些病毒的遗传物质；有些RNA起催化作用。
DNA
(基因)
指导
蛋白质的合成
DNA
转录
RNA
翻译
蛋白质
第一节
基因指导蛋白质的合成
U U A G A U A U C
？
肽链
第一节
基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录 （一）为什么RNA适于做DNA的信使呢？ (二) DNA的遗传信息是怎样传mRNA的呢？
二、遗传信息的翻译
二、遗传信息的翻译
1.翻译概念:
游离在细胞质中的各种 氨基酸 ,以 mRNA 为 模板合成 具有一定氨基酸序列的蛋白质 的过程。 2.翻译的场所: 3.翻译的过程：
细胞核、其次是线粒体和叶绿体 （2）转录的场所：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ DNA的一条链 模板： 酶： RNA聚合酶、解旋酶 （3）转录的条件 能量： ATP 原料： 四种核糖核苷酸 A T C G （4）转录时的碱基配对＿＿＿＿＿＿＿＿＿ DNA
G－C、C－G、T－A、A－U
RNA
U A G C
RNA（mRNA、tRNA、rRNA） （5）转录的产物：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （6）遗传信息传递的方向 ： DNA—>RNA
◆基因是如何起作用的？
第4章 基因的表达
◆基因是如何起作用的？
◆基因表达： 基因指导蛋白质的合成
问题探讨： ◆电影中的科学家用什 么使已灭绝的恐龙复活 的？ 灭绝恐龙的DNA分子
?
◆基因怎样指导蛋白质合成？
第4章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
二、遗传信息的翻译
第一节 基因指导蛋白质的合成 一、遗传信息的转录
1、DNA主要存在细胞的什么部位？
思考
细胞核
2、蛋白质的合成在细胞的什么部位？
细胞质的核糖体
3、DNA能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？ 4、DNA与蛋白质之间有无中间物质充当信使呢？
不能
RNA
（一）为什么RNA适于做DNA的信使呢？ 1.RNA适于做DNA的信使的原因 （1）RNA一般是单链，比
想一想？
1)翻译的速度很快，原因是什么？
一个mRNA分子上可以相继结合多
个核糖体，同时合成多条肽链
2)右图中产生的大量肽链是否相同？ 相同，因为是同一个mRNA分子作 为翻译的模板
想一想？
3)翻译的产物是什么？ 蛋白质
4)刚翻译出来的蛋白质具有生物活性吗？ 刚翻译出来的其实是多肽，经过加工（盘曲折叠）才 能形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子；比如胰岛 素、抗体、消化酶等分泌蛋白，其基因转录翻译出肽链后， 要经过高尔基体、内质网的加工才能形成最终的蛋白质分 子。 5)翻译结束后各种RNA的去向？ mRNA会分解； tRNA继续转运氨基酸； rRNA分布在核糖体中。
核糖体
。
◆ 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？思考与讨 论？（教材64页） DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白 质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20 种氨基酸的？ 1）如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种 氨基酸？ 4种 2）如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨 基酸？ 2个碱基的组合最多为42 = 16种 3）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20种氨基酸？
1 A1
2 T2 A2 C2 G2 DNA A3
3 A 1 = T2 = A 3 T 1 = A2 = U 3 G 1 = C2 = G 3 C 1 = G2 = C 3
T1
G1 C1
U3
G3 C3
RNA
在一个DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全 部碱基数目的46%，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧 啶分别占该链碱基总数的28%和22%，那么由它
核糖体
。
翻译过程：
1、mRNA进入细胞质，与核糖体 结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通 过碱基互补配对，进入位点1
2、携带组氨酸的tRNA以同样方式 进入位点2 3、甲硫氨酸与组氨酸形成肽键而 转移到占据位点2的tRNA上
4、核糖体读取下一个密码子，原 占据位点1的tRNA离开核糖体，占 据位点2的tRNA进入位点1，一个 新的携带氨基酸的tRNA进入位点2， 继续肽键的合成。重复步骤2,3,4， 直至核糖体读取到mRNA的终止密 码
3)结合上述两个问题，归纳密码子的特点？ ① 通用性； ② 简并性
mRNA进入细胞后，与蛋白质的“装配机器”——核糖 体结合起来，形成 合成蛋白质的“生产线”。
那么：
游离在细胞质中的 氨基酸
怎样运送到
合成蛋白质的”生产线“ 上去的 搬运到
tRNA
称为
搬运工
这就是翻译过程原料的来源途径
tRNA：
天冬氨酸
3.聚合成
4.释放mRNA 4、合成的 从 DNA链上释放。 mRNA,DNA 而后，DNA双链 恢复双链 恢复
转录的过程 A A T C A A T A G
G
游离的核糖核苷酸