基因的表达

课件53张PPT。第四章 基因的表达复习提问:什么叫基因？一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。
基因是有遗传效应的DNA片段有了这些蓝图如何构建生物体呢? 问题探讨:

1. 在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
2. 如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
需要使恐龙DNA上的基因控制的性状表达出来，表现恐龙的特性。第四章 基因的表达 生物的性状是由 控制的
性状是由 物质体现的
DNA分子（基因）是如何控制生物性状的？
你推测一下?基因蛋白质 基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程 (即基因的表达).第一节
基因指导蛋白质的合成
推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
DNA的遗传信息如何传给RNA ？问题１：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中的核糖体上进行的，两者如何联系起来的呢？请你作出推测?核糖与脱氧核糖DNA与RNA在化学组成的区别一 遗传信息的转录1. RNA的结构和种类（１）DNA与RNA分子结构的比较 脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)A T C GA U C G通常呈双链结构通常呈单链结构细胞核细胞质信使 RNA (mRNA)核糖体 RNA (rRNA)转运 RNA (tRNA)（２） RNA的种类tRNA的结构示意图mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？ 因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。为什么mRNA适于作DNA的信使？(3) RNA适于作DNA信使的原因RNA也是由四种核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。
(二) 转录的过程问题2：DNA的
遗传信息是怎样传
给mRNA的呢？
1、转录的具体过程DNA的平面结构图转录动态过程示意图以DNA的一条链为模板合成RNADNA一条链游离的核糖核苷酸 DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——C；C——G；T—ARNA
聚合酶 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来形成 mRNA ，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNA一条链1、转录的具体过程(二) 转录的过程2、转录的定义： 在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则，合成RNA的过程（以基因为单位转录）。3、转录的场所：主要在细胞核　　　　　　　
4、转录的条件：
模板（DNA的一条链）
原料（四种核糖核苷酸）
酶（ DNA解旋酶 RNA 聚合酶等）
能量（ATP）
5、转录的结果：
形成mRNA（ DNA上的遗传信息传递给了mRNA ）
6、转录的特点：
单链转录 边解旋边转录
特定的碱基互补配对方式（A-U，G-C ，T-A ，C-G ）思考与讨论：DNA的复制和转录有何异同之处？细胞核只解有遗传效应的片段只有DNA的一条链四种核糖核苷酸DNA解旋酶 RNA聚合酶ATPA-U G-C T-A C-GRNA细胞核完全解旋DNA的两条链四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶ATPA-T C-G T-A G-C子代DNA复 制 与 转 录 的 比 较 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的种类、数量和排列顺序呢？

mRNA如何将信息翻译成蛋白质？ mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程——翻译。 二、遗传信息的翻译1、翻译的概念：
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顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。思
考
与
讨
论 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？ 碱基与氨基酸之间的对应关系如何？4种碱基只能决定4种氨基酸，41=44种碱基最多只能编码16种，42=16三个碱基决定一个氨基酸能决定64种，43=64，足够有余（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？（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？（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种碱基几个一组能决定20种氨基酸？ 2、密码子（遗传密码）：
（1）概念：
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。（2）密码子的特点
数目共64种：
① 61种密码子决定20种氨基酸：其中2种为
起始密码子 ( AUG 甲硫氨酸; GUG缬氨酸 )
一个密码子决定一个特定的氨基酸；
有的氨基酸可能有一个以上的密码子；
② 3种终止密码子 ( UAA; UAG; UGA )特点：①简并性：一种氨基酸可以有多种密码子。②通用性：所有生物公用同一套遗传密码。 游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的？ 谁来担任“搬运工”？tRNA——“搬运工”一共有多少种tRNA? 反密码子与密码子相互配对, 转运的氨基酸由配对的密码子决定.每种tRNA只能识别并转运
一种特定的氨基酸!
有61种第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1.第2步 携带组氨酸的tRNA以同样方
式进入位点2.第3步 甲硫氨酸通过与组氨酸形成
肽键而转移到占据位点2的tRNA上。第4步 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，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。细胞质蛋白质合成过程动态示意图核糖体肽键亮氨酸
亮氨酸
肽键亮氨酸
天门冬
氨酸亮氨酸
天门冬
氨酸异亮氨酸
3、翻译的过程：（2）翻译的场所：
（3）翻译时的条件:

(4)翻译的产物:
核糖体蛋白质模板(mRNA )、
原料(游离的氨基酸)
工具(tRNA)
酶
能量(ATP)
(1)翻译的具体过程：（已讲） 一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链 在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在370C时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质转录和翻译的比较总结：
基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。