2011基因的表达

第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成基因是什么物质？位于哪里？对基因还了解什么？什么作用？基因是遗传的一个基本功能单位，在适当的环境条件下控制生物的性状。一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能（有遗传效应）的核酸分子片段。在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。不同基因中核苷酸的排列顺序不同，因此不同的基因含有不同的遗传信息。一、基因1、概念(P70)科学家将深海水母的荧光蛋白基因转移到小鼠的受精卵内，由此发育出能发荧光的小鼠。基因的表达基因(DNA)蛋白质资料一：科学家在细胞溶胶中没有检测到DNA，相反却发现有大量RNA的存在。资料二：1955年，有人用洋葱根尖做实验：如果加入RNA酶分解细胞溶胶中的RNA，蛋白质合成就停止,如果再加入从酵母中提取的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。二、基因的表达（遗传信息的表达）资料三：美国加州理工学院的梅塞尔森通过实验发现，这个RNA是与核糖体缠绕在一起的。RNA的结构GPAPAPUPPoooooo磷酸二酯键资料四：拉斯特等人将变形虫分为两组：A组变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液培养，发现有标记的RNA分子首先在细胞核中合成。将该细胞核移植到未标记的去核变形虫中，发现大部分标记的RNA从细胞核进入细胞质之中。资料五：1961年科学家发现了依赖DNA的RNA聚合酶。只要给予模板DNA分子和合成RNA所需的四种核糖核苷酸(A、G、C、U)，这种酶就能催化合成RNA，并且合成的RNA的碱基排列顺序能充分反映作为模板的DNA分子的碱基排列顺序。遗传信息：DNARNA蛋白质主要在细胞核内,以DNA(基因)的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。1、转录1、指出各部分的名称。2、指出RNA聚合酶沿RNA的移动方向。RNA聚合酶模板链编码链DNARNA核糖核苷酸酶移动方向思考：1、RNA聚合酶是否将整个DNA进行转录？RNA-DNA杂交区域游离核苷酸RNA聚合酶移动方向RNA聚合酶DNA双螺旋解开DNA双螺旋重新形成编码链模板链核苷酸加到RNA末端RNA解开双螺旋的DNA片段包括一个或几个基因。2、转录合成的RNA可以直接作为合成相应蛋白质的模板吗？真核细胞中，细胞核内转录合成的RNA必须经过加工成为成熟的mRNA后，才能转移到细胞质中。AGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细胞质细胞核核孔DNAAGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细胞质细胞核加工后的mRNA通过核孔进入细胞质2、翻译UCAUGAUUAmRNARNA蛋白质翻译蛋白质氨基酸核糖体tRNAUCAUGAUUAmRNA资料六：1961年，克里克和他的同事通过诱导T4噬菌体突变的实验发现，若在T4噬菌体DNA的模板链中插入一个碱基，其后面的氨基酸序列完全发生变化，若插入连续的三个碱基，则其后面的氨基酸序列就不发生变化。UCAUGAUUAmRNA（模板）插入碱基UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻碱基排列而成的三联体。资料五：尼伦伯格把尿嘧啶核苷酸聚合成一个长链，即UUUUUUUU……，将此长链作为mRNA模板进行细胞外蛋白质合成，结果只能合成苯丙氨酸多肽链，从而知道苯丙氨酸的密码子是UUU。不久，尼伦伯格等人用同样方法又鉴定出AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的密码子等等。除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。已知一段mRNA的碱基序列如下：AUGGAAGCAUAGCCC请写出对应的多肽的氨基酸序列，并推测出DNA分子相应的碱基序列。UCAUGAUUAmRNAtRNAtRNA作为转运氨基酸的工具，必须能识别两种信息，即密码子信息和氨基酸信息。每种tRNA只能识别转运一种氨基酸。反密码子AAU亮氨酸细胞质中tRNAtRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对ACGUGAUUAUAAACGUGAUUAUAC细胞质中形成肽键UAAACGUGAUUA细胞质中AUG异亮氨酸UAA细胞质中AUG异亮氨酸ACGUGAUUAUAA多肽链合成时，在一个mRNA分子上可以有若干个核糖体同时工作，增加了翻译的效率。思考：已知B基因可编码瘦素蛋白。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟，其原因是什么？AB转录翻译DNA模板链mRNA多肽链多肽链形成以后，与核糖体分离，再发生一定的盘曲折叠。蛋白质就是由多肽链或多肽链结合其他物质形成的高分子化合物。基因形成RNA产物，以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程，都称为基因表达。DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译基因指导蛋白质合成的过程过程转录DNA复制模板场所产物原料酶是否需能量DNA的一条链DNA的两条链主要在细胞核内主要在细胞核内RNADNA核糖核苷酸脱氧核苷酸RNA聚合酶等解旋酶、DNA聚合酶等三、转录和复制的比较需需过程转录翻译模板场所产物原料其他条件DNA的一条链mRNA主要在细胞核内细胞质的核糖体上RNA具有一定氨基酸顺序的多肽核糖核苷酸氨基酸能量酶等能量酶tRNA等基因控制蛋白质的合成过程原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细胞相比，有什么不同？原核细胞基因表达的过程原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细胞相比，有什么不同？下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图。据图分析正确的是多肽RNADNA②①A.①②两处都有大分子的生物合成，图中DNA可以与有关蛋白质结合成染色体B.①②两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和CC.①处有DNA聚合酶参与，②处没有DNA聚合酶参与D.①处有DNA-RNA杂合双链片段，②处没有DNA-RNA杂合双链片段基因如何控制性状?白化病镰刀型细胞贫血症①编码血红蛋白的基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______结构直接性状控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病基因通过控制______合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶的性状说出自身体内遗传信息的传递方向生物种类遗传信息流动方向以DNA为遗传物质的生物以RNA为遗传物质的生物RNA蛋白质复制翻译DNA复制转录RNA蛋白质翻译DNA复制转录RNA蛋白质翻译RNA逆转录四、中心法则及其发展DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录复制DNA脱氧核苷酸排列顺序RNA核糖核苷酸排列顺序氨基酸排列顺序蛋白质结构和功能特异性烟草花叶病毒、HIV分别发生哪些过程？完成下表DNAACGmRNAUCtRNACA密码子氨基酸CCGAGTGCTGGGUCACGGGUGCU甘氨酸丙氨酸模板链多肽中氨基酸数与mRNA、DNA中碱基数的关系如果某细菌多肽中有n个氨基酸，则指导该多肽链合成的mRNA的碱基数目至少为，控制该多肽合成的DNA(基因)中的碱基数目至少为。3n6n5、水蛭素是由65个氨基酸组成的蛋白质，控制该蛋白质合成的基因的碱基数至少应是()A．390B．195C．65D．26014．已知某蛋白质分子由2条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质的mRNA中有碱基个，基因中有碱基对。A600600课堂练习1.对一个基因的正确描述是（）A.是有遗传效应的染色体片段B.其化学成分是碱基、核糖和磷酸C.每个基因含有一个DNA分子D.是决定生物性状的基本单位2.对大多数生物来说,“遗传信息”是指（）A.基因的脱氧核苷酸排列顺序B.RNA的碱基对排列顺序C.信使RNA的核苷酸排列顺序D.蛋白质的氨基酸排列顺序DA3.一个转运RNA的一端碱基为CGA，此转运RNA运载的氨基酸是()A.精氨酸(CGA)B.丝氨酸(AGU)C.谷氨酸(GAG)D.丙氨酸(GCU)4.一段信使RNA分子共有60个碱基，其中A有15个，C有25个，那么转录该信RNA分子的DNA分子中有C和T的多少个？D6、在同一生物体不同组织的体细胞（）A、DNA相同，蛋白质和RNA有不同B、DNA不相同，蛋白质和RNA相同C、DNA、蛋白质和RNA都相同D、DNA和蛋白质相同，RNA有不同A在同一生物体不同组织的体细胞中，核DNA,RNA,蛋白质。6、对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（）A.蛋白质B.DNAC.RNAD.核苷酸D