遗传信息的表达

1、在遗传信息的表达过程中出现了哪些重要概在遗传信息的表达过程中出现了哪些重要概念及主要物质？试构建知识网络图。念及主要物质？试构建知识网络图。 DNA 脱氧核苷酸脱氧核苷酸RNA核糖核苷酸核糖核苷酸基因基因基因基因文卡特拉曼文卡特拉曼 托马斯托马斯 约纳特因约纳特因 美国、以色列三科学家因美国、以色列三科学家因“对核糖体结构和功能的对核糖体结构和功能的研究研究”而获奖而获奖20092009年诺贝尔化学奖揭晓年诺贝尔化学奖揭晓科学探索的脚步科学探索的脚步19441944年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明DNADNA是遗传物质。是遗传物质。19531953年，沃森和

2、克里克提出年，沃森和克里克提出DNADNA双螺旋结构模型。双螺旋结构模型。19571957年，克里克提出年，克里克提出“中心法则中心法则”。 19581958年，德尔布吕克等人发现年，德尔布吕克等人发现DNADNA分子半保留复制机理。分子半保留复制机理。19601960年，信使年，信使RNARNA被发现。被发现。19651965年，年，RNARNA聚合酶被发现。聚合酶被发现。19651965年，遗传密码表被全部破译。年，遗传密码表被全部破译。19691969年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。中心法则中心法则材料一：材料一：19531953年之后科学家陆续认识到

3、：年之后科学家陆续认识到：DNADNA是双是双螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制蛋白质的合成；且蛋白质的合成；且DNADNA存在于细胞核内不能出来；存在于细胞核内不能出来；而蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。而蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。假如你是当时的科学家，基于假如你是当时的科学家，基于此材料你会提出哪些质疑？此材料你会提出哪些质疑？RNARNA的形成过程示意图的形成过程示意图RNARNA聚合酶聚合酶模板链模板链RNARNA游离核苷酸游离核苷酸回忆回忆DNADNA复制所需条件复制所需条件材料二：材料二：1956-19661956

4、-1966年间，克里克、霍利、布莱纳年间，克里克、霍利、布莱纳等人一直从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译等人一直从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译过程中两个关键性的问题：（过程中两个关键性的问题：（1 1）遗传密码与氨基）遗传密码与氨基酸序列的对应关系（酸序列的对应关系（2 2）碱基序列到氨基酸序列的）碱基序列到氨基酸序列的转变机制。转变机制。 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUG A UUAmRNAmRNAmRNA上决定上决定1 1个氨基酸的个氨基酸的3 3个相邻碱基个相邻碱基 -密码子密码子密码子总数是密码子总数是 种，种，但决定氨基酸的密码子是但决定氨基酸的密码子是 种

5、。在这种。在这6161种密种密码子中，一种密码子决定一种氨基酸，但一种码子中，一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由氨基酸可以由 不同的密码子决定。不同的密码子决定。 1 1种或几种种或几种64646161所有生物所用的密码子是所有生物所用的密码子是 。同一套同一套一种一种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? ?异亮氨酸异亮氨酸反密码子反密码子密码子密码子练习练习. .一段原核生物的一段原核生物的mRNAmRNA通过翻译可合成一条含有通过翻译可合成一条含有1111个肽键的多肽，则此个肽键的多肽，则此

6、mRNAmRNA分子至少含有的碱基个数及分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的合成这段多肽需要的tRNAtRNA个数以及转录此个数以及转录此mRNAmRNA的基因的基因中至少含碱基数，依次为中至少含碱基数，依次为( () ) A.32 A.32、1111、66 66 B.36 B.36、1212、7272 C.12 C.12、3636、24 24 D.11 D.11、3636、7272BDNA（基因）上的碱基数：（基因）上的碱基数：mRNA上的碱基数：肽链上的氨基酸数上的碱基数：肽链上的氨基酸数至少至少 为为 6 ： 3 ： 1 假设某基因中有一片段的一条链的碱基序列是假设某基因中有一片段

7、的一条链的碱基序列是CGCGACTACAGTCCCGGATGTACTTCGATCGCGACTACAGTCCCGGATGTACTTCGAT（其中（其中示省略了示省略了210210个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。 1 1、写出此模板链转录的、写出此模板链转录的mRNAmRNA碱基序列、氨基酸序列。碱基序列、氨基酸序列。2.2.合成此肽链总共需要几个氨基酸？合成此肽链总共需要几个氨基酸？3.3.假如该基因模板链某个碱基发生替换，是否一定假如该基因模板链某个碱基发生替换，是否一定会引起此基因控制的性状的改变会引起此基因控制的性状的改变? ?4.4

8、.若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每个细胞内都能表达吗？个细胞内都能表达吗？GCGCUGAUGUCAGGGCCUACAUGAAGCUAGCGCUGAUGUCAGGGCCUACAUGAAGCUA7575个个不一定不一定不能，基因具有选择性表达的特点不能，基因具有选择性表达的特点mRNAmRNA碱基序列：碱基序列：氨基酸序列：氨基酸序列：甲硫氨酸甲硫氨酸- -丝氨酸丝氨酸- -甘氨酸甘氨酸脯氨酸脯氨酸- -苏氨酸苏氨酸某些不表达的某些不表达的DNADNA片段突变片段突变不同密码子决定同一种氨基酸不同密码子决定同一种氨基酸隐性突变被显性基因掩盖隐

9、性突变被显性基因掩盖DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表翻译的氨基酸如下表,则右图所示的则右图所示的tRNA所携带的氨所携带的氨基酸是基酸是 A赖氨酸赖氨酸 B丙氨酸丙氨酸 C半胱氨酸半胱氨酸 D苏氨酸苏氨酸 D项目项目 遗传信息遗传信息 遗传信息遗传信息复制复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板酶酶能量能量原料原料产物产物碱基碱基配对配对A TA TC GC GA TA TC GC GA UA UC GC G遗传遗传信息信息传递传递方向方向细胞核、线粒体、细胞核、线粒体、叶绿体叶绿体细胞核、线粒体、细胞核、线粒体、叶绿体叶绿体

10、核糖体核糖体DNADNA两条母链两条母链DNADNA的一条链的一条链mRNAmRNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶蛋白质合成酶蛋白质合成酶ATPATPATPATPATPATP4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸2 2个双链个双链DNADNA1 1个单链个单链RNARNA多肽链多肽链T AT AG CG C U A U A G C G C U A U A G C G CDNA DNADNA DNADNA mRNADNA mRNAmRNA mRNA 蛋白质蛋白质传递传递表达表达材料三：科学家通过精确的仪器发现细胞翻译

11、蛋白材料三：科学家通过精确的仪器发现细胞翻译蛋白质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译5050个氨个氨基酸；基酸；讨论：讨论：1 1、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？2 2、原核细胞和真核细胞在基因的表达方面可能存在、原核细胞和真核细胞在基因的表达方面可能存在哪些区别？哪些区别？大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译12001200个个氨基酸，比真核生物要快得多。氨基酸，比真核生物要快得多。转录场所：转录场所：表达过程：表达过程：真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（真核细胞和原核细胞遗传信息

12、表达示意图（局部局部）细胞核、线粒体、细胞核、线粒体、叶绿体叶绿体拟核、质粒拟核、质粒细胞核内转录成的细胞核内转录成的mRNAmRNA经加工后从核孔出来，经加工后从核孔出来，与核糖体结合与核糖体结合边转录边翻译边转录边翻译材料四：美国分子生物学家特明于材料四：美国分子生物学家特明于19601960年在研究鸡肉年在研究鸡肉瘤病毒（瘤病毒（RSVRSV）的基础上创立原病毒假说：有感染力）的基础上创立原病毒假说：有感染力RSVRSV的的RNARNA是病毒是病毒DNADNA（即原病毒）合成的模板，而原（即原病毒）合成的模板，而原病毒是子代病毒是子代RSVRSV的的RNARNA合成的信息。合成的信息。1

13、9691969年他用实验证年他用实验证实实RSVRSV含有一种含有一种DNADNA聚合酶，该酶以后被称为聚合酶，该酶以后被称为“逆转录逆转录酶酶”。这个发现补充了原来无人怀疑的。这个发现补充了原来无人怀疑的“中心法则中心法则”，特明因此获得特明因此获得19751975年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。思考：各种生物的遗传信息传递方向是一样的吗？思考：各种生物的遗传信息传递方向是一样的吗？【合作学习】【合作学习】 讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表达过程（用序号表示）与表达过程（用序号表示） 生物种类生物种类遗传信息的传递与表达过程遗传信息的传递与表达过程

14、DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒大多数大多数RNARNA病毒病毒逆转录病毒逆转录病毒原核、真核生物原核、真核生物DNADNARNARNA蛋白质蛋白质生物种类生物种类遗传信息传递方向遗传信息传递方向以以DNADNA为遗传为遗传物质的生物物质的生物以以RNARNA为遗传为遗传物质的生物物质的生物RNARNA蛋白质蛋白质复复制制翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA逆转录逆转录中心法则中心法则下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质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

15、析正确的是（合成的示意图。据图分析正确的是（ ）多肽多肽RNARNADNADNAA.A.两处都有大分子的生物合成，图中两处都有大分子的生物合成，图中DNADNA可以与有关蛋白可以与有关蛋白质结合成染色体质结合成染色体B.B.两处都发生碱基互补配对，配对方式均为两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A A和和U U、G G和和C CC.C.处有处有DNADNA聚合酶参与，聚合酶参与，处没有处没有DNADNA聚合酶参与聚合酶参与D.D.处有处有DNA-RNADNA-RNA杂合双链片段，杂合双链片段，处没有处没有DNA-RNADNA-RNA杂合双链片段杂合双链片段D D练习练习下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。图，请据图回答下列问题。（1）从图中分析，核糖体的分布场所有）从图中分析，核糖体的分布场所有 . 。细胞溶胶、细胞溶胶、线粒体线粒体 练习练习（2）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养，将该真菌分别接种到含溴