遺傳信息的表達(dá)——RNA和蛋白質(zhì)的合成(葉)

1、第四節(jié)第四節(jié) 遺傳信息的表達(dá)遺傳信息的表達(dá) RNARNA和蛋白質(zhì)合成和蛋白質(zhì)合成 金華兩頭烏金華兩頭烏 兩頭烏豬性成熟早，兩頭烏豬性成熟早，遺傳性穩(wěn)定，繁殖力強(qiáng)，遺傳性穩(wěn)定，繁殖力強(qiáng)，是經(jīng)濟(jì)雜交的優(yōu)良母本。是經(jīng)濟(jì)雜交的優(yōu)良母本。其皮薄骨細(xì)，肉質(zhì)鮮美，其皮薄骨細(xì)，肉質(zhì)鮮美，肉間脂肪含量高，其后腿肉間脂肪含量高，其后腿是腌制火腿的最佳原料。是腌制火腿的最佳原料。 請(qǐng)大家以?xún)深^烏請(qǐng)大家以?xún)深^烏豬為例，繪制其遺豬為例，繪制其遺傳信息的傳遞圖。傳信息的傳遞圖。探究一探究一 1955年拉斯特使用同位素標(biāo)記法用變形蟲(chóng)做換核實(shí)驗(yàn)。年拉斯特使用同位素標(biāo)記法用變形蟲(chóng)做換核實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)A：變形蟲(chóng)放在標(biāo)記的尿嘧啶核

2、苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果：變形蟲(chóng)放在標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果 發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中出現(xiàn)。分子首先在細(xì)胞核中出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)B：變形蟲(chóng)培養(yǎng)在未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中，變形蟲(chóng)：變形蟲(chóng)培養(yǎng)在未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中，變形蟲(chóng) 的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均未發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均未發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)C：將：將A組變形蟲(chóng)的細(xì)胞核移植到組變形蟲(chóng)的細(xì)胞核移植到B組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中，組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中， 將重組的細(xì)胞放于未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中培將重組的細(xì)胞放于未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中培 養(yǎng)。結(jié)果細(xì)胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的養(yǎng)。結(jié)果細(xì)胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA。

3、 問(wèn)問(wèn):1.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)A、B結(jié)果說(shuō)明什么？結(jié)果說(shuō)明什么？2.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)C結(jié)果說(shuō)明什么？結(jié)果說(shuō)明什么？ 3.拉斯特為什么用沒(méi)有標(biāo)記的拉斯特為什么用沒(méi)有標(biāo)記的B組變形蟲(chóng)為組變形蟲(chóng)為 重組細(xì)胞提供細(xì)胞質(zhì)，用重組細(xì)胞提供細(xì)胞質(zhì)，用A組變形蟲(chóng)直接做組變形蟲(chóng)直接做 實(shí)驗(yàn)行不行呢？實(shí)驗(yàn)行不行呢？RNA是在細(xì)胞核中合成是在細(xì)胞核中合成細(xì)胞核中合成的細(xì)胞核中合成的RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)A組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中有從培養(yǎng)液中吸收的標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中有從培養(yǎng)液中吸收的標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸1.DNA1.DNA如何指導(dǎo)如何指導(dǎo)RNARNA的合成？需要什么條件？的合成？需要什么條件？2.2.合成的合成的RNAR

4、NA與與DNADNA有什么區(qū)別？有什么區(qū)別？思考探究二探究二 1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)作年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)作為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入RNA酶分解細(xì)胞中酶分解細(xì)胞中的的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。2.RNA分子中分子中4種堿基序列是如種堿基序列是如 何決定蛋白質(zhì)分子中何決定蛋白質(zhì)分子中20種氨基種氨基 酸序列的？即堿基與氨基酸之酸序列的？即堿基與氨基酸之 間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？ 問(wèn)：?jiǎn)枺?.從此實(shí)驗(yàn)?zāi)隳軓拇藢?shí)驗(yàn)?zāi)隳?推

5、出什么結(jié)論？推出什么結(jié)論？RNA可以指導(dǎo)可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)的合成。探究三探究三 19601960年尼倫伯格和馬太采用了蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)，年尼倫伯格和馬太采用了蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)，在每個(gè)試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了在每個(gè)試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNADNA和和mRNAmRNA的的細(xì)胞提取液，以及人工合成的細(xì)胞提取液，以及人工合成的RNARNA多聚尿嘧啶核苷酸。多聚尿嘧啶核苷酸。問(wèn)：?jiǎn)枺?.1.請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？多聚尿嘧啶核苷酸起什么作用？請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？多聚尿嘧啶核苷酸起什么作用？ 與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子是什么？與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子是什么？ 2.2.細(xì)胞提

6、取液為實(shí)驗(yàn)具體提供什么？細(xì)胞提取液為實(shí)驗(yàn)具體提供什么？ 為什么要除去細(xì)胞提取液中的為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNADNA和和mRNAmRNA？ 3.3.如果你是尼倫伯格和馬太，你將如何設(shè)計(jì)對(duì)照組的實(shí)如果你是尼倫伯格和馬太，你將如何設(shè)計(jì)對(duì)照組的實(shí) 驗(yàn)，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認(rèn)可？驗(yàn)，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認(rèn)可？mRNA上的遺傳密碼上的遺傳密碼基因控制蛋白質(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成 DNA RNA 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯(細(xì)胞核細(xì)胞核)(細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)核糖體核糖體) 金華兩頭烏金華兩頭烏 “兩頭烏兩頭烏”生長(zhǎng)速度生長(zhǎng)速度慢、飼養(yǎng)成本高，與生慢、飼養(yǎng)成本高，與生長(zhǎng)快、瘦肉多、體重大、長(zhǎng)快、瘦

7、肉多、體重大、飼料轉(zhuǎn)化率高，并且適飼料轉(zhuǎn)化率高，并且適宜大群飼養(yǎng)的外國(guó)宜大群飼養(yǎng)的外國(guó)“洋洋”豬種相比，飼養(yǎng)戶(hù)大都豬種相比，飼養(yǎng)戶(hù)大都偏愛(ài)后者。偏愛(ài)后者。因此此豬種面臨非常因此此豬種面臨非常危險(xiǎn)的境地，我們?cè)撐ｋU(xiǎn)的境地，我們?cè)撛趺崔k？怎么辦？退出基因基因脫氧核苷酸序列脫氧核苷酸序列核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列氨基酸序列遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼 在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)在細(xì)胞核內(nèi)在細(xì)胞核內(nèi)小結(jié)DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制退出1.下列有關(guān)敘述，正確的是（下列有關(guān)敘述，正確的是（ ） A一種氨基酸只有一種與之對(duì)應(yīng)的遺傳密碼一種氨基酸只有一種與之對(duì)應(yīng)的遺傳密碼 B每

8、種氨基酸只能由一種每種氨基酸只能由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn) CmRNA上的遺傳密碼都有與之對(duì)應(yīng)的氨基酸上的遺傳密碼都有與之對(duì)應(yīng)的氨基酸 D信使信使RNA上的上的GGC在人細(xì)胞中和豬細(xì)胞中決定在人細(xì)胞中和豬細(xì)胞中決定 的是同一種氨基酸的是同一種氨基酸D退出2.下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是（下列描述中正確的是（ ） A圖中表示圖中表示4條多肽鏈正在合成條多肽鏈正在合成 B轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA經(jīng)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合經(jīng)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合 C多個(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯多個(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯

9、D一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條多肽鏈一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條多肽鏈D退出C3.已知已知AUG、CUG為起始密碼，為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。某原核生物的一個(gè)為終止密碼。某原核生物的一個(gè)mRNA堿基排列順序堿基排列順序如下：如下：AUUCGAUGAC（40個(gè)堿基）個(gè)堿基）CUCUAGAUCU，此，此mRNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)為控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)為 （ ） A.20個(gè)個(gè) B.15個(gè)個(gè) C.16個(gè)個(gè) D.18個(gè)個(gè)退出4.下圖為人類(lèi)免疫缺陷病毒（下圖為人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）侵染人體淋巴細(xì)胞及其繁殖）侵染人體淋巴細(xì)胞及其繁殖過(guò)程的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析說(shuō)

10、明下列問(wèn)題（提示：過(guò)程的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析說(shuō)明下列問(wèn)題（提示：HIV病毒病毒是一種球形病毒，外有蛋白質(zhì)組成的外殼，內(nèi)有兩條是一種球形病毒，外有蛋白質(zhì)組成的外殼，內(nèi)有兩條RNA）。）。（1）圖中）圖中3表示病毒正在侵染淋巴細(xì)胞，進(jìn)入淋巴細(xì)胞的是表示病毒正在侵染淋巴細(xì)胞，進(jìn)入淋巴細(xì)胞的是病毒的病毒的 。（2）圖中）圖中4至至5的過(guò)程在生物學(xué)上稱(chēng)為的過(guò)程在生物學(xué)上稱(chēng)為（3）圖中）圖中5至至6表示病毒的遺傳物質(zhì)是結(jié)合到淋巴細(xì)胞的表示病毒的遺傳物質(zhì)是結(jié)合到淋巴細(xì)胞的 上。上。RNADNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄退出4.下圖為人類(lèi)免疫缺陷病毒（下圖為人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）侵染人體淋巴細(xì)胞及其繁殖）侵染人體淋巴細(xì)胞

11、及其繁殖過(guò)程的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析說(shuō)明下列問(wèn)題（提示：過(guò)程的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析說(shuō)明下列問(wèn)題（提示：HIV病毒病毒是一種球形病毒，外有蛋白質(zhì)組成的外殼，內(nèi)有兩條是一種球形病毒，外有蛋白質(zhì)組成的外殼，內(nèi)有兩條RNA）。）。退出（4 4）圖中）圖中6 6至至8 8是形成病毒蛋白質(zhì)的過(guò)程，該過(guò)程需經(jīng)過(guò)是形成病毒蛋白質(zhì)的過(guò)程，該過(guò)程需經(jīng)過(guò) 和和 兩個(gè)過(guò)程。兩個(gè)過(guò)程。（5 5）圖中）圖中6 6至至7 7是形成病毒是形成病毒RNARNA的過(guò)程，其中的過(guò)程，其中6 6的腺嘌呤與的腺嘌呤與8 8的的 互補(bǔ)。互補(bǔ)。（6 6）目前科學(xué)家們研制出的治療艾滋病的藥物是用來(lái)阻止）目前科學(xué)家們研制出的治療艾滋病的藥物是用來(lái)阻止 4 4至至5 5的進(jìn)行，其原理是抑制的進(jìn)行，其原理是抑制 的活性。的活性。尿嘧啶尿嘧啶翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶（4）圖中）圖中6至至8是形成病毒蛋白質(zhì)的過(guò)程，該過(guò)程需經(jīng)過(guò)是形成病毒蛋白質(zhì)的過(guò)程，該過(guò)程需經(jīng)過(guò) 和和 兩個(gè)過(guò)程。兩個(gè)過(guò)程。（5）圖中）圖中6至至7是形成病毒是形成病毒RNA的過(guò)程，其中的過(guò)程，其中6的腺嘌呤與的腺嘌呤與 8的的 互補(bǔ)?；パa(bǔ)。（6）目前科學(xué)家們研制出的治療艾滋病的藥物是用來(lái)阻止）目前科學(xué)家們研制出的治療艾滋病的藥物是用來(lái)阻止 4至至5的進(jìn)行，其原理是抑制的進(jìn)行