第18讲 基因的表达遗传信息的转录和翻译RNA的结构、种类和功能0102中心法则031.1 元素组成：1.2 基本单位：1.3 单体种类：C、H、O、N、P核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸P核糖含氮碱基碱基为A：碱基为U：碱基为G：碱基为C：考点一 RNA的结构、种类和功能DNA的基本单位RNA的基本单位 （RNA）核糖核苷酸链A核糖POCPO OUPO OGPO O核糖核糖核糖 1.4 结构：一般是 ，长度比DNA ；能通过 从细胞核转移到细胞质中。单链短 核孔1.5 种类 mRNA：RNA。以密码子的形式，携带来自 DNA的 ，是 合成的 模板。tRNA：RNA。携带的 能与mRNA上的密码子互补配对，转运 。（每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。）rRNA：RNA。的组成成分，还能催化 的形成。信使遗传信息蛋白质转运氨基酸反密码子核糖体核糖体肽键直接一病毒RNA:RNA病毒的遗传物质酶：少数酶为RNA，起催化作用DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本单位 核苷酸 核苷酸五碳糖含氮碱基结 构 结构大多为 结构脱氧核糖脱氧核糖核糖A、C、G、TA、C、G、U双螺旋单链分布真核生物：原核生物：主要在细胞核（线粒体、叶绿体）主要在拟核（质粒）主要存在于细胞质功能 是主要的 ，携带 和复制 ，并指导 的合成。是RNA病毒的 。mRNA：携带 ，传递 。tRNA：运输 。rRNA：组成 ，催化肽键形成）少数作为 ，具有 作用遗传物质遗传信息蛋白质遗传物质密码子遗传信息氨基酸核糖体酶催化基因表达的概述基因控制生物性状指导指导合成合成蛋白质体现者体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。遗传信息储存在细胞核的DNA中蛋白质的合成发生在核糖体充当信使的中间物质-RNA真核细胞转录翻译考点二 遗传信息的转录和翻译思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？DNA的基本单位RNA的基本单位思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，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”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程1.概念：2.场所：主要在细胞核，也可以在线粒体和叶绿体中（DNARNA）3.时间：整个生命历程二、遗传信息的转录4.过程：RNA聚合酶一条链核糖核苷酸RNADNA链（启动子）连接磷酸二酯键RNA原（粗产品）5、产物：RNA原修剪成熟RNA(包括mRNA、tRNA、rRNA)以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程1.概念：2.场所：核糖体（RNA蛋白质）3.时间：整个生命历程三、遗传信息的翻译4.密码子：A U C G A U C C G C AmRNA密码子密码子密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。密码子的种类密码子的特性3个终止密码:（不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA2个起始密码:AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）a、一个密码子只对应一种氨基酸b、一种氨基酸可对应一个或多个密码子c、地球上几乎所有生物都共用一套密码子（专一性）（简并性）（通用性）43=64种第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终 止终 止半胱氨酸半胱氨酸终 止色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG(1)必修2 P67“思考讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？提示这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。密码子与反密码子天冬酰胺天冬酰胺亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸A A UC U AU A GU U AG A UA U CmRNAtRNA5.转运工具：形态：三叶草形种类：64-3=61种1种tRNA只能转运一种氨基酸。tRNA与氨基酸的对应关系：1种氨基酸可以由一种或多种一种或多种tRNA运输（反密码子种类）读法：356.翻译过程：UA C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸核糖体mRNACUUAG G AAUC1号2号起始：mRNA与核糖体结合运输：tRNA携带氨基酸将其置于特定位置6.翻译过程：UA C甲硫甲硫氨酸氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸mRNACUUAG G AAUC肽键1号2号3号AUG异亮异亮氨酸氨酸延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，对应的tRNA运输相应的氨基酸加到延伸的肽链上6.翻译过程：甲硫甲硫氨酸氨酸AC U天冬天冬氨酸氨酸mRNACUUAG G AAUC肽键1号2号3号AUG异亮异亮氨酸氨酸停止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时，合成停止脱离mRNAtRNAmRNAtRNA终止密码子脱离2遗传信息的翻译6.翻译过程：mRNA20种氨基酸ATP多种酶tRNAA-U，U-A，G-C，C-G多肽链（蛋白质）UACAUGCGtRNAtRNAmRNAmRNA翻译过程小结：复制转录翻译时间个体生长发育整个过程场所主要在细胞核，也可以在线粒体、叶绿体 模板DNA的两条链原料能量ATP酶多种酶产物两个双链DNA碱基互补配对方式意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状总结：DNA复制、转录、翻译的区别与联系有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期核糖体DNA的一条链mRNA链4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶RNA蛋白质A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-CG-C、C-GC-GA-U、U-A、G-CG-C、C-GC-G考点一 遗传信息的转录和翻译注意：多聚核糖体：一条mRNA链上结合多个核糖体进行翻译翻译易错：多个核糖体共同合成共同合成一条一条多肽链 多个核糖体合成多条不同不同的多肽链翻译时mRNA相对静止，核糖体在mRNA上移动真核细胞先在细胞核（主要）转录，然后在细胞质翻译，原核细胞边转录边翻译意义：少量的mRNA分子短时间内快速合成大量相同的多肽链方向：从 到 （判断依据：肽链的长短，的翻译在前）；长右左原核生物的基因表达（边转录边翻译）mRNADNA模板链RNA聚合酶真核细胞和原核细胞基因真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法表达过程的判断方法:常考图示解读常考图示解读mRNA中碱基数、DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸数的关系DNAmRNA多肽链m个氨基酸3m个碱基至少6m个碱基至少转录复制转录翻译时间个体生长发育整个过程场所主要在细胞核，也可以在线粒体、叶绿体 模板DNA的两条链原料能量ATP酶多种酶产物两个双链DNA碱基互补配对方式意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状总结：DNA复制、转录、翻译的区别与联系有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期核糖体DNA的一条链mRNA链4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶RNA蛋白质A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-CG-C、C-GC-GA-U、U-A、G-CG-C、C-GC-G小结：DNA的复制、转录和翻译的联系(3)不同类型生物遗传信息的传递以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(1)提出者：。(2)补充后的内容图解克里克考点三 中心法则及基因与性状的关系中心法则的内容及其发展1体现了遗传信息的传递和表达功能具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)高度分化的细胞写出下列生物中心法则表达式生物种类举例遗传信息的传递过程DNA病毒T2噬菌体RNA病毒烟草花叶病毒逆转录病毒艾滋病病毒细胞生物动物、植物、细菌、真菌等注意：RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。不同细胞中的中心法则途径不同细胞中的中心法则途径高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同：根尖分生区细胞等分裂旺盛分裂旺盛分裂旺盛分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；中三条途径都有；叶肉细胞、洋葱表皮细胞等高度分化的细胞只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无信息传递。不具有分裂能力的细胞，不进行DNA的复制4.生命是物质、能量和信息的统一体(1)DNA、RNA是的载体。(2)蛋白质是信息的。(3)为信息的流动提供能量。信息表达产物ATP基因酶的合成控制生物的性状间接控制代谢过程控制 （1）间接控制 考点三 中心法则及基因与性状的关系基因控制生物性状的途径2基因酶的合成控制生物性状表现编码酪氨酸酶基因异常缺少酪氨酸酶不能合成黑色素出现白化症状皱粒豌豆的形成皱粒豌豆的形成编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱支链淀粉酶异常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆，失水皱缩控制代谢过程白化病成因白化病成因(1)直接控制：缺失3个ATTACFTR蛋白结构缬氨酸镰刀状溶血性贫血基因控制生物性状的途径2基因蛋白质的结构控制生物体的性状直接控制基因控制性状的实例(连线)基因和性状的关系3生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同，基因型不同，表现型也可能相同。表现型=基因型+环境概念图