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1、第四章 基因的表达,第一节 基因指导蛋白质的合成,二、遗传信息的转录,1、概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,2、场所：细胞核（主要）,3、模板：DNA的一条链,4、原料：4种游离的核糖核苷酸,5、产物：RNA（主要是mRNA),6、配对原则：A-U，C-G，G-C，T-A,7、过程,一、DNA与RNA的比较,比较项目,DNA,RNA,全称,脱氧核糖核酸,核糖核酸,分布,主要存在于细胞核中,主要存在于细胞质中,化学组成,基本组成单位,碱基,五碳糖,无机酸,嘌呤,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,腺嘌呤A、鸟嘌呤G,腺嘌呤A、鸟嘌呤G,胞嘧啶C、胸腺嘧啶T,胞嘧啶C、尿嘧啶U,脱
2、氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,空间结构,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,分类,通常只有一类,mRNA、tRNA、rRNA三类,功能,主要的遗传物质，只要生物体内存在DNA，DNA就是遗传物质,嘧啶,生物体内若无DNA时，RNA是遗传物质；若存在DNA时，RNA辅助DNA完成功能 少数RNA具有催化作用,相同点： 化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G 二者都是核酸，核酸中的碱基序列就是遗传信息,联系：RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA,三、三种RNA的比较,mRNA,tRNA,rRNA,分布部位,常与核糖体结合,细胞质中,与蛋白质结合形成核糖体,功能,翻译时作
3、模板,翻译时作搬运氨基酸的工具,翻译时核糖体为场所,结构,单链,单链，常有部分碱基配对形成三叶草结构,单链,共同点,都是转录产物基本单位相同都与翻译过程有关,四、遗传信息的翻译,1、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,2、场所：核糖体,3、模板： mRNA,4、原料：20种游离的氨基酸,5、产物：蛋白质（或多肽链）,7、配对原则：A-U，U-A，C-G，G-C,6、运载工具： tRNA,8、密码子与反密码子,（1）密码子,概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基,特点,简并性：一种氨基酸可以有多个密码子,通用性：说明所有生物可能有共
4、同的起源或在,若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定能反映到蛋白质结构上？,思考：,生命本质上是统一的,不一定。因为密码子有简并性。,种类,起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸,普通密码子：59种，只编码氨基酸,终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，,不编码氨基酸，只是终止信号,（2）反密码子,概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基,特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基,相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U,种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应,9、过程,拓展：,蛋白质合成过程中涉及到的细胞结构
5、（以分泌蛋白的合成为例）,DNA,mRNA,转录,翻译,多肽,初加工,较成熟的蛋白质,再加工,成熟的蛋白质,细胞核,核糖体,内质网,高尔基体,细胞质,线粒体,供能,供能,供能,供能,时间,场所,模板,原料,条件,产物,模板去向,特点,碱基配对,遗传信息传递,意义,复制,转录,翻译,个体生长发育的整个过程,细胞质的核糖体,DNA的一条链,mRNA,4种脱氧核苷酸,20种氨基酸,多肽链,细胞分裂（有丝分裂和减数第一次分裂）的间期,主要在细胞核,主要在细胞核,DNA的两条链,4种核糖核苷酸,酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP,酶（RNA聚合酶等）、ATP,酶、ATP、tRNA,2 个双链DN
6、A,一个单链RNA（3种）,分别进入2个子代DNA分子,恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构,分解成单个核苷酸,半保留，边解旋边复制,边解旋边转录,一个 mRNA 上结合多个核糖体，顺次合成 多条肽链,A-T、T-A、C-G、G-C,A-U、U-A、C-G、G-C,A-U、T-A、C-G、G-C,DAN,mRNA,DAN,DAN,mRNA,蛋白质,使遗传信息从 亲代传给子代,表达遗传信息，使生物表现出各种性状,五、DNA分子的复制、转录、翻译的比较,六、基因表达中相关数量计算,1、转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另 一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱 基数目是基因中碱
7、基数目的1/2。,2、翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸， 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信 使RNA碱基数目的1/3。,综上可知，蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA碱基 数目=1/6DNA碱基数目。,3、计算中“最多”和“最少”的分析,（1）翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸， 因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质 中氨基酸数目的3倍还要多一些。,（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨 基酸数目的6倍还要多一些。,（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。,如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n 个
8、碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有1/3n个氨基酸。,七、相关高考题分析,1、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的 蛋白质。氨基酸的平均相对分子质量为a ,则该蛋白质 的相对分子质量最大为（ ） A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1),D,2、在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部 碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶 分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的 信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（ ） A24%，22% B.22%, 28% C. 26%, 24% D.23
9、%, 27%,A,3、人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本 原因是这两种细胞的（ ） A.DNA碱基排列顺序不同 B.核糖体不同 C.转运RNA不同 D.信使RNA不同,D,4、科学家将含人的a-抗体胰蛋白酶基因的DNA片段，注射 到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含a-抗体胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（ ） A. DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B. DNA以其一条链为模板合成RNA C. RNA以自身为模板自我复制 D. 按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质,ABD,5、回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题 （1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培
10、养液中，不久在细胞核中发现被标记的 、 、 。 （2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中；当转入 时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入 时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。,mRNA,tRNA,rRNA,DNA,RNA,（3）已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含 有“-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。） -G G C C T G A A G A G A A G T- -C C G G A C T T C T C T T C A- 1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的 链转录的（以图中的或表示），此mRNA的碱基排列顺序是： 。 2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“-脯氨酸-谷氨酸-甘氨酸-赖氨酸-”。 写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序： 。,-C C U G A A G A G A A G-,-G G A C T T C C C T T C-,
