第第1818讲基因的表达讲基因的表达 基因控制生物性质体现蛋白质？主要在细胞核在细胞质进行 基因是怎样指导蛋白质的合成呢？DNA核糖体基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达DNA能否直接从细胞核进入细胞质中指导蛋白质合成？二 考点一 RNA的结构与功能二 考点一 RNA的结构与功能如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？提出问题实验思路加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况减法原则自身对照预期结果加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质1955Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中经过一段时间发现放射性已在细胞质中实验证据RNA就是基因与蛋白质之间的信使RNA和DNA在化学组成上的区别在于：_RNA适合作为DNA信使的原因RNA是由4种核糖核苷酸连接而成，分子组成与DNA很相似，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。
RNA一般是单链，而且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”二 考点一 RNA的结构与功能缩合核糖核苷酸蛋白质氨基酸密码子核糖体遗传物质tRNAmRNArRNA信使RNA转运RNA核糖体RNA二 考点一 RNA的结构与功能完成大本P180的知识点梳理主要在细胞质主要在细胞质中，三叶草形，中，三叶草形，有碱基互补配对；一端携带有碱基互补配对；一端携带氨基酸，另一端的反密码子氨基酸，另一端的反密码子与与mRNA上的密码子配对上的密码子配对主要在细胞质主要在细胞质中；翻译时作为模板中；翻译时作为模板与蛋白质共同组成核糖体与蛋白质共同组成核糖体转录（RNARNA释放，释放，DNADNA双链恢复双链恢复）DNA分子 碱基互补配对碱基互补配对主要在主要在细胞核细胞核四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸DNADNA的的一条链一条链（供转录的那一条）（供转录的那一条）ATPATP、RNARNA聚合酶聚合酶A-UA-U、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-GDNADNAmRNAmRNA场所：原则：模板：条件：遗传信息流动：时间：活细胞活细胞新陈代谢新陈代谢过程中过程中mRNAt RNAr RNA转转 录录通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。
线粒体、叶绿体）（线粒体、叶绿体）二 考点二 遗传信息的转录RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复RNA与模板链是互补的mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的二 考点二 遗传信息的转录注意：注意：细胞中不是所有基因都会转录，转录是有选择的细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录二 考点二 遗传信息的转录mRNA非模板链模板链RNA聚合酶特点：转录时DNA是完全解开的吗？边解旋，边转录条件：模板、原料、酶、能量等转录方向方向：以3端5端方向阅读模板，合成方向5端3端RNA聚合酶 的作用将DNA双链解开，碱基暴露出来催化RNA的合成，催化形成磷酸二酯键特别提醒：启动子、终止子、外显子、内含子启动子、终止子、外显子、内含子翻译mRNA分子 碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAAU、UAGC、CGmRNAmRNA蛋白质蛋白质场所：原则：模板：条件：遗传信息流动：蛋白质转 录翻译2121种游离种游离氨基酸、氨基酸、ATP、酶tRNA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二 考点三 遗传信息的翻译2.翻译的过程组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸碱基和氨基酸间的对应关系可能最多编码的氨基酸种类1个碱基1个氨基酸2个碱基1个氨基酸3个碱基1个氨基酸4个碱基1个氨基酸三联体密码的提出三联体密码的实验证据野生型噬菌体插入插入3 3个碱基个碱基(位置接近位置接近)野生型或接近野生型噬菌体野生型噬菌体野生型或接近野生型噬菌体上述实验结果可以用三联体密码解释，但难以用四联体密码解释删去删去3 3个碱基个碱基(位置接近位置接近)，41664256碱基序列如何转化为氨基酸序列？二 考点三 遗传信息的翻译 遗传密码的破译除去除去DNADNA和和mRNAmRNA的细胞提取液的细胞提取液人工合成的人工合成的RNARNA多聚尿嘧啶核苷酸多聚尿嘧啶核苷酸肽链肽链实验结论：n与苯丙氨酸苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）（第一个被破译的密码子）。
n在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表1961年年8月月，尼伦伯格和马太，尼伦伯格和马太无细胞蛋白质合成体系破译遗传密码二 考点三 遗传信息的翻译 遗传密码的破译1961年5月尼伦伯格和马太在实验中发现在无细胞蛋白质合成系统中加入多聚尿苷酸（poly U）后，合成出了多聚苯丙氨酸（poly-Phe）显然 poly U被用来作为遗传信息的携带者了，按照密码的三联体性质，应该是UUU为苯丙氨酸（Phe）编码，这是一个带有里程碑性的实验，它指出了完全阐明遗传密码的途径密码子密码子（共共6464个个）种类起始密码子普通密码子终止密码子3种种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸不编码氨基酸2种种，AUG、GUG，也编码氨基酸，也编码氨基酸59种种,只编码氨基酸只编码氨基酸正常情况下正常情况下UGAUGA是是不编码氨基酸不编码氨基酸，特殊情况下编码硒代半胱氨酸特殊情况下编码硒代半胱氨酸真核生物真核生物用用AUGAUG作为作为起始密码子起始密码子，原核生物，原核生物还可还可用用GUGGUG作为起始密码子，此时编码作为起始密码子，此时编码甲甲硫氨酸硫氨酸mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子二 考点三 遗传信息的翻译 密码子的概念和特点绝大多数氨基酸都有几个密码子1)密码子简并性几乎所有的生物都共用一套密码子2)密码子通用性3)相邻的密码子无间隔、不重叠由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，时，可能并不会改变其对应的氨基酸可能并不会改变其对应的氨基酸;当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都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编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源说明生命在本质上是统一的二 考点三 遗传信息的翻译 密码子的概念和特点二 考点三 遗传信息的翻译 遗传信息、密码子和反密码子与mRNA结合的核糖体读取到起始密码AUG，翻译开始核糖体沿mRNA移动，依次读取密码子，不断将tRNA携带的氨基酸合成到多肽链上核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成终止，肽链与核糖体脱离翻译过程起始延伸终止氨基酸之间通过什么方式连接？二 考点三 遗传信息的翻译生物学意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质注意：注意：多个核糖体翻译多个核糖体翻译的是的是同同一条一条mRNAmRNA，得到的是同一种多肽链得到的是同一种多肽链是是核糖体核糖体在在mRNAmRNA上上移动移动如何加快翻译的速度？多个核糖体同时进行翻译翻译的方向：5-端3-端图中合成的多肽链种类相同吗？最终形成的蛋白质呢？翻译方向是？为何多肽链长短不同？二 考点三 遗传信息的翻译甲甲中中一一个个核核糖糖体体与与mRNAmRNA的的结结合合位位点点形形成成几几个个tRNAtRNA结结合合位位点点？核核糖糖体体沿沿着着mRNAmRNA移动的方向移动的方向是是？乙乙反反映映出出mRNAmRNA与与核核糖糖体体存存在在的的数数量量关关系系是是？图图中中核核糖糖体体移移动动的的方方向向是是？多聚核糖体形成的意义多聚核糖体形成的意义是是？丙丙是是哪哪一一类类细细胞胞内内内内发发生生的的什什么么过过程程？特特点点是是？与与真真核核细细胞胞不不同同的的原原因因是是？二 考点三 遗传信息的翻译 三种模型图解读I.1957年 克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译II.少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA或RNA流向DNAIII.生命是物质、能量和信息的统一体逆转录和RNA复制通常发生在RNA病毒中，一般认为正常细胞不发生逆转录和RNA复制。
二 考点四 中心法则其他其他RNARNA病毒病毒DNA生物生物原核生物真核生物DNA病毒能够增殖不能增殖RNA病毒病毒烟草花叶病毒、冠状病毒、HIV等逆转录逆转录病毒病毒二 考点四 中心法则 不同生物遗传信息的传递过程DNA复制、转录和翻译的比较DNA复制转录翻译意义时期场所模板原料酶能量碱基配对产物传递遗传信息表达遗传信息(以真核细胞的核DNA为例)细胞分裂前的间期主要间期(能分裂细胞)或整个生命进程(不分裂细胞)主要是细胞核主要是细胞核细胞质中的核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶A-T、G-CA-U、T-A、G-CA-U、G-CDNARNA多肽或蛋白质都需要能量实际实际基因表达过程中的数量关系基因表达过程中的数量关系不符合不符合631631的原因的原因:A.A.基因中的内含子转录后被剪切基因中的内含子转录后被剪切B.B.在基因中，有的片段在基因中，有的片段(非编码区非编码区)起调控作用，不转录起调控作用，不转录C.C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
D.D.转录出的转录出的mRNAmRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸关注计算中“最多”和“最少”问题二、基因指导蛋白质的合成二 考点四 基因的表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系（1）基因控制性状的两种途径 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而 间接 控制生物体的性状 基因通过 控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状二、基因控制性状的实例血红蛋白基因中的1个碱基对发生替换编码CFTR蛋白的基因中缺失了3个碱基对皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因编码酪氨酸酶的基因异常正常插入DNA 序列基因酶细胞代谢性状例一：豌豆的圆粒和皱粒编码淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶正常,活性较高淀粉分支酶异常,活性较低淀粉合成正常淀粉含量高，有效保留水分淀粉合成受阻淀粉含量低，失水皱缩二 考点四 基因的表达与性状的关系例二：人的白化症状形成机制编码酪氨酸酶的基因异常缺少酶，酪氨酸不能转化为黑色素基因酶细胞代谢性状酪氨酸酶无法正常合成缺乏黑色素表现白化症状图1 白化病患者 白化病白化病是由于基因不正常，是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶缺少酪氨酸酶，导致机体，导致机体不能不能合成黑色素合成黑色素。
毛发白色，皮肤毛发白色，皮肤淡红色，畏光淡红色，畏光二 考点四 基因的表达与性状的关系例三：囊性纤维病形成机制编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR转运氯离子的功能异常基因蛋白质结构功能性状CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损囊性纤维化气管正常气管 囊性纤维化是北美白囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病，种人常见的一种遗传病，患者支气管被患者支气管被异常的黏液异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺堵塞，常于幼。