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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 一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、O、N、PA腺喂吟G鸟喋吟C胞噤啜U尿啥旋2、RNA的结构和种类基本组成单位：核糖核苷酸（4种）（1）化学组成核糖组成物质：磷酸碱基：A、U（RNA 特有）、G、C（2）空间结构：单链结构信使RNA（mRNA）:单链结构，携带遗传密码。（3）种类 京专运RNA （tRNA）:三叶草结构，由一条RNA折叠围绕而成，运载特定氨基酸。核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分，与蛋白质结合成核糖体（4）DNA与RNA的比较核酸项目DNARNA名称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于细胞核，少数位 于细胞质的线粒体、叶
2、绿体主要位于细胞质，少数存在于 细胞核化学组成基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌吟腺嘌吟（A）鸟嘌吟（G）腺嘌吟（A）鸟嘌吟（G）嘧啶胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）五碳糖脱氧核糖核糖无机酸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信使RNA：转运RNA： 核糖体RNA：产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制功能主要遗传物质贮存、传递和表达遗传信息遗传物质（生物体内无DNA 时），辅助DNA完成功能（生 物体内有DNA时）催化作用相同点：化学组成中都有磷酸及碱基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
3、模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA二、基因：是具有遗传效应的DA片段。主要在染色体上 三、基因控制蛋白质合成：1、转录：（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录）（2）过程：4个步骤 DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。 游离的核糖核苷酸与供转录的DNA的一条链上的碱基互补配对，两者以氢键结合 在RNA聚合酶的作用下，新合成的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上 合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复（3）条件：模板：DNA的一条链（模板链）原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、RN
4、A聚合酶等（4）原则：碱基互补配对原则（AU、TA、GC、CG）（5）产物：RNA（6）意义：使DNA上的遗传信息传递到mRNA2、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。（注：叶绿体、线粒体也有翻译）（2）过程：（看书）（3）条件：模板：mRNA原料：氨基酸（20种）能量：ATP酶：多种多搬运工具：tRNA装配机器：核糖体（4）原则：碱基互补配对原则（5）产物：多肽链却折七蛋白质）3、与基因表达有关的计算（1）转录时形成的RNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2（2）基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数=6：3：
5、1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个碱基，该mRNA指导合成的 蛋白质中最多有n/3个氨基酸。4. 密码子 概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子. 特点：专一性、简并性、通用性 密码子起始密码：AUG、GUG（64 个）1 终止密码：UAA、UAG、UGA注：决定氨
6、基酸的密码子有61个，终止密码不编码氨基酸。5. 转运工具：转运RNA （tRNA） tRNA的3个与mRNA上的特定的三个碱基（密码子）配对的碱基叫反密码子 tRNA有61种，一种tRNA只能转运一种氨基酸。一种氨基酸可以对应一种或几种tRNA。6. 产物：多肽链（从核糖体上脱离下来的多肽链，还要在相应的细胞器：内质网、高尔基 体内加工，如盘曲、折叠、螺旋，最后合成具有一定空间结构的蛋白质分子。）7. 意义：mRNA的碱基排列顺序决定氨基酸的排列顺序，遗传信息得以表达。归纳：遗传信息与遗传密码 存在的位置不同：遗传信息存在于基因中，指基因（DNA）中的碱基排列顺序遗传密码位于mRNA上，指m
7、RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 作用不同：遗传信息决定氨基酸的排列顺序是间接作用遗传密码直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序密码子 概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。 位置：mRNA 种类：64种起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸61种，编码氨基酸普通密码子：59种，只编码氨基酸了、,终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸只是终止信号 特点：通用性：不同生物密码子基本相同，即公用一套密码子。说明生命有共同的起 源。简并性：大多数氨基酸都可以具有多个密码子。不重叠：两个密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确 的起点开始，一个不漏地一直
8、读到终止信号。方向性：在mRNA上按照一定方向进行读码。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。 位置：tRNA 种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应。 特点：反密码子的3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。在生物个体发育过程中，基因是选择性表达的。即：同一生物不同组织器官、细胞中所 含的基因相同，但选择性表达的基因不同，如胰岛素基因存在于肝细胞、脑细胞、胰岛B 细胞等细胞中，但只在胰岛B细中表达，合成胰岛素。原核生物与真核生物转录和翻译的场所和时间比较原核生物的转录和翻译均在细胞质进行，两个过程
9、常同时发生。真核生物的转录在细胞核，翻译在细胞质，先转录后翻译DNA分子的复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间有丝分裂和减数第 一次分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶（DNA解旋酶、DNA 聚合酶等）、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA一个单链 RNA（mRNA、 tRNA、 rRNA）多肽链模板去向分别进入2个子代DNA分子中恢复原样，与非模板 链重新绕成双螺旋 结构分解成单个核苷酸特点半保留边解旋边复制只解旋一部分一个m
10、RNA上结合多 个核糖体，顺次合成 多条肽链碱基配对A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C- GA-U、 U-A、 G-C、 C-G遗传信息 的传递DNA-DNADNA-mRNAmRNAf蛋白质意义使遗传信息从亲代 传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状第2节基因对性状的控制一、中心法则及其发展1、提出者：克里克2、内容：遗传信息可以从DNA流向DNA, 即 DNA的自我复制；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。但是，一遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质，也不 能从蛋白质流向-DNA一或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA （即RNA的自我 复制）也可以从RNA流向DNA （即逆转录）。二、基因控制性状的方式：（1）间接控制：通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；如白化病等。（2）直接控制：通过控制蛋自质结构直接控制生物的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血等。注：生物体性状的多基因因素：基因与基因；基因与基因产物；与环境之间多种因素存在复 杂的相互作用，共同地精细的调控生物体的性状。复复引A 转录四翻译车S氏（DNA.2（RNA k蛋白质逆转录
