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1、第第3.2节节 遗传信息的表达遗传信息的表达思考几个问题思考几个问题1 1、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？、遗传物质主要存在于细胞的什么部位？2 2、生物的性状或生命的主要功能由什么物质、生物的性状或生命的主要功能由什么物质承担？承担？3 3、蛋白质的合成在细胞的什么部位？、蛋白质的合成在细胞的什么部位？4 4、DNADNA能不能到细胞质中去直接指导蛋白质能不能到细胞质中去直接指导蛋白质的合成？的合成？ DNA DNA与蛋白质之间有无中间物质与蛋白质之间有无中间物质充当信使呢？充当信使呢？DNA主要位于细胞核主要位于细胞核蛋白质蛋白质细胞质细胞质（核糖体核糖体）RNA遗传信息的表达：遗传信
2、息的表达：指指指指基因指导蛋白质合成的过程，基因指导蛋白质合成的过程，基因指导蛋白质合成的过程，基因指导蛋白质合成的过程，也也也也叫叫叫叫基因的表达基因的表达基因的表达基因的表达。问题一：什么是基因？问题一：什么是基因？基因是基因是具有遗传效应的具有遗传效应的DNA片段片段问题问题二二：基因、基因、DNA和染色体和染色体之间是什么关系？之间是什么关系？一、基因控制蛋白质的合成一、基因控制蛋白质的合成基因的表达：基因（基因的表达：基因（DNA） mRNA 蛋白质蛋白质转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译（一）遗传信息的转录（一）遗传信息的转录1.转录的定义：转录的定义：2.转录的场所：转录的场所：3
3、.转录的模板：转录的模板：4.转录的原料：转录的原料：5.转录的条件：转录的条件：6.转录的产物：转录的产物：7.配对的原则：配对的原则：在细胞核中，以在细胞核中，以在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成的一条链为模板合成的一条链为模板合成mRNAmRNA的过程。的过程。的过程。的过程。细胞核细胞核DNA分子的一条链分子的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸ATPATP、解旋酶，解旋酶，解旋酶，解旋酶，RNARNA聚合聚合聚合聚合酶酶酶酶mRNAA-U，G-C，C-G，T-A非编码链：作为模板的非编码链：作为模板的DNA链。链。编码链：与模板链互补的编码链：
4、与模板链互补的DNA链。链。前体前体mRNA成熟成熟mRNA外显子外显子外显子外显子：能能编码氨基酸编码氨基酸内含子内含子内含子内含子：不能不能编码氨基酸编码氨基酸内含子内含子被切除掉被切除掉转录终止序列的两种类型：转录终止序列的两种类型：1、依赖于蛋白质的序列。、依赖于蛋白质的序列。2、不依赖于蛋白质序列。、不依赖于蛋白质序列。利用蛋白质水解释放的能量把新生的利用蛋白质水解释放的能量把新生的RNA链链释放出来。释放出来。由合成的由合成的RNA链的结构决定，新生的链的结构决定，新生的RNA末端末端有一连串的有一连串的U，A-U之间的氢键最不稳定，之间的氢键最不稳定，容易断裂，因此容易断裂，因此
5、RNA链被释放出来链被释放出来思考与讨论思考与讨论1、转录与、转录与DNA复制有什么共同之处？复制有什么共同之处？ 这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？l转录和转录和DNA复制都是以复制都是以DNA为模板并严格按碱基互补为模板并严格按碱基互补 配对原则进行的。配对原则进行的。l碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递 下去，从而保证了遗传的稳定性。下去，从而保证了遗传的稳定性。2、转录成的、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNA单链的单链的碱基序列有哪些异同？与该碱基序列有
6、哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有的另一条链的碱基序列有哪些异同？哪些异同？l转录成的转录成的RNA碱基序列与模板碱基序列与模板DNA单链的碱基序列互补配对。单链的碱基序列互补配对。l与与DNA的另一条链的碱基序列相同（但的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的单链上的T换成换成U）。）。一、基因控制蛋白质的合成一、基因控制蛋白质的合成基因的表达：基因（基因的表达：基因（DNA） mRNA 蛋白质蛋白质转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译（二）遗传信息的翻译（二）遗传信息的翻译1.翻译翻译的定义：的定义：2.翻译翻译的场所：的场所：3.翻译翻译的模板：的模板：4.翻译翻译的原料：的原料：
7、5.翻译翻译的的工具工具：6.翻译翻译的产物：的产物：7.配对的原则：配对的原则：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板为模板合成合成具有一定具有一定氨基酸顺序氨基酸顺序的的蛋白质蛋白质的过程。的过程。在细胞质（核糖体）在细胞质（核糖体）mRNAmRNA（信使（信使RNARNA）约约2020种氨基酸种氨基酸多肽或蛋白质多肽或蛋白质tRNAtRNA（转运（转运RNARNA）A-U，G-C，C-G，U-A概念：概念：mRNAmRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻碱基个相邻碱基起始密码子：起始密码子：终止密码子终止密码子：蛋白质合成的起始点，
8、密码子从此处开始被识别（开始搬运氨基酸）蛋白质合成的起始点，密码子从此处开始被识别（开始搬运氨基酸）科科.网网蛋白质合成的终止点，到次时识别结束，多肽链不再增长，进入蛋白质后期修饰。蛋白质合成的终止点，到次时识别结束，多肽链不再增长，进入蛋白质后期修饰。1种种=AUG学学3种种=UAA、UAG、UGA种类种类： 43=64种种能决定氨基酸的密码子：能决定氨基酸的密码子：64 - 3=61种种特点特点：连续性、专一性、简并性、通用性连续性、专一性、简并性、通用性（1 1）密码子）密码子亮氨酸天冬氨酸异亮氨酸8.密码子与反密码子密码子与反密码子8.密码子与反密码子密码子与反密码子（2 2）反密码子
9、）反密码子 与与mRNAmRNA分子中密码子互补配对的分子中密码子互补配对的tRNAtRNA上的上的3 3个碱基个碱基一个一个tRNAtRNA只能携带一个氨基酸！只能携带一个氨基酸！ tRNAtRNA的种类：的种类： 6161种种( (反密码子与反密码子与6161种决定氨基酸的密码子对应种决定氨基酸的密码子对应 ) )三种三种RNA示意图示意图信使信使RNARNA： 遗传信息传递的媒介。遗传信息传递的媒介。核糖体核糖体RNARNA： 与蛋白质构成核糖体。与蛋白质构成核糖体。转运转运RNARNA： 转运氨基酸的工具。转运氨基酸的工具。拓展：拓展：蛋白质合成过程中涉及到的细胞结构蛋白质合成过程中涉
10、及到的细胞结构（以分泌蛋白的合成为例）（以分泌蛋白的合成为例）DNADNA mRNAmRNA转录转录翻译翻译多肽多肽初加工初加工较成熟的较成熟的蛋白质蛋白质再加工再加工成熟的成熟的蛋白质蛋白质细胞核细胞核核糖体核糖体内质网内质网高尔基体高尔基体细胞质细胞质线粒体线粒体供能供能供能供能供能供能供能供能A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNA反密码子反密码子U UG GA CA CC CU AU AG GA A苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转转录录翻翻译译蛋白质蛋白质密码子密码子A A- -C C- -U U G G- -G G- -A UA U- -C C
11、- -U UDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC CT TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽键肽键 肽键肽键基因中碱基数：基因中碱基数：基因中碱基数：基因中碱基数：mRNAmRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数 6 6 ：3 3 ： 1 1 一段原核生物的一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个分子至少含有的碱基个数，及合成这段多肽需要的数，及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为（个数
12、，依次为（ ） A.33 11 B.36 12 C.12 36 D.11 36B返回DNADNA（基因）上的碱基数：（基因）上的碱基数：（基因）上的碱基数：（基因）上的碱基数：mRNAmRNA上的碱基数：肽链上的氨基酸数上的碱基数：肽链上的氨基酸数上的碱基数：肽链上的氨基酸数上的碱基数：肽链上的氨基酸数6 6 ： 3 3 ： 1 1氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数=肽键数肽键数=脱水数脱水数氨基酸数氨基酸数=11+1=121236一个一个tRNAtRNA只能携带一个氨基酸！只能携带一个氨基酸！ 遗传信息表达的相关计算DNARNA多肽链6n 6n 个碱基个碱基个碱基个碱基3n 3n 个碱基个碱基个
13、碱基个碱基 n n 个氨基酸个氨基酸个氨基酸个氨基酸转录翻译500某生物的一个体细胞中有某生物的一个体细胞中有50个个DNA分子，其中某分子，其中某个个DNA分子含有分子含有3 000个碱基。由该个碱基。由该DNA分子控制分子控制合成的蛋白质分子中最多有合成的蛋白质分子中最多有_个氨基酸。个氨基酸。（1 1）原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控操纵子：操纵子：操纵子：操纵子：是原核生物基因表达调控的功能单位。是原核生物基因表达调控的功能单位。是原核生物基因表达调控的功能单位。是原核生物基因表达调控的功能单位。调节基因调节基因调节基因调节基因启
14、动子启动子启动子启动子结构基因结构基因结构基因结构基因操纵基因操纵基因操纵基因操纵基因操纵子操纵子操纵子操纵子（2 2）真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控与原核生物有相似之处，真核生物基因表达的调控与原核生物有相似之处，但比原核生物的调控机制复杂得多，在调节因素但比原核生物的调控机制复杂得多，在调节因素的作用下，随着生物体的生长发育。遗传信息有的作用下，随着生物体的生长发育。遗传信息有序的表达。序的表达。三、中心法则三、中心法则表示表示生物生物遗传信息的遗传信息的主要主要流动方向流动方向。转录转录DNADNARNARN
15、A翻译翻译蛋白质蛋白质复复复复制制制制逆逆转录转录需：逆转录酶需：逆转录酶需：逆转录酶需：逆转录酶中心法则内容中心法则内容中心法则图解中心法则图解复复复复制制制制 逆转录逆转录转录转录 RNA的复制的复制基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者体现体现承担承担：蛋白质与生命性状特征有何关系：蛋白质与生命性状特征有何关系? ?：蛋白质如何承担生命活动？（蛋白质的功能）蛋白质如何承担生命活动？（蛋白质的功能）、催化功能（各种酶）、催化功能（各种酶）、运输功能、运输功能( (如血红蛋白、协助扩散和主动如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋
16、白运输时的载体蛋白) )、运动功能、运动功能( (如肌纤维中的肌球蛋白和肌动如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩蛋白，助肌肉收缩) )，结构功能（丝蛋白），结构功能（丝蛋白）、调节功能、调节功能( (如生长激素、胰岛素如生长激素、胰岛素) )、免疫防御功能、免疫防御功能( (如抗体如抗体) )基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系基因控制性状的方式基因控制性状的方式：方式一：通过控制酶的合成，影响代谢过程，方式一：通过控制酶的合成，影响代谢过程，进而进而间接间接控制性状的表现控制性状的表现。方式二：直接控制蛋白质的分子结构，方式二：直接控制蛋白质的分子结构，直接直接控制性状控制
17、性状。基因的表达：基因（基因的表达：基因（基因的表达：基因（基因的表达：基因（DNADNA） mRNA mRNA 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译附：附：DNADNA分子的复制、转录、翻译的比较分子的复制、转录、翻译的比较密码子密码子mRNADNArRNARNAtRNA遗传信息遗传信息脱氧核苷酸脱氧核苷酸双链螺旋双链螺旋细胞核细胞核绝大多数生物绝大多数生物的遗传物质的遗传物质遗传密码遗传密码生命活动的体现生命活动的体现者和承担者者和承担者启动子和终止子启动子和终止子蛋白质蛋白质表现性状表现性状转录转录复制复制翻译翻译RNA复制复制基因的表达基因的表达分分类类基本单位：基
18、本单位：结构：结构：分布：分布：功能：功能：核糖核苷酸核糖核苷酸多为单链多为单链细胞质细胞质基因表达的基因表达的中介中介反密码子反密码子特殊序列：特殊序列：场所：场所：模板：模板：原料：原料：产物：产物：原则：原则：细胞核细胞核DNA的一条链的一条链4种核糖核苷酸种核糖核苷酸mRNA碱基互补配对碱基互补配对A-U、T-A、C-G、G-C细胞质核糖体细胞质核糖体mRNA20种氨基酸种氨基酸蛋白质（多肽链）蛋白质（多肽链）碱基互补配对碱基互补配对A-U、U-A、C-G、G-C逆转录逆转录1 1、信使、信使RNARNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ） A A、
19、转运、转运RNARNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序 B B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C C、核糖体上的、核糖体上的RNARNA核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序 D D、DNADNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序2 2、在一个、在一个DNADNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的数目的54%54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的碱基总数的22%22%和和28%28%，则由该链转录的信使，则由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤中
20、鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（与胞嘧啶分别占碱基总数的（ ） A A24%24%，22% B.22%, 28% 22% B.22%, 28% C. 26%, 24% D.23%, 27%C. 26%, 24% D.23%, 27%3 3、人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根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（本原因是这两种细胞的（ ） A.DNAA.DNA碱基排列顺序不同碱基排列顺序不同 B.B.核糖体不同核糖体不同 C.C.转运转运RNARNA不同不同 D.D.信使信使RNARNA不同不同 4 4、艾滋病病毒在逆转录酶的作用下，能形成艾滋病病毒在逆
21、转录酶的作用下，能形成DNADNA。下列哪。下列哪项是艾滋病病毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程项是艾滋病病毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程 ( )( ) 模板模板 AGCU AGCT AGCU AGCT AGCU AGCT AGCU AGCT 产物产物 UCGA TCGA TCGA UCGA UCGA TCGA TCGA UCGA A B C D A B C D5 5、某具有遗传效应的某具有遗传效应的DNADNA片段有碱基片段有碱基960960个，此片段转录、个，此片段转录、翻译合成一条肽链，则此肽链在形成时应脱去的水分子数翻译合成一条肽链，则此肽链在形成时应脱去的水分子数为为 (
22、 ) ( ) A.480 A.480个个 B.319 B.319个个 C.160 C.160个个 D.159 D.159个个6 6、对下图的说法，不正确的是对下图的说法，不正确的是 ( ) ( ) 表示表示DNADNA复制过程复制过程一定需要逆转录酶一定需要逆转录酶共有共有5 5种碱基种碱基共有共有6 6种核苷酸种核苷酸遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则AA均代表同一均代表同一种核苷酸种核苷酸 A. B. C. D. A. B. C. D.7 7、科学研究表明生物体内一种氨基酸可能对应多种密码科学研究表明生物体内一种氨基酸可能对应多种密码子，其意义是子，其意义是( )( ) A. A.使
23、不同生物可以共用一套遗传密码使不同生物可以共用一套遗传密码 B. B.是生物体内蛋白质多样性的重要原因是生物体内蛋白质多样性的重要原因 C. C.对于保持生物性状的稳定具有重要意义对于保持生物性状的稳定具有重要意义 D. D.可以避免生物因氨基酸种类过多而引起的变异可以避免生物因氨基酸种类过多而引起的变异 8 8. .下图表示真核生物体内传递遗传信息的某过程，请据图回答：下图表示真核生物体内传递遗传信息的某过程，请据图回答： （1 1）图中两种物质的组成元素有）图中两种物质的组成元素有 （2 2）该图所示的是遗传信息传递的）该图所示的是遗传信息传递的 过程，该过程发生的主要场所过程，该过程发生
24、的主要场所 是是 。若在小麦根细胞中发生该过程的场所有。若在小麦根细胞中发生该过程的场所有 该过程，该过程，DNADNA分子首先在分子首先在 催化作用下，由催化作用下，由 提供能量将提供能量将 DNA DNA分子中碱基对内的分子中碱基对内的 断开，称之为断开，称之为 。 （3 3）是以是以、中的中的 链为模板形成的，在形成链为模板形成的，在形成的过程中以的过程中以 为原料，按照为原料，按照 原则进行的，原则进行的， 写出写出的碱基序列：的碱基序列： 。中的中的C C与与中的中的C C是同种物质是同种物质 吗？说明理由。吗？说明理由。 （4 4）物质）物质形成后在细胞质中与形成后在细胞质中与 结
25、合，进行结合，进行 过程，其产过程，其产 物是物是 。 （5 5）如果）如果中中A A占占26%26%，U U占占28%28%，那么，在相应的，那么，在相应的DNADNA片段中，片段中，T T占占 ， C C占占 。 C C、H H、O O、N N、P P转录转录细胞核细胞核细胞核和线粒体细胞核和线粒体解旋酶解旋酶ATP氢键氢键解旋解旋4种游离的核糖核苷酸种游离的核糖核苷酸碱基互补配对碱基互补配对CAUGCA不是，不是，中的中的C是胞嘧啶核糖核苷酸，是胞嘧啶核糖核苷酸，中的中的C是胞嘧啶脱氧核苷酸是胞嘧啶脱氧核苷酸核糖体核糖体翻译翻译蛋白质蛋白质27%23%8 8、已知一段信使、已知一段信使R
26、NARNA上有上有1212个个A A和和G G，该信使，该信使RNARNA上共有上共有3030个碱基，那么转录成信使个碱基，那么转录成信使RNARNA的这一段的这一段DNADNA分子中应有分子中应有C C和和T T（ ）个）个 A A、12 B12 B、18 C18 C、24 D24 D、30 30 9 9、一个双链、一个双链DNADNA分子中碱基分子中碱基A A占占30%30%，其转录成的信使，其转录成的信使RNARNA上的上的U U为为35%35%，则信使，则信使RNARNA上的碱基上的碱基A A为（为（ ） A A、30% B30% B、35% C35% C、40% D40% D、25%
27、25%1010、某一多肽链共有、某一多肽链共有100100个氨基酸，则控制合成该肽链的个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有（基因中的碱基数至少有（ ）个？）个？ A A、600 B600 B、300 C300 C、297 D297 D、5945941111、已知某转运、已知某转运RNARNA的一端的三个碱基顺序是的一端的三个碱基顺序是GAUGAU，它所转，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（哪个转录来的（ ） A A、GAT BGAT B、GAA CGAA C、GUA DGUA D、CTACTA1212、 1313、 1414、 1515、
