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1、第4章 基因的表达,wangpeiying,第一节基因指导蛋白质的合成,基因,基因控制生物性状,基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。,问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？,1.DNA主要存在哪里？2.蛋白质在哪里合成？,DNA,主要在细胞核,蛋白质的合成,在细胞质进行,指导,通过RNA,问题：为什么RNA适于作DNA的信使？,为什么RNA适于作DNA的信使？,RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,一、RNA的分子结构,1、中文全称：,2、元素组成：,3、基本组成单位：
2、,一个核糖核苷酸,一分子含氮的碱基（4种）一分子核糖（C5H10O5）一分子磷酸,核糖核酸（高分子化合物）,C、H、O、N、P等,核糖核苷酸,组成RNA的四种碱基,嘌呤：嘧啶：,腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）,尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）,思考：4种核糖核苷酸分别是？,核酸总共有几种？碱基总共有几种，核苷酸总共有几种？,T2噬菌体核酸有几种？碱基有几种，核苷酸有几种？,RNA完全水解的产物？DNA完全水解的产物？,4、RNA的结构：,一般是单链，比DNA短,5、RNA存在的部位,主要在细胞质中,6、RNA的种类,信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）,RNA的种类和功能
3、,信使RNA（mRNA）,作为DNA的信使,转运RNA（tRNA),氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸）,核糖体RNA（rRNA）,核糖体的组成部分,7、RNA的功能：在存在DNA的生物中辅助DNA完成功能；在不存在DNA的生物中是遗传物质；,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,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）,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,DNA与RNA分子的比较,问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？,二、基因指导蛋白质的合成-表达,包括转录和翻译两个过程,（
4、一）、遗传信息的转录,1、概念,2、场所：,主要在细胞核中进行,4、过程,3、时期：发育的任何时期,以基因为单位进行转录,1、DNA分子局部解旋,2、合成RNA,3、合成的mRNA释放，DNA双链恢复,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA,游离的核糖核苷酸,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,5、条件,DNA的一条链,（2）原料：,4种核糖核苷酸,（1）模板：,（3）酶（RNA聚合酶）,6、原则：,碱基互补配对原则,DNA：A T C G,7、意义：,D
5、NA的遗传信息传递到信使RNA上。,（4）能量,问题：1、转录与DNA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？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基 序列有哪些异同？,复制与转录的比较,细胞核,细胞核,完全解旋,只解有遗传效应的片段,DNA的两条链,只有DNA的一条链,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,DNA解旋酶、RNA聚合酶,ATP,ATP,子代DNA,mRNA,AT TA,AU TA,练习：,1、mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的
6、（）A 50 B 25 C 30 D 35,C,2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种类和碱基种类各有多少？,烟草中的核苷酸种类有8种，碱基种类有5种。,烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4种，碱基种类有4种。,（二）、遗传信息的翻译,mRNA：,碱基的数量,排列顺序,碱基种类,蛋白质：,氨基酸的数量,排列顺序,氨基酸种类,决定,决定,决定,?种,?种,4种,20种,讨论：一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？,密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。,密码子,a、密码子（遗传密码）,1、概念,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子,2、种类：
7、,64种,起始密码子（2个）,终止密码子（3个，不决定氨基酸）,决定氨基酸的密码子：61种,每种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子例外）,有的氨基酸的密码子却不止一种,3、所有生物共用一套遗传密码,b、转运RNA（tRNA）,氨基酸的“搬运工”,1、结构,一端：携带氨基酸的部位,另一端：3个碱基,（反密码子：tRNA 上能与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基）,思考:该tRNA携带什么氨基酸?,3、种类：,61种,2、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,但是某种氨基酸的tRNA却不止一种,4、“译员”：能识别两种语言,基因控制蛋白质合成的过程,第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携
8、带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。,起始码(甲硫氨酸),第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。,第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。,形成肽键,第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。,终止密码,图示一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质。,细胞质中的翻译是个快速的过程。,细胞质,细胞
9、质中的mRNA,核糖体,mRNA 与核糖体结合.,tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对.,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置.,两个氨基酸分子缩合,缩合,亮氨酸,核糖体随着 mRNA滑动.另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.,亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,亮氨酸,天门冬酰氨,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,亮氨酸,天门冬酰氨,异亮氨酸,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的肽链.,遗传信息的翻译,（1）概念,（2）场所：,细胞质中的核糖体,（3）时期：发育任何时期,（4）条件,1、模板：,mRNA,2、原料：,20种氨基酸,3、能量
10、、酶,4.tRNA,表2 DNA的复制、转录、翻译比较,细胞核,细胞核,核糖体,DNA两条链,DNA一条链,mRNA,四种脱氧核苷酸,四种核糖核苷酸,20种氨基酸,ATP 解旋酶 DNA聚合酶,ATP 解旋酶 RNA聚合酶,ATP tRNA 酶,两个DNA分子,RNA,多肽链,AT GC TA CG,AU GC TA CG,AU GC UA CG,A,密码子,精氨酸,氨基酸,转运RNA,G,信使RNA,G,G,DNA双链,1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,练习,数量,n,3n,6n,2.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是()A198个 B199个 C200个 D201个,B,基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数6：3：1,3、某DNA片段所转录的mRNA中U%28%，A%18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）。,A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%,B,=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%,4、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）12 B.24 C.18 D.30,D,
