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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,基因：有遗传效应的DNA片段,（1）与DNA的关系：基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能），有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。,（2）与染色体的关系：染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列,（3）与性状的关系：基因是决定生物性状的基本单位举例：豌豆高茎基因控制高的性状，使豌豆长到大约2米高；豌豆矮茎基因控制矮的性状，使豌豆长到约30厘米。,思考：染色体，DNA、基因、脱氧核甘酸，遗传信息的关系？,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体,每条染色体上有一个DN
2、A分子,每个DNA分子上含有许多基因,每个基因含有许多脱氧核苷酸,染色体是DNA的主要载体,基因是有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息,是主要的遗传物质,是遗传物质的结构和功能单位,基因的表达,基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。,DNA（基因）,蛋白质（性状）,？,细胞核,细胞质核糖体上,这需要通过另一种核酸RNA,2、为什么RNA适于作为DNA的信使？,RNA也是由基本单位核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。,在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。,RNA一般是单链，而且比DNA短，因
3、此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,信使RNA（mRNA)功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。转运RNA（tRNA)种类：多种功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、转运一种氨基酸）核糖体rRNA；与核糖体的合成有关。,3、RNA的种类,4、DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？,转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。,核孔,DNA双螺旋,细胞质,细胞核,DNA双螺旋,DNA双螺旋,DNA,游离的核糖核苷酸,以DNA的一条链为模板合成RNA,组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来,DNA的一条单链
4、,mRNA,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,转录小结,场所:模板:原料:条件:产物:特点:,细胞核,DNA上基因的一条链,四种核糖核苷酸(A、G、C、U）,需要酶（DNA解旋酶，RNA聚合酶）和ATP,单链的mRNA,碱基互补配对原则（A=U,T=A;G=C,C=G）,二、遗传信息的翻译,1、定义：在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,2、遗传密码：,遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。,
5、d、一般一个密码子只和一种氨基酸相对应,b、一种氨基酸可以和多个密码子相对应,a、氨基酸的种类；20种密码子的种类：64种,c、三个终止密码：UAA、UAG、UGA,天冬酰氨,异亮氨酸,转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。,甲硫氨酸,甲硫氨酸,甲硫氨酸,肽键,甲硫氨酸,天冬氨酸,甲硫氨酸,天冬氨酸,肽键,甲硫氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,4、翻译过程：,翻译小结,场所:模板:原料:条件:产物:原则:,细胞质的核糖体上,以信
6、使RNA为模板,二十种氨基酸,需要酶和ATP,多个多肽或蛋白质,密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则（A=U，G=C）,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,以信使RNA为模板,四种核糖核苷酸,20种氨基酸,特定的酶和ATP,单链的信使RNA,特定氨基酸顺序的蛋白质,DNA的一条链与mRNA配对,mRNA与tRNA配对,DNA RNA,RNA 蛋白质,对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸,1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？,2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明
7、什么？,说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。,思考和讨论：,3、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？,根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。直接原因：氨基酸的种类，数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同。,思考和讨论,DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数6:3:1:1,4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？,说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”
8、字样。,n,DNA,3n,3n,3n,转录,翻译,信使RNA,蛋白质,4、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有A、600 B、300 C、297 D、594,基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目=（双链）（单链）6 3：1,小结：,基因指导蛋白质的合成,1、RNA和DNA的区别,一、遗传信息的转录,2、为什么RNA适于作为DNA的信使？,二、遗传信息的翻译,3、RNA的种类,4、遗传信息的转录过程。,2、遗传密码,1、翻译的定义,3、反密码子,4、翻译的过程,DNA上的基因,mRNA的,蛋白质的氨基酸序列,遗传信息,遗传密码,生物性状,转录,翻译,真核细胞中复制
9、、转录、翻译的比较,细胞分裂间期,细胞核,DNA的两条链均为模板,四种脱氧核苷酸,DNA聚合酶等,ATP,A-T、G-C,半保留复制边解旋边复制,2个子代DNA分子,生长发育过程,细胞核,基因的一条链为模板,四种核糖核苷酸,RNA聚合酶等,ATP,A-U、T-AG-C，C-G,边解旋边转录,1个信使RNA,生长发育过程,细胞质,mRNA为模板,二十种氨基酸,特定的酶等,ATP,mRNA与tRNA配对 A-U,G-C,多个特定氨基酸顺序的蛋白质,RNA和DNA的区别,核糖核酸,脱氧核糖核酸,核糖核苷酸,脱氧（核糖）核苷酸,一般为单链,一般为双链,主要存在于细胞质中,主要存在于细胞核中,C、H、O
10、、N、P 核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U,C、H、O、N、P 脱氧核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、T,传递遗传信息,携带遗传信息,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，
11、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 个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有1/3n个氨基酸。,（4）、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D
12、NA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%,27%,反馈练习,1、DNA解旋发生在 A复制与转录中 B只在转录中 C只在翻译中 D只在复制中 2、3、密码子、反密码子分别有多少种 A.64 64 B.61 61 C.64 61 D.61 64,A,C,3、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4,4、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（）A、5、5
13、 B、5、8 C、8、5 D、4、4,5、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T（）A、12 B、18 C、24 D、30,6、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（）A、30%B、35%C、40%D、25%,7、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题,A链,B链,C链,D链,1、丙氨酸的密码子是，决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是。2、第二个氨基酸是，（查密码表）3、链为转录的模板链，遗传密码子存在于 链上。,T,U,GCA,CGT,UGC半胱氨酸,A,C,
