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1、第四节 遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成,高中生物学(浙科版)遗传与进化第三章 遗传的分子基础,思考：为什么子女长的像自己的父母？,DNA,子代DNA,复制,遗传信息,遗传信息：DNA上脱氧核苷酸的排列顺序。,遗传物质（基因）通过指导蛋白质的合成来控制性状，将这一过程称为遗传物质（基因）的表达,生物的性状是由 控制的性状是由 物质体现的,基因,蛋白质,基因（细胞核）,蛋白质（细胞质）,？,DNA的功能,携带遗传信息：,表达遗传信息：,以自身为模板，半保留复制保持遗传信息的稳定性,根据DNA所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构，以控制性状,基因的概念,基因：是控制生物性状的遗传物质的功能和 结构单
2、位,是有遗传效应的DNA片段。每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息,基因的表达,遗传信息反映到蛋白质的结构上,染色体、DNA和基因三者之间的关系,染色体是DNA的载体,基因是有遗传效应的DNA片断,遗传信息的表达,核酸不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上把这一过程叫做遗传信息的表达。,基因,性状,基因的表达,蛋白质（性状的体现者）,问题：,1、基因控制蛋白质合成的过程包括哪几 个阶段？2、什么叫转录？3、什么叫翻译？,RNA种类,信使 RNA(mRNA),核糖体 RNA(rRN
3、A),转运 RNA(tRNA),RNA按功能分类：,传达DNA上的遗传信息是合成蛋白质的直接模板,组成核糖体的成分，是核糖体行使功能必需的,把氨基酸运送到核糖体，使之按照mRNA的信息指令连接起来形成蛋白质酸,AU C G,RNA的结构单元,转录,翻译,（遗传信息从 到）,（信息从 到）,基因的表达,DNA,mRNA,mRNA,蛋白质,1、转录,（1）概念：,（2）实质：从DNA转移到了mRNA,（3）场所：,指以DNA的一条链为模板，按照 碱基互补配对原则，合成mRNA的过程,遗传信息,在细胞核中,转录,转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录 的结果是形成RNA。,脱氧核苷酸,脱氧
4、核糖,A、T、G、C,双链,核糖核苷酸,核糖,A、U、G、C,单链,很大,比较小,DNA和RNA的比较,转录泡,恢复螺旋,解螺旋,转录示意图,编码链,模板链,DNA的平面结构图,DNA,游离的核糖核苷酸,以DNA的一条链为模板合成mRNA,组成 mRNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,mRNA,DNA,细胞质,细胞核,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,DNA,mRNA通过核孔进入细胞质,密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基,细胞质中的mRNA,为什么RNA适于作DNA的信使？,（1）RNA也是由核苷酸连接而成，也能
5、储存遗传信息。（2）RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。（3）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。,转录与DNA复制的异同点是什么？,1、模板链,2、原料,3、结果,转录,DNA复制,一条,两条,核糖核苷酸,脱氧核苷酸,信使RNA,子代DNA,转录小结,（）定义：（）场所：（）转录的条件：（）转录时的碱基配对:（）转录的结果：,在细胞核中以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,细胞核,模板：DNA的一条链原料：4种核糖核苷酸能量：ATP 酶：解旋酶、RNA聚合酶,碱基互补配对原则 A-U等,形成RNA,转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么
6、，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,2、翻译,（1）概念：,（2）地点：,指以 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,在细胞质中,信使RNA,翻译,翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,核糖体,核糖体是蛋白质合成（翻译）的场所,密码子、tRNA、反密码子,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子,mRNA：,碱基的数量,排列顺序,种类,蛋白质：,氨基酸的数量,排列顺序,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
7、少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？,三个碱基决定一个氨基酸，43=64,密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基。,密码子,mRNA上的遗传密码,遗传密码的特性：1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。,问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？,细胞质,细胞质中的mRNA,翻译的过程,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,tRN
8、A将氨基酸转运到mRNA上的相应位置,缩合,两个氨基酸分子缩合，形成肽键,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多肽,缩合,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蛋白质,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，翻译的效率非常高。,多肽的合成方式,场所：,产物：,模板：,原料：,条件,细胞质（核糖体）,mRNA,蛋白质（多肽）,氨基酸,ATP酶转运RNA（tRNA）
9、,碱基互补配对：,GC、CG、UA、AU,遗传信息流动：,翻译小结,DNA,脱氧核苷酸序列,蛋白质,氨基酸序列,密码子,mRNA,核糖核苷酸序列,基因的表达,遗传信息,（基因）,（性状）,转录,翻译,细胞核内进行,细胞质内进行,信息流,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,课堂巩固练习,1、在转录过程中，碱
10、基互补配对原则是：A与T配对，G与C配对（）,2、遗传信息是指蛋白质中氨基酸的排列顺序（）,3、在真核生物中，DNA的复制和转录主要 发生在细胞核内，翻译发生在细胞质内（）,4、决定氨基酸的密码子是指（）A、DNA上的3个相邻的碱基B、转运RNA上的3个相邻的碱基C、信使RNA上的3个相邻的碱基D、基因上的3个相邻的碱基,C,5、思考题,染色体、DNA和基因都与遗传有关，你能概括地说出这三者之间的关系吗？,A,TACCGAGTATTC,甲硫氨酸-丙氨酸-组氨酸-赖氨酸,B,TACCCGAGTATT,甲硫氨酸-甘氨酸-丝氨酸,DNA的一条单链片段,DNA的一条单链片段,基因对性状的控制,1、控制
11、代谢过程中的酶的合成,2、通过控制蛋白质的结构直接影响性状,白化病,人红细胞中血红蛋白的异常,中心法则,克里克提出的中心法则,发现RNA病毒及逆转录修改后的中心法则,蛋白质（性状）,DNA(基因）,RNA,翻译,中心法则,1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。2.基因以一定的次序排列在染色体上。3.本质上，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA,基因的完整概念,总 结,1、基因有遗传效应的DNA片断,2、基因控制蛋白质的合成,3、中心法则及其发展,4、基因对性状的控制,1.某多肽分子中共有49个肽键，那么控制该多肽分子合成的基因中至少有多少个碱基？（）A.49个 B.147个 C.153个 D.300个,D,2.某基因中A和C共有180个，那么经转录和翻译形成的多肽链中有多少个肽键？（）A.60 B.59 C.61 D.119,B,3.假设一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子这段中，C和T的个数有()A.15 B.40 C.60 D.80,C,
