考点33：遗传信息的转录和翻译

1、基因的概念基因的概念基因是基因是DNA的片段的片段，但必须，但必须具有遗传效应具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能），有的控等功能），有的DNA片段属间隔区段，没片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是片段就不是基因。基因。基因：是有遗传效应的基因：是有遗传效应的DNADNA片段片段。 基因是控制生物体性状的基因是控制生物体性状的结构单位结构单位和和功能单位功能单位 。 一条染色体上有一条染色体上有多个多个基因基因。基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列排列。果蝇某一条染色体的果蝇某一条

2、染色体的DNADNA上的几个基因上的几个基因多个基因多个基因成百上千个脱氧核苷酸成百上千个脱氧核苷酸 1 1个个DNADNA分子分子1 1条染色体条染色体每个基因每个基因性状的直接体现者？性状的直接体现者？ 性状是由？控制的性状是由？控制的 蛋白质蛋白质 基因基因 （性状）（性状）指导合成指导合成 蛋白质蛋白质 基因基因基因基因 蛋白质蛋白质 主要在主要在细胞核细胞核在在细胞质的细胞质的核糖体上核糖体上DNA蛋白质的合成蛋白质的合成指导指导通过通过mRNADNA所携带的遗传信息需要通过所携带的遗传信息需要通过RNA作为媒介作为媒介（信使）传递到细胞质中。信使）传递到细胞质中。这种这种RNA称为

3、信使称为信使RNA（mRNA ）基本单位：基本单位：RNA的结构的结构结结 构：构：一分子磷酸一分子磷酸一分子核糖一分子核糖一分子碱基一分子碱基P核糖核糖碱基碱基核糖核苷酸核糖核苷酸A (A (腺嘌呤）腺嘌呤）G (G (鸟嘌呤）鸟嘌呤）C (C (胞嘧啶）胞嘧啶）U (U (尿嘧啶）尿嘧啶）核糖核苷酸核糖核苷酸通常通常单链单链结构结构U (U (尿嘧啶）尿嘧啶）碱碱 基基T磷酸磷酸U磷酸磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖（一）（一）RNA 与与DNA结构的比较：结构的比较：种类种类DNARNA主要存在场所主要存在场所空间结构空

4、间结构基本单位基本单位碱基碱基五碳糖五碳糖 细胞核细胞核 细胞质细胞质规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单通常呈单链链脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核核 糖糖A、G、C、TA、G、C、U 1 1、信使、信使RNARNA（mRNAmRNA）密码子密码子遗传学上把遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的三三个个相邻的碱基相邻的碱基，称为一个密码子。，称为一个密码子。密码子密码子 RNA的种类的种类作为作为DNADNA的信使的信使 2 2、转运、转运RNARNA（tRNAtRNA）3 3、核糖体、核糖体RNARNA（rRNArRNA）参与核糖体的构成参与核

5、糖体的构成氨基酸的运载工具，氨基酸的运载工具，将将氨基酸运氨基酸运输到核糖体上。一端有三个碱基输到核糖体上。一端有三个碱基与与mRNAmRNA上的密码子互补配对，称上的密码子互补配对，称为为反密码子反密码子。另一端能运载特定。另一端能运载特定的氨基酸；的氨基酸； RNA的种类的种类氨基酸的氨基酸的结合部位结合部位反密码子反密码子DNA(基因基因)蛋白质蛋白质mRNA基因是如何控制蛋白质的合成的基因是如何控制蛋白质的合成的?转录转录翻译翻译一、转录：一、转录： 在在细胞核细胞核内内，以，以DNADNA的一条链的一条链为模板，按照碱基互补配对的原为模板，按照碱基互补配对的原则合成则合成RNARNA

6、的过程。的过程。TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图转录的转录的过程过程：AGCUGACGGUUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNAAG T AC A A A T DNADNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNADNA与与RNARNA的碱基互补配对：的碱基互补配对： A AU U； T TA A：C CG G； G GC CRNA RNA 聚合酶聚合酶DNADNAAG T AC A A A T AGCGACGGUUUUDNADNARNA RNA 聚合酶

7、聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UDNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GCGACGGUUU UADNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GCGACGUUGU UADNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GCGACGUGU UAUDNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UDNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UADNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶

8、AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UDNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CDNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C形成形成 mRNAmRNA链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNAmRNADNADNARNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核核 孔孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成UCAUG

9、 A UUAmRNAmRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质转转 录录细胞核（主要）细胞核（主要）核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶CG、DNAmRNA转录与复制的比较：转录与复制的比较：复复 制制 转转 录录场所场所模板模板酶酶能量能量配对配对原料原料产物产物遗传信息传递遗传信息传递细细 胞胞 核核DNADNADNADNA的一条链的一条链解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶ATPAT GC AU GC 脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸DNAm mRNA解旋酶、解旋酶、 RNA RNA聚合酶聚合酶DNAmRNAmRNAD

10、NA的两条链的两条链 在在细胞质细胞质中中, ,以以mRNAmRNA为模板为模板, ,合成具有一定氨基酸顺序的合成具有一定氨基酸顺序的蛋白蛋白质质的过程。的过程。 二、二、翻翻 译译思考：思考： 组成蛋白质的氨基酸几种？组成蛋白质的氨基酸几种？ mRNAmRNA的碱基几种？的碱基几种？2020种种4 4种种4 4种碱基如何决定蛋白质的种碱基如何决定蛋白质的2020种氨基酸呢？种氨基酸呢？思考：思考：1 1、如果、如果1 1个碱基决定一个氨基酸，那么，个碱基决定一个氨基酸，那么，四种碱基只能决定多少种氨基酸？四种碱基只能决定多少种氨基酸？ 4种2 2、如果、如果2 2个碱基决定一个氨基酸，那么，

11、个碱基决定一个氨基酸，那么，四种碱基又能决定多少种氨基酸？四种碱基又能决定多少种氨基酸？ 16种3 3、那么、那么2020种氨基酸，至少需要多少个种氨基酸，至少需要多少个碱基来决定呢？碱基来决定呢？ 科学家们推测，每科学家们推测，每3 3个碱基决定一个氨基酸个碱基决定一个氨基酸 3 3个个UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 密码子：密码子：mRNAmRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个个相邻的碱基相邻的碱基 遗传密码子密码子 4、一种一种氨基酸可氨基酸可以和以和多个多个密码子密码子相对应相对应 1、64个个密码子：密码子：3、3个终止密码个终

12、止密码子：子：UAA、UAG、UGA2、1个起始密码个起始密码子：子：AUG亮氨酸亮氨酸天门冬氨酸 异亮氨酸A A UAC UAUGUCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 在在细胞质细胞质中中, ,以以mRNAmRNA为模板为模板, ,合成具有一定氨基酸顺序的合成具有一定氨基酸顺序的蛋白蛋白质质的过程。的过程。 二、二、翻翻 译译核糖体核糖体起始密码起始密码密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子终止密码终止密码对翻译过程的理解对翻译过程的理解： U A CUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA甲硫氨酸甲硫氨酸 U A U C U G U A

13、C密密 码码 子子反密码子反密码子碱基互补配对碱基互补配对起始密码起始密码转录与翻译的比较：转录与翻译的比较：转转 录录翻翻 译译场所场所模板模板酶酶能量能量配对配对原料原料产物产物细胞核细胞核细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）DNA的一条链的一条链mRNAATPAU GC AU GC 四种四种核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸信使信使RNA多多肽链（蛋白质）肽链（蛋白质）解旋解旋酶、酶、RNA聚合酶聚合酶缩合酶缩合酶翻 译细胞质的核糖体细胞质的核糖体mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶 、转运、转运RNARNA（tRNAtRNA）CG、mRNA蛋白质蛋白质A密码子密码子精氨酸精氨酸氨基

14、酸氨基酸转运转运RNAG信使信使RNAGGDNA双链双链CCCAAT C GU C GDNA、mRNA的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA氨基酸序列氨基酸序列结论结论:基因的碱基基因的碱基 信使信使RNARNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 = =6 3 16N3NNA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天冬天冬 氨酸氨酸AUG 异亮氨酸异亮氨酸 反密码子反密码子每个每个tRNA的一端是携带氨基酸的部位，的

15、一端是携带氨基酸的部位，另一端是有另一端是有3个碱基，个碱基，每个每个tRNA上的这上的这3个碱基个碱基，都只能专一地与，都只能专一地与mRNA上的特定的上的特定的3个碱基配对，个碱基配对，称为反密码子称为反密码子? ? ? ? ?RNARNA? ? ? ? ? ?储存于储存于转运转运? ?mRNAmRNAtRNAtRNA氨基酸氨基酸密码子密码子遗传信息遗传信息DNA编码编码属于属于翻翻译译转录转录mRNArRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸含有含有中心法则内容中心法则内容中心法则图解中心法则图解遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质克里克提出的中

16、心法则克里克提出的中心法则一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展复制复制P P7272知识海洋知识海洋 中心法则的发展中心法则的发展转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则表示的是中心法则表示的是 遗传信息传递的方向遗传信息传递的方向复制复制复制复制（逆转录酶）（逆转录酶）DNADNARNARNA蛋白质蛋白质此图解全过程叫此图解全过程叫_。图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，进行的主，进行的主要场所是细胞的要场所是细胞的_,_,需要原料需要原料_,_,进行的时间是细胞分裂的进行的时间是细胞分裂的_期。期。图中图中的生理过程叫的生理过程叫_，进行的主

17、要场，进行的主要场所是细胞的所是细胞的_，需要原料，需要原料_。中心法则中心法则DNADNA的复制的复制细胞核细胞核间间转录转录细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNARNARNA蛋白质蛋白质图中图中的生理过程叫的生理过程叫_，该过程需，该过程需要在要在_的作用下才能进行。的作用下才能进行。图中图中的生理过程叫的生理过程叫_，该过程的，该过程的发现，说明发现，说明RNARNA也可以作为生物的也可以作为生物的_。图中图中的生理过程叫的生理过程叫_，进行的场所是，进行的场所是细胞内的细胞内的_，需要原料，需要原料_。 逆转录逆转录逆转录酶逆转录酶RNARNA的复制的复制遗传

18、物质遗传物质翻译翻译核糖体核糖体氨基酸氨基酸DNADNARNARNA蛋白质蛋白质此图解中人体可进行的生理过程有此图解中人体可进行的生理过程有_。图中表示图中表示_过程。过程。基因的表达基因的表达1 1、DNADNA复制、转录、翻译分别形成复制、转录、翻译分别形成 A ADNADNA、RNARNA、蛋白质蛋白质 B BRNARNA、DNADNA、多肽多肽 C CRNARNA、DNADNA、核糖体核糖体 D DRNARNA、DNADNA、蛋白质蛋白质2 2、下列哪一项不可能是遗传密码（、下列哪一项不可能是遗传密码（ ） A.ATC B.UUC C.CAG D.GGCA.ATC B.UUC C.CA

19、G D.GGCA ADNADNA、RNARNA、蛋白质蛋白质A.ATCA.ATC评价反馈评价反馈 ：3 3、遗传信息和遗传密码子分别位于遗传信息和遗传密码子分别位于 （ ） A ADNADNA和信使和信使RNARNA上上 B BDNADNA和转运和转运RNARNA上上 C C信使信使RNARNA和转运和转运RNARNA上上 D D染色体和基因上染色体和基因上4 4、一个转运、一个转运RNARNA的的3 3个碱基为个碱基为 CGACGA，此，此tRNAtRNA运载的运载的氨基酸是氨基酸是 （ ） A A酪氨酸酪氨酸(UAC)(UAC) B B谷氨酸谷氨酸(GAG)(GAG) C C精氨酸精氨酸(

20、CGA)(CGA) D D丙氨酸丙氨酸(GCU)(GCU) D D丙氨酸丙氨酸(GCU)(GCU)A ADNADNA和信使和信使RNARNA上上 5 5、一条多肽链中有、一条多肽链中有氨基酸氨基酸10001000个个，则作为合成该，则作为合成该多肽的模板多肽的模板信使信使RNARNA和用来转录信使和用来转录信使RNARNA的的DNADNA分子分子分别至少要有碱基多少个？分别至少要有碱基多少个？ ( )( ) A.3000 A.3000个和个和30003000个个 B.1000B.1000个和个和20002000个个 C.3000C.3000个和个和60006000个个 D.2000D.2000个和个和40004000个个6 6、一个、一个DNADNA分子含有碱基分子含有碱基6060个，那么经个，那么经“翻译翻译”后合成的一条多肽链中最多含有肽键后合成的一条多肽链中最多含有肽键 A A1010个