第四节 基因的表达

第四节基因的表达第一页，共六十五页，2022年，8月28日第四节遗传信息的表达

——RNA和蛋白质的合成第二页，共六十五页，2022年，8月28日一、RNA——核糖核酸1）、基本组成单位：2）、结构特点：单链核糖碱基磷酸AGCU核糖核苷酸元素组成：C、H、O、N、P第三页，共六十五页，2022年，8月28日DNARNA结构基本单位五碳糖碱基分布分子大小双螺旋结构单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U3）.DNA与RNA的比较主要在细胞核细胞质很大较小第四页，共六十五页，2022年，8月28日运载氨基酸参与核糖体构成指导蛋白质合成mRNArRNAtRNA第五页，共六十五页，2022年，8月28日4）RNA的种类信使RNA（mRNA）：转运RNA(tRNA)：核糖体RNA(rRNA)：行使传达DNA上的遗传信息的功能。

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。核糖体的重要成分。第六页，共六十五页，2022年，8月28日构成人体的核酸有两种，构成人体核酸的基本单位－－核苷酸有（）

A.2种B.4种C.5种D.8种D问题：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？第七页，共六十五页，2022年，8月28日1、转录概念：

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。二、DNA的转录第八页，共六十五页，2022年，8月28日TCATGATTAAG

T

AC

AA

A

T

2、转录过程AG

T

AC

AA

A

T

TCATGATTADNA解旋，通过解旋酶打开氢键。要转录啦！第九页，共六十五页，2022年，8月28日以DNA的一条链为模板合成RNADNA游离的核糖核苷酸AG

T

AC

AA

A

T

UUGGACUGCUGAU第十页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶U第十一页，共六十五页，2022年，8月28日AGCGACGGUU

组成

RNA的核糖核苷酸一个个连接起来；AG

T

AC

AA

A

T

UUU第十二页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAU第十三页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAU第十四页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUU第十五页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUU第十六页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU第十七页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU第十八页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC第十九页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNA第二十页，共六十五页，2022年，8月28日这样：DNA上的遗传信息就传递到mRNA上a.DNA解旋，以一条链为模板合成RNAb.DNA与RNA的碱基互补配对：A—U;T—A；C—G；G—C组成

RNA的核糖核苷酸一个个连接起来(RNA聚合酶）3、小结转录过程第二十一页，共六十五页，2022年，8月28日主要在细胞核场所：条件：模板：酶：原料：能量：DNA的一条链RNA聚合酶四种游离的核糖核苷酸ATP第二十二页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA细胞质信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中.细胞核核孔第二十三页，共六十五页，2022年，8月28日AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞质细胞核第二十四页，共六十五页，2022年，8月28日转录DNA复制第二十五页，共六十五页，2022年，8月28日DNA的复制转录模板原料酶产物4、DNA复制与转录的比较以DNA的两条链为模板游离的脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶2个双链DNA分子以DNA的一条链为模板游离的核糖核苷酸RNA聚合酶1条RNA单链第二十六页，共六十五页，2022年，8月28日TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

AGUACAAAUmRNA讨论：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？模板链第二十七页，共六十五页，2022年，8月28日5.为什么RNA适于作DNA的信使？（1）RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。（2）RNA与DNA之间，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。？第二十八页，共六十五页，2022年，8月28日1、mRNA的来源是：（）

A、由DNA转录而来B、由DNA翻译而来

C、由DNA转变而来D、由DNA复制而来2、DNA的主要功能是遗传信息的：（）

A、储存与分配B、转录与翻译

C、储存与释放D、传递与表达巩固练习第二十九页，共六十五页，2022年，8月28日3、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（）A50％B25％C30％D35％C4、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。第三十页，共六十五页，2022年，8月28日蛋白质转录翻译DNAmRNA转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，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如何将信息转换为蛋白质呢？第三十一页，共六十五页，2022年，8月28日三、翻译1.概念以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。2.场所细胞质中的核糖体第三十二页，共六十五页，2022年，8月28日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少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？UUAGAUAUCmRNA密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，43=64第三十三页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子

3.遗传密码把mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫密码子。第三十四页，共六十五页，2022年，8月28日密码子表P69第三十五页，共六十五页，2022年，8月28日第三十六页，共六十五页，2022年，8月28日阅读密码子表思考讨论(密码子的特点)：1、请找出起始密码子与终止密码子。

2、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？

3、地球上几乎所有的生物体都共有上述密码子表(通用性)。根据这一事实你能想到什么？AUG、GUGUAA、UAG、UGA甲硫氨酸－谷－丙－半胱－脯－丝－赖－脯地球上所有的生物具有共同的遗传语言，具有或远或近的亲缘关系。第三十七页，共六十五页，2022年，8月28日4、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并性。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？保证了生物遗传的相对稳定性。思考：氨基酸是怎样被运送到核糖体上的呢？第三十八页，共六十五页，2022年，8月28日

4.转运RNA（tRNA）

（氨基酸的搬运工）

tRNA上反密码子可以与mRNA上的密码子互补配对。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸

tRNA第三十九页，共六十五页，2022年，8月28日UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸氨基酸与tRNA结合反密码子需消耗能量：ATP第四十页，共六十五页，2022年，8月28日ACGUGAUUAmRNA核糖体与mRNA结合，形成合成蛋白质的“生产线”。5、翻译的过程第四十一页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨

核糖体mRNA与核糖体结合第四十二页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对

第四十三页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置，第四十四页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸缩合两个氨基酸分子缩合，形成肽键第四十五页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对

第四十六页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸缩合一个个氨基酸分子缩合成多肽第四十七页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸tRNA离开，再去转运新的氨基酸第四十八页，共六十五页，2022年，8月28日UCAUGAUUA

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第四十九页，共六十五页，2022年，8月28日图示一个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。多肽的合成方式第五十页，共六十五页，2022年，8月28日

场所：模板：条件：原料：原则：产物：结果：6.翻译小结细胞质中的核糖体mRNA

20种游离的氨基酸遗传信息从mRNA转移到了蛋白质蛋白质tRNA上的反密码子与mRNA的密码子互补配对。A－UG－CATP、酶、转运RNA第五十一页，共六十五页，2022年，8月28日转录和翻译过程第五十二页，共六十五页，2022年，8月28日DNA的复制转录翻译模板原料酶产物原则遗传信息传递结果场所复制、转录、翻译的比较以DNA的两条链为模板4种游离的脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶2个子代双链DNA分子以DNA的一条链为模板4种游离的核苷酸RNA聚合酶1条mRNA单链mRNA20种氨基酸酶蛋白质细胞核细胞质核糖体细胞核A－TG－CT－AC－GA－UT－AC－GG－CA－UU－AC－GG－CDNADNADNARNARNA蛋白质第五十三页，共六十五页，2022年，8月28日几个概念：1、遗传信息：DNA上的脱氧核苷酸排列顺序，2、基因：DNA上具有遗传效应的片段，3、遗传密码（密码子）：mRNA上的三个相邻的碱基。第五十四页，共六十五页，2022年，8月28日CCTGACGTATGCAAGAUC苏氨酸丝氨酸DNARNA蛋白质碱基数目：1262比例：6：3：1…………第五十五页，共六十五页，2022年，8月28日下面我们来做个练习第五十六页，共六十五页，2022年，8月28日根据转录和翻译过程填充：

DNA双链

G

信使RNA转运RNA氨基酸丙氨酸（密码GCA)

C

A

C

G

T

G

C

A

C

G

U第五十七页，共六十五页，2022年，8月28日1.一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽模板的mRNA分子和用来转录mRNA的DNA分子分别至少要有碱基（）A、3000个和3000B、1000个和2000个C、2000个和4000个D、3000个和6000个

信使RNA碱基数为1000×3=3000个

DNA分子碱基数为3000×2=6000个反馈练习6：3：1第五十八页，共六十五页，2022年，8月28日三、中心法则DNARNA 蛋白质DNA复制转录逆转录RNA复制翻译第五十九页，共六十五页，2022年，8月28日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。基因的完整概念第六十页，共六十五页，2022年，8月28日2.基因控制性状表现的主要途径是：（）

A、RNA蛋白