高一生物：第三章《第四节 遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成》课件19（浙教版必修2）

\第二节基因的表达

\第二节基因的表达一、什么是基因？

基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。

1.基因和染色体的关系

基因在染色体上，并且在染色体呈线性排列，染色体是基因的主要载体。果蝇某一条染色体上的几个基因2.基因与DNA的关系：整个DNA分子中都是由基因构成的吗？基因是有遗传效应的DNA片段。一、什么是基因？基因是具有遗传效应的DNA片段，是决基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系

染色体基因1基因2非编码区编码区非编码区基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系染色体基因1基因

有的区段能够转录mRNA，进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质，这样的区段叫编码区有的区段不能够转录mRNA，即不能够编码蛋白质，这样的区段叫非编码区有的区段能够转录mRNA，进而指导蛋白质的合成，即能够编码编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点终止子原核基因编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子真核基因编码区非编码区非编码区启动子终止子原核基因编码区非编码区非编下图中a～d表示果蝇X染色体上的几个基因非基因片段非基因片段非基因片段基因1片段基因2片段基因3片段基因4片段下图中a～d表示果蝇X染色体上的几个基因非基因片段非基因片3.基因和性状的关系基因控制生物的性状,基因是决定生物性状的基本单位——结构单位和功能单位。4.基因和脱氧核苷酸的关系每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。5.基因和遗传信息的关系基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息

不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。

例如：豌豆的高茎基因D和矮茎基因d含有不同的脱氧核苷酸排列顺序。DNA的基本组成单位是什么？基因的基本组成单位是什么？3.基因和性状的关系基因控制生物的性状,基因是决定生细胞核内的遗传物质DNA如何指导细胞质中的蛋白质合成呢？蛋白质的合成控制以RNA为媒介DNA通过转录、翻译的过程细胞核内的遗传物质DNA如何指导细胞质中的蛋白质合成呢？基因控制蛋白质合成1.基因的基本功能1).通过自我复制，在传宗接代中传递遗传信息。2).通过转录、翻译，在后代个体发育过程中，表达遗传

信息。2.什么是表达遗传信息？DNARNA蛋白质转录翻译基因控制蛋白质合成1.基因的基本功能1).通过自我复制，在传三.RNA的种类和功能把DNA的遗传信息传递给蛋白质运输氨基酸和蛋白质共同组成核糖体mRNA(信使RNA)tRNA（转运RNA)rRNA（核糖体RNA）三.RNA的种类和功能把DNA的遗传信息传递给蛋白质运输氨基四、转录地点：模板：原料：条件：原则：产物主要在细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸DNAmRNA遵循碱基互补配对原则A—;T—;G—;C—UACG转录：在细胞核内以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。RNA聚合酶、ATP四、转录主要在细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸DNA转录过程AG

T

AC

AA

A

T

TCATGATTARNA聚合酶识别启动部位并与之结合，DNA解旋，打开氢键（DNA解旋酶）RNA聚合酶转录过程AGTACAAATTCATGATTARAG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU以其中的一条链作为模板.AGTACAAATAGCUGACGGUUU以其中AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUURNA聚合酶将RNA核苷酸连接起来，以碱基互补配对为原则。AGTACAAATAGCGACGGUUUURNAAG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUURNA聚合酶沿着DNA移动。AGTACAAATAGCGACGGUUUURNAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUARNA聚合酶沿着DNA移动AGTACAAATGCGACGGUUUUARNAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUARNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGCGACGUUGUUARNAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAURNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGCGACGUGUUAURNAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUURNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGCGACGGUUAUURNAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUARNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGCGACGGUUAUUARNAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAURNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGCGCGGUUAUUAURNAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCRNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGGCGGUUAUUAUCRNAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCRNA核苷酸一个一个连接起来。AGTACAAATGGCGGUUAUUAUCRNAG

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AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA细胞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AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA信使转录与DNA复制有什么共同之处？思考讨论转录与DNA复制有什么共同之处？思考讨论转录DNA复制转录DNA复制DNA的复制转录模板原料酶产物DNA复制与转录的比较以DNA的两条母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分子以一段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DNA的复制转录模板原料酶产物DNA复制与转录的比较以DNADNA的复制转录时间场所能量DNA复制与转录的比较少数分裂细胞的间期主要在细胞核ATP活细胞整个生命活动过程中主要在细胞核ATPDNA的复制转录时间场所能量DNA复制与转录的比较少数分裂细五、翻译场所：原料：模板：条件：原则：产物：结果：核糖体20种游离的氨基酸mRNAtRNA、酶、能量碱基互补配对原则(A-UU-AC-GG-C)多肽翻译：在核糖体上，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。遗传信息从mRNA转移到了蛋白质五、翻译场所：核糖体20种游离的氨基酸mRNAtRNA、碱基与氨基酸之间的对应关系如何？RNA4种核苷酸蛋白质20种氨基酸？1个碱基2个碱基3个碱基1个氨基酸434241碱基与氨基酸之间的对应关系如何？RNA蛋白质？1个碱基1个氨UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子遗传密码（密码子）：mRNA上三个相邻的核糖核苷酸UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子遗传密码

密码子的特点：⑴一种密码子只对应一种氨基酸⑵一种氨基酸可有一种或多种密码子（简并性）（一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性）（对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子）

⑶起始密码可以编码氨基酸、终止密码不编码氨基酸⑷通用性——自然界中的各种生物共用一套密码子表密码子的特点：阅读密码子表思考讨论：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。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。阅读密码子表思考讨论：1、请找出起始密码子与终止密码子。AU从密码子中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。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。从密码子中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做

tRNAtRNA

U

A

U异亮氨酸mRNAAUAtRNAUAU异亮氨酸mRNA

转运RNA

（tRNA）氨基酸的搬运工反密码子：tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个相邻碱基。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸

tRNA转运RNA（tRNA）tRNAtRNA转运RNA（tRNA）：含有反密码子

一个转运RNA只能携带一种特定的氨基酸！细胞中的转运RNA至少有

种！61UAUtRNA转运RNA（tRNA）：含有反密码子UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸转运

RNA氨基酸氨基酸与tRNA结合UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸转运RNA氨基酸UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸氨基酸与转运RNA结合，这个过程要消化能量.反密码子UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸氨基酸与转运RNAACGUGAUUAmRNA核糖体与mRNA结合，形成合成蛋白质的“生产线”。翻译过程ACGUGAUUAmRNA核糖体与mRNA结合，形成合成蛋白ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸核糖体ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸核糖体ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸转运RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸转运RNA上ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸转运RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸核糖体

沿着

mRNA移动。又一个转运RNA（

tRNA）连接到密码子上。第一个

tRNA释放到细胞质中。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨酸一条肽链形成.

ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天门冬氨酸异亮氨酸mRNA和肽链被释放到细胞质中。ACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天门冬氨酸异亮氨DNA、mRNA、AA相关计算1、转录时、组成基因的两条链只有一条链有意义，能转录，称为有义链或模板链。2、翻译时，mRNA中3个碱基决定1个AA，所以经翻译合成的蛋白质中AA数目是mRNA中碱基数目的1/3mRNA中碱基数目是基因中碱基数目的1/2基因中碱基数：mRNA中碱基数：Pr中AA数：＝6：3：1推断过程：AA数目→密码子个数→1/3mRNA中碱基数目→1/6基因中碱基数DNA、mRNA、AA相关计算1、转录时、组成基因的两条链只一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为A.3311B.3612C.1236D.1136√一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的mRNA上的U为35%，则mRNA上的碱基A占多少？A.30％ B.20％C.35％ D.25％√一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的m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，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为 A.na/6B.na/3－18(n/3－1) C.na－18(n－1) D.na/6－18(n/6－1)√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，氨基下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中不正确的是

A．图中表示4条多肽链正在合成B．转录尚未结束，翻译即已开始C．每个核糖体各自在完成一条多肽链的翻译D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链核糖体mRNA多肽转录方向RNA聚合酶C下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中不正DNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译复制复制逆转录三、遗传信息流——中心法则

遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程；遗传信息也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。

在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。DNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译复复逆转录三、遗传信息流在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。逆转录病毒：劳斯肿瘤病毒、HIV病毒RNA——〉DNA——〉RNA——〉蛋白质RNA自我复制的病毒：烟草花叶病毒RNA正链——〉RNA负链——〉RNA正链转录转录逆转录转录翻译中心法则补充RNADNA蛋白质翻译转录逆转录复制复制在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些Reversetranscription中心法则图示Reverse中心法则图示中心法则的应用中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一，其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起了巨大的作用，极大地推动了现代生物学的发展，是现代生物学的理论基石，并为生物学基础理论的统一指明了方向，在生物科学发展过程中占有重要地位。

中心法则的应用中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一，根据修正后的中心法则，我们可以以此作为理论基础，进行基因工程的实际操作。根据修正后的中心法则，我们可以以此作为理论基础，进行基因工程随着生物技术的发展，一些没有DNA或RNA的病毒逐渐被人们发现，这对于中心法则又是一个挑战。随着生物技术的发展，一些没有DNA或RNA的病毒逐渐被人们发朊病毒就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒。1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳（S.B.Prusiner）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。就生物理论而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这必将对探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。朊病毒就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒。1997??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DNA解旋酶、

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－AU－AC－GG－CA－UU－AC－GG－CDNADNADNARNARNA蛋白质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练习：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练习：根据转录和翻译过程填充：G四、基因对性状的控制1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。如；酪氨酸酶与白化病。

食物中的蛋白质经消化、吸收和水解后产生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羟化酶的作用下变成酪氨酸，然后酪氨酸转化为3，4双羟苯丙氨酸，3，4双羟苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。酪氨酸酶苯丙氨酸羟化酶四、基因对性状的控制1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，2、基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。例如：镰刀型细胞贫血症2、基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNA复制转录翻译逆转录时间分裂间期生命历程生命历程病毒侵入细胞时场所只有分裂的细胞才有，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，核糖体寄主细胞中模板两条链基因编码区的一条链，有遗传信息；DNA两链的遗传信息不同mRNA，上有密码子病毒的RNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸寄主细胞的脱氧核苷酸DNA复制转录翻译逆转录时间分裂间期生命历程生命历程病毒侵入DNA复制转录翻译逆转录酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等略逆转录酶碱基配对A-T、G-C，涉及4种脱氧核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸G-C、A-U涉及4种核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸同生物不同体细胞产物比较核DNA同，数量不同不同1、蛋白质种类不同2、基因突变后，蛋白质种类可能变（碱基对数量改变影响大于种类改变），可能不变（基因突变发生在非编码序列；不同密码子对应同一氨基酸；隐性突变）逆转录病毒的略DNA复制转录翻译逆转录酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RN甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%，嘧啶占54%。乙生物遗传物质的碱基组成为：嘌呤占34%，嘧啶占66%则一下分别表示甲乙生物正确的是A蓝藻变形虫BT2噬菌体豌豆C硝化