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第4章 基因的表达
C
G
C
G
T
G
A
T
A
C
A
A
T
T
（1）DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
（3）氢键连接，碱基互补配对原则：A=T，C=G
（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧;碱基在内侧
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个DNA分子
基因是有遗传效应的DNA片断
每个DNA分子
上有许多基因
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
DNA是主要的
遗传物质
基因
指导
合成
蛋白质
体现者
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
控制生物性状
一、遗传信息的转录
基因指导蛋白质的合成
主要在细胞核
在细胞质进行
问题：在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
问题：为什么RNA适于作DNA的信使呢？
在DNA和蛋白质之间，由RNA作为中间物质，充当信使。
DNA
蛋白质
信使
1、RNA作为信使
规则的双螺旋结构
通常呈单链结构
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
DNA与RNA分子的比较
1、RNA是由基本单位-----核糖核苷酸连接而 成，跟DNA一样能储存遗传信息。
2、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。
3、RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
问题：为什么RNA适于作DNA的信使呢？
信使RNA（mRNA）：
遗传信息传递的媒介。
核糖体RNA（rRNA）：
与蛋白质构成核糖体。
转运RNA（tRNA）：
转运氨基酸的工具。
2、RNA的种类
1、概念：
2、场所：
3、模板：
4、原料：
6、产物：
7、配对原则：
5、条件：
3、遗传信息的转录
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
解旋：
DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
4、转录的过程
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
RNA 聚合酶
合成RNA：
以DNA单链为模板，游离核糖核苷酸根据碱基互补配对原则与DNA的碱基结合。
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
合成RNA：在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mNRA分子。
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
合成RNA：
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
核 孔
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
U
C
A
U
G
T
U
U
A
核 孔
DNA
释放：mRNA通过核孔进入细胞质，DNA恢复双链
T
C
A
T
G
T
T
T
A
1、概念：
2、场所：
3、模板：
4、原料：
6、产物：
7、配对原则：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板
合成RNA的 过程。
细胞核（主要）
DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
RNA（主要是mRNA)
A-U，C-G，G-C，T-A
8、遗传信息传递的方向 ：DNA RNA
总结
5、条件：
ATP、RNA聚合酶
如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ATTGACATG……
那么,与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是　 ;
如果以此DNA单链为模板,转录出的信使RNA碱基顺序应该是　　　 。
……TAACTGTAC……
……UAACUGUAC……
类别
项目

复制

转录
场所
解旋
模板
原料
酶
能量
碱基
配对
产物
细胞核（主要）
只解有遗传效应的片段
只有DNA的一条链
四种核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
A-U G-C T-A C-G
RNA(主要是mRNA)
细胞核（主要）
完全解旋
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
ATP
A-T C-G T-A G-C
子代DNA
5、比较DNA的复制和转录
1、DNA分子的解旋发生在_____过程中。
A.复制 B.转录
C.翻译 D.复制和转录
2、一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子(　　)
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个D.无数种无数个
3、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,那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T(　　)
A.12个 B.18个 C.24个 D.30个
D
C
D
练习巩固
4、关于DNA转录过程，正确的是（ ）
A.DNA转录的场所只能是细胞核。
B.转录过程中需要解旋酶和DNA聚合酶。
C.转录以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷 酸为原料，合成一条mRNA。
D.转录过程中碱基配对遵循碱基互补配对原则，即A-T，C-G，G-C，T-A。
C
[判断正误]
(1)转录只发生在细胞核中
( )
(2)DNA的两条链同时作模板。
( )
(3)转录的原料是4种核糖核苷酸。
( )
(4)转录需要解旋酶和DNA聚合酶。
( )
√
×
×
×
mRNA的合成场所：
蛋白质的合成场所：
mRNA上的遗传信息如何指导蛋白质的合成呢？
1、翻译： mRNA合成之后，穿过核孔进入细胞质中的核糖体上，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。
细胞核
核糖体
二、遗传信息的翻译
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
4种
20种
2、密码子
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？
U
U
A
G
A
U
A
U
C
mRNA
密码子
密码子
密码子
三个碱基决定一个氨基酸
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
2、密码子
密码子表
起始密码子：AUG、GUG（有义码）
终止密码子：UAA、UGA、UAG（无义码）
密码子的特性：
1、有3个终止密码子，没有对应的氨基酸，64个密码子中，能决定氨基酸的密码子有61个。
2、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
3、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。
下面关于密码子的特性，正确的是（ ）
A.密码子与氨基酸是一一对应的关系。
B.每种密码子均有对应的氨基酸。
C.密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。
D.决定氨基酸的密码子有64种。
C
巩固练习
问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上呢？
转运RNA (tRNA)
3、反密码子
思考与讨论：
1.tRNA的种类有多少？
2.每种tRNA能转运多少种氨基酸？
3.一种氨基酸可由多少种tRNA来运输？
61
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
一种或几种tRNA
3、反密码子
A
U
G
G
A
U
A
U
C
mRNA
？
甲硫氨酸
C
U
A
反密码子
核糖体
场所：
产物：
模板：
原料：
条件：
核糖体
mRNA
氨基酸
ATP、酶、tRNA
碱基互补配对：
G－C、C－G、A－U、U－A
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
4、遗传信息翻译的过程
蛋白质
核糖体
mRNA与核糖体结合.
4、遗传信息翻译的过程
A
G
G
U
C
A
C
G
U
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
A
G
G
U
C
A
C
G
U
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
4、遗传信息翻译的过程
C
A
C
色氨酸
另外的tRNA将氨基酸转运到mRNA上的位点2.
4、遗传信息翻译的过程
A
G
G
U
C
A
C
G
U
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
C
A
C
色氨酸
A
G
G
U
C
A
C
G
U
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
两个氨基酸分子形成肽键，甲硫氨酸转移到位点2.
脱水缩合形成肽键
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
色氨酸
4、遗传信息翻译的过程
核糖体沿着mRNA移动，新的tRNA上进入位点2.
U
A
C
甲硫氨酸
G
G
U
组氨酸
形成肽键，核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子。
4、遗传信息翻译的过程
A
G
G
U
C
A
C
G
U
C
A
C
色氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
色氨酸
直到遇到终止密码子
4、遗传信息翻译的过程
组氨酸
色氨酸
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质.
甲硫氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
关于遗传信息的翻译过程，正确的是（ ）
A.DNA是蛋白质合成的直接模板。
B.核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。
C.多个核糖体共同合成一条多肽链。
D.翻译是以DNA为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，在多种酶的作用下合成多肽链的过程。
B
巩固练习
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 模板 原料 产物 遗传信息传递方向
DNA复制： DNA DNA
转录： DNA RNA
翻译： RNA 蛋白质
游离的脱
氧核苷酸
游离的核
糖核苷酸
游离的 氨基酸
DNA
mRNA
蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
亲代DNA的 每一条链
DNA的一条链（模板链）
mRNA
小结
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
细胞核
细胞质
细胞核
细胞核
细胞质
mRNA→蛋白质
DNA的遗传信息
mRNA的遗传信息
蛋白质的氨基酸排列顺序
转录
翻译
数量
n
3n
6n
下面我们看一下翻译的具体过程
基因控制蛋白质合成的过程
1. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( 　 )
A．198个 B．199个
C．200个 D．201个
B
　基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝　　　6 　　： 　　3 　　　：　　　 1
巩固练习
2.某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（　 ）。
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
B
A1
T2
T1
A2
G1
C1
C2
G2
1
2
(A1＋ T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)%
(G1＋C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)%
Am
Um
Gm
Cm
mRNA
= (Am+Um)%
= (Gm+Cm)%
巩固练习
复制、转录和翻译的比较
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 核糖体
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶，DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A G-C C-G A-U T-A G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
遗传信息的传递方向
A
密码子
精氨酸
氨基酸
转运RNA
G
信使RNA
G
G
DNA
双链
1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：
C
C
C
A
A
T
C
G
U
C
G

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