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(共28张PPT)
一、基因表达的概念
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
基因指导蛋白质的合成
第24讲 基因的表达
二.参与基因表达RNA
三.基因表达过程
主要在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程称为转录
①转录的概念:
②转录的场所：真核生物：①细胞核(主要场所); ②线粒体; ③叶绿体
原核生物：①质粒; ②拟核
（1）转录
①模板 、
②原料 、
③酶 、
④能量 。
④.原则：
⑥.产物： ；
③.条件
ATP
RNA聚合酶
4种游离核糖核苷酸
三种RNA
DNA的一个基因的一条链
识别启动子，具有解旋和催化作用
G－C、C－G、T－A、A－U
碱基互补配对原则
mRNA
tRNA
rRNA
⑧.遗传信息传递的方向:
DNA → RNA
同一个基因两条链转录产物不同
⑤.发生的时间:
个体发育整个过程
碱基序列不同
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，这一过程称为翻译
①概念:
（2）翻译
②.翻译的场所：细胞质的核糖体上
模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、能量(ATP)、
酶(多种酶)、搬运工具(tRNA)
③条件:
④.密码子
mRNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，此3个相邻碱基称为密码子
第一个字母 第二个字母 第三个
字母
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 半胱氨酸 半胱氨酸 终 止 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 （起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （起始） 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
3个终止密码:UAA UAG UGA
2个起始密码:AUG GUG
密码子总数是 种，
决定氨基酸的密码子是 种
（包括2个 AUG-甲硫氨酸；GUG-缬氨酸）；另3个 ; 不编码氨基酸。
64
61
起始密码子
终止密码子
第一个字母 第二个字母 第三个
字母
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 半胱氨酸 半胱氨酸 终 止 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 （起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （起始） 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
专一性：一个密码子只对应一 种氨基酸
简并性：一种氨基酸可对应
多个密码子
通用性： 地球上几乎所有生物 都共用一套密码子
64种密码子 氨基酸大约21种
＞
简并性意义：
如果密码子中的一个碱基发生变化，可能使蛋白质氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性。
碱基互补配对
存在氢键
结合氨基酸的部位
反密码子：
④.运输氨基酸的工具——tRNA
识别密码子
(1)结构：呈三叶草的叶形
(2)种类：61种。
(3)tRNA与氨基酸的对应关系
①一种tRNA只能转运一种氨基酸
②一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运
⑤.过程
核糖体
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
mRNA
5’
3’
位点1
位点2
M
C
U
A
tRNA
①mRNA进入 , 与 结合
携带甲硫氨酸的 ,与 互补配对,进入 。
细胞质
核糖体
tRNA
mRNA的AUG
位点1
核糖体
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
mRNA
5’
3’
位点1
位点2
H
G
G
U
tRNA
M
C
U
A
tRNA
②携带组氨酸的 以
同样方式进入 。
tRNA
位点2
核糖体
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
mRNA
5’
3’
位点1
位点2
H
G
G
U
tRNA
M
C
U
A
tRNA
③甲硫氨酸通过与组氨酸形成 键
而转移到 的tRNA上。
肽
占据位点2
肽键
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
mRNA
5’
3’
位点1
位点2
H
G
G
U
tRNA
C
U
A
tRNA
④核糖体读取 , 的 tRNA离开核糖体, 的tRNA进入 ,
一个新的携带氨基酸的tRNA进入 , 继续肽链的合成重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的 。
核糖体移动方向
下个密码子
占据位点1
占据位点2
位点1
位点2
终止密码子
核糖体
M
S
G
U
A
tRNA
⑥.产物：
多肽
盘曲折叠(内质网、高尔基体)
蛋白质
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
(3)方向：
(4)结果：
左→右
多条相同的肽链
⑦.mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系：（多聚核糖体）
长的翻译在前
原核生物的转录、翻译同时同地进行，边转录边翻译
真核生物的转录主要在细胞核，翻译在核糖体，先转录后翻译
叶绿体、线粒体：边转录边翻译
⑧.真核生物与原核生物基因表达的比较
(1)图1、2均为 过程？它们有何差异？_______________________________
(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2 ______________
(3)a～h分别代表：___________________________________________________________
(4)b、f、h的移动方向分别是________________________________
c的最终氨基酸序列是否相同？ ；它们是否具有生物学活性？ 。
左→右、左→右、下→上
图1转录在前,翻译在在后;
图2转录、翻译同时进行。
图2
mRNA,核糖体,多肽,DNA,mRNA,RNA聚合酶,多肽,核糖体
g
h
转录和翻译
是
否
⑨.比较遗传信息、密码子和反密码子
遗传信息(4n种) 密码子(64种) 反密码子(61种)
存在位置
作用
对应关系
DNA上碱基对 (或:脱氧核苷酸)的排列顺序
mRNA上决定1个 氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子 互补配对的3个碱基
直接决定mRNA的碱基排序；间接决定多肽中氨基酸的排序
直接决定多肽中 氨基酸的排序
识别密码子， 与密码子碱基互补配对
mRNA
转 录
翻 译
多肽
缬
G T T C A T C T T A C T C C C G A A G A G A A A
C A A G T A G AA TG A G G G C T T C T C T T T
G U U C A U C U UA C U C C C G A A G A G A A A
组
亮
苏
脯
谷
谷
赖
1.某蛋白质中有n个氨基酸，则指导该蛋白质合成的mRNA的碱基数目为 ，控制该蛋白质合成的基因中的碱基数目为 。
2.氨基酸：mRNA碱基数：基因碱基数=_________
3n
6n
1:3:6
基因模板链
注意：1.题目所给条件是“DNA(基因)”或是“RNA”
　　　2.“碱基”或“碱基对”
3.是否考虑终止密码子
4.不能忽略“最多”或“最少”等字
1. 提出者及中心法则：____________________________________________。
2. 补充后的内容图解：
克里克；
RNA
DNA
蛋白质
转录
翻译
复制
1
2
3
4
5
RNA
DNA
蛋白质
（1）指出图中数码表示的过程名称：
1._________ 2.__________ 3.__________ 4.___________ 5._______
（2）图中箭头表示_______________________
DNA复制
转录
逆转录
翻译
RNA复制
遗传信息的传递方向
生物种类 遗传信息传递过程
遗传物质 DNA
遗传物质: RNA
RNA
翻译
蛋白质
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
复制
复制
原核生物
真核生物
DNA病毒
RNA病毒(RNA复制酶)如: .
RNA病毒(逆转录酶)
如: .
复制
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
烟草花叶病毒
艾滋病毒
DNA
RNA
逆转录
转录
RNA
蛋白质
翻译
四、基因控制性状的方式
1.直接控制
镰刀型细胞贫血症
囊性纤维病
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
2.间接控制：基因通过控制酶的合成简介控制生物体的性状
豌豆的圆粒和皱粒
白化病
基因
酶
细胞代谢
生物性状
3.基因与性状的对应关系
这说明有时 个基因控制一个性状
材料1 人的身高可能是有多个基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定的作用。
材料2 玉米叶绿素的形成至少涉及50个不同位置的基因；玉米糊粉层的颜色涉及7对等位基因；果蝇眼睛的颜色，至少受到40个不同位置基因的影响。
多
基因与性状的关系不都是简单的线性关系
生物大多数性状是受单基因控制，即一对等位基因控制一种性状。
生物有些性状是受多个基因决定的。
一对等位基因也可以影响多对性状。
生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。
原核细胞的基因结构
非编码区
非编码区
编码区
编码区上游
编码区下游
与RNA聚合酶结合位点
启动子
终止子
①不编码蛋白质。
：编码蛋白质 ,连续不间断
编码区
非编码区
原核细胞的基因结构
②调控遗传信息表达,上
游的RNA聚合酶结合位点:
真核细胞的基因结构
编码区
非编码区
非编码区
与RNA聚合酶
结合位点
内含子
外显子
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
剪 接
转 录
mRNA前体
成熟mRNA
无启动子、内含子、终止子转录的序列

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