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第18讲
基因的表达
以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程
1.概念：
2.场所：
核糖体
（RNA→蛋白质）
3.时间：
整个生命历程
三、遗传信息的翻译
4.密码子：
A U C G A U C C G C A
mRNA
密码子
密码子
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。
②密码子的种类
①密码子的特性
3个终止密码:（不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA
2个起始密码:
AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）
a、一个密码子只对应一种氨基酸
b、一种氨基酸可对应一个或多个密码子
c、地球上几乎所有生物都共用一套密码子
（专一性）
（简并性）
（通用性）
43=64种
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
(1)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示　当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示　这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
密码子与反密码子
天冬酰胺
亮氨酸
异亮氨酸
A A U
C U A
U A G
U U A
G A U
A U C
mRNA
tRNA
读法：3‘—5’
5.转运工具：
①形态：三叶草形
②种类：
64
-3
=61种
1种tRNA只能转运一种氨基酸。
③tRNA与氨基酸的对应关系：
1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输
（反密码子种类）
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
2
遗传信息的翻译
6.翻译过程：
1
2
甲
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
C
A
U
5’
3’
第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。
1
2
甲
第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入位点2。
C
A
U
5’
3’
组
G
U
G
5’
3’
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
第3步：通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到占据位点2的tRNA上。
1
2
甲
C
A
U
5’
3’
色
C
C
A
5’
3’
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
组
G
U
G
5’
3’
精
A
C
G
5’
3’
半
G
C
A
5’
3’
半
A
C
A
5’
3’
脯
A
G
G
5’
3’
第4步：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，合成肽链。
1
2
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
A
C
A
5’
3’
甲
色
组
精
半
半
脯
A
G
G
5’
3’
释放因子
直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。
肽链释放后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
①模板：
②原料：
③能量：
④酶：
⑤转运工具：
⑥碱基互补配对：
⑦产物：
mRNA
20种氨基酸
ATP
多种酶
tRNA
A-U，U-A，G-C，C-G
多肽链（蛋白质）
U
A
C
A
U
G
C
G
tRNA
mRNA
翻译过程小结：
复制 转录 翻译
时间 个体生长发育整个过程
场所 主要在细胞核，也可以在线粒体、叶绿体
模板 DNA的两条链
原料
能量 ATP
酶 多种酶
产物 两个双链DNA
碱基互补配对方式
意义 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状
总结：DNA复制、转录、翻译的区别与联系
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
核糖体
DNA的一条链
mRNA链
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
RNA
蛋白质
A-T、T-A、G-C、C-G
A-U、T-A、G-C、C-G
A-U、U-A、G-C、C-G
考点一 遗传信息的转录和翻译
注意：
①多聚核糖体：
一条mRNA链上结合多个核糖体进行翻译
易错：多个核糖体共同合成一条多肽链
多个核糖体合成多条不同的多肽链
②翻译时mRNA相对静止，核糖体在mRNA上移动
③真核细胞先在细胞核（主要）转录，然后在细胞质翻译，原核细胞边转录边翻译
意义：少量的mRNA分子短时间内快速合成大量相同的多肽链
方向：从 到 （判断依据：肽链的长短， 的翻译在前）；
长
右
左
原核生物的基因表达（边转录边翻译）
mRNA
DNA模板链
RNA聚合酶
④mRNA中碱基数、DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸数的关系
DNA
mRNA
多肽链
m个氨基酸
3m个碱基
至少
6m个碱基
至少
转录
小结：DNA的复制、转录和翻译的联系
(3)不同类型生物遗传信息的传递
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
(1)提出者： 。
(2)补充后的内容图解
克里克
考点三 中心法则及基因与性状的关系
中心法则的内容及其发展
1
体现了遗传信息的传递和表达功能
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)
④高度分化的细胞
4.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是 的载体。
(2)蛋白质是信息的 。
(3) 为信息的流动提供能量。
信息
表达产物
ATP
基因
酶的合成
控制
生物的性状
间接控制
代谢过程
控制
（1）间接控制
考点三 中心法则及基因与性状的关系
基因控制生物性状的途径
2
基因
酶的合成
控制
生物性状
表现
编码酪氨酸酶基因异常
缺少酪氨酸酶
不能合成黑色素
出现白化症状
皱粒豌豆的形成
编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱
支链淀粉酶异常，活性降低
淀粉合成受阻，含量降低
淀粉含量低的豌豆，失水皱缩
控制
代谢过程
白化病成因
(1)直接控制：
缺失3个
A∥T
T∥A
CFTR蛋
白结构
缬氨酸
镰刀状
溶血性贫血
基因控制生物性状的途径
2
基因
蛋白质的结构
控制
生物体的性状
直接控制
基因控制性状的实例(连线)
基因和性状的关系
3
生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同，
基因型不同，表现型也可能相同。
表现型=基因型+环境
概念图
判断：
1.tRNA为单链，不含氢键，含有3个碱基。
2.中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律。
3.起始密码子的作用是启动转录过程。
×
√
×
1.一个DNA分子转录一次只能产生一个RNA分子。
2.DNA分子中某个基因进行转录时，其他基因可能转录也可能不转录。
3.起始密码子是RNA聚合酶识别和结合的位点。
4.细胞中以DNA的一条链为模板转录出的RNA均可编码多肽。
5.真核细胞中DNA和RNA都在细胞核内合成。
6.DNA聚合酶结合位点在DNA上，RNA聚合酶结合位点在RNA上。
7.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程。
8.一个基因的两条链可转录出两条相同的RNA。
9.合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA又恢复双螺旋结构。
10.rRNA和tRNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。
11.翻译时mRNA沿着核糖体不断移动，该过程需要mRNA、tRNA和rRNA共同参与。
12.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的，包括DNA复制、转录和翻译。
13.一条肽链含有500个氨基酸，则作为模板的mRNA至少含有1500个碱基，DNA至少含3000个碱基。
×
√
×
×
×
×
×
×
√
×
×
×
√
1.基因指导蛋白质的合成包括哪两步？
2.DNA和RNA的3个不同点？（物质组成、结构、分布）RNA适合做信使的2个原因？
3.三种主要RNA的功能分别是？这些RNA都来自___过程。所有RNA都是翻译的模板吗？
4.转录的概念？转录的场所、模板、产物、原料、原则、酶、转录的方向？RNA聚合酶的作用？
5.翻译的概念？翻译的场所、模板、产物、原料、原则、酶、几种RNA参与？
6.密码子的概念、种类？其中终止密码子__种，决定氨基酸的密码子__种。
7.密码子的两个特性？分别是什么含义？tRNA上反密码子读取方向？哪端连接氨基酸？
8.翻译时__沿着__移动，核糖体与mRNA的结合部位有__个tNA结合位点。
启动子、终止子、起始密码子、终止密码子的作用？
9.多聚核糖体是指？意义是？这些肽链的序列是否相同？如何根据正在合成的几条肽链判断翻译的方向？真核生物的核基因是否会出现边转录边复制现象，原因是？
10.1957年，__提出中心法则，图示为？
11.补充后的中心法则包括__个途径，图示为？
12.RNA病毒分哪两类？例子分别？对应中心法则图示分别为？
13.生命是__、__和__的统一体。
14.基因对性状的控制方式有哪两种？例子分别为？
15.基因与性状的数量关系有哪几种？
16.哪类基因表达可以体现细胞已分化？细胞分化的本质？
17.表观遗传的概念？哪些修饰会影响基因的表达？

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