高中生物必修二遗传信息的表达和蛋白

高中生物必修二遗传信息的表达和蛋白基因与蛋白质的联系需要媒介----RNA，并且要通过“转录”与“翻译”两步进行疑问:基因在细胞核内,怎样控制核糖体合成蛋白质?

遗传物质DNA的重要功能之一：将遗传信息完整的传递给下一代----传递遗传信息

遗传物质DNA的重要功能之二：将遗传信息反映到蛋白质的分子结构上----表达遗传信息第2页,共34页，2024年2月25日，星期天DNA与RNA在化学组成上的区别填写下表：简称全称基本单位所含C5所含碱基空间结构DNA脱氧核糖核酸脱氧(核糖)核苷酸脱氧核糖AGCT双螺旋RNA核糖核酸核糖核苷酸核糖AGCU单链简称全称基本单位所含C5所含碱基空间结构DNA脱氧核糖核酸脱氧(核糖)核苷酸脱氧核糖AGCT双螺旋RNA简称全称基本单位所含C5所含碱基空间结构DNARNA1.第3页,共34页，2024年2月25日，星期天2.各种RNA分子都是以DNA上的基因区段为模板“转录”而来的。第4页,共34页，2024年2月25日，星期天

在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。碱基

DNA

ATGC

互补

配对RNA

UACG过程1：转录第5页,共34页，2024年2月25日，星期天

转录产物RNA的碱基序列,除了T变U

外,其余与编码链相同。DNA:---GCAGTACATGTC---编码链

---CGTCATGTACAG---模板链---GCAGUACAUGUC---RNA:转录问：RNA的碱基序列更像哪一条链？第6页,共34页，2024年2月25日，星期天在真核生物中，转录后新合成的mRNA是未成熟的mRNA，需要在特定部位剪接，最后形成较短的有功能的mRNA,即成熟的mRNA。在原核生物中，转录产生的mRNA即为成熟的mRNA原核细胞真核细胞第7页,共34页，2024年2月25日，星期天

模板链(templatestrand)编码链(codingstrand)编码链模板链1.模板链并非固定在DNA分子中某一条链2.转录方向均为5´→3´

转录模板第8页,共34页，2024年2月25日，星期天

转录和复制的区别复制转录模板DNA双链DNA的一条链原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物DNARNA配对A-T、G-CA-U、T-A、G-C第9页,共34页，2024年2月25日，星期天

转录与复制的相似点：1.模板均为DNA2.延长机理都是形成磷酸二酯键3.方向均为5´→3´第10页,共34页，2024年2月25日，星期天（1）信使RNA（messagerRNA,

mRNA

）RNA的种类：以DNA的一条链为模板合成的RNA单链功能：mRNA携带着遗传密码从核孔出来的到细胞质中与核糖体结合。它能决定氨基酸的排列顺序遗传信息：DNA上的碱基排列顺序

遗传密码：mRNA上的碱基排列顺序第11页,共34页，2024年2月25日，星期天c)一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基,才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？b)如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？mRNA的碱基与氨基酸之间有何对应关系？4种16种3个(共有64种组合)4种20种?a)如果1个碱基决定1种氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？第12页,共34页，2024年2月25日，星期天

密码子

密码子

密码子GAGUCAUGCmRNA1966年，Nirenberg和Khorana破译了全部遗传密码，Nirenberg和Khorana于1968年获诺贝尔奖密码子：在mRNA上,决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。第13页,共34页，2024年2月25日，星期天mRNAAUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG甲硫谷丙半胱脯丝赖脯第14页,共34页，2024年2月25日，星期天遗传密码的特性：1、共64个遗传密码子，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有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：一种氨基酸可能有两种以上的密码子的情况在一定程度上能防止由于一个碱基的改变而导致的遗传信息的改变。第15页,共34页，2024年2月25日，星期天（2）转运RNA（tranferRNA,

tRNA）

三叶草形,局部自我配对反密码子：在tRNA一端,能与mRNA上的密码子发生碱基配对的三个碱基。第16页,共34页，2024年2月25日，星期天tRNA功能：按照遗传密码将氨基酸有次序地运送到核糖体1、细胞中的tRNA有多少种？61种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？

每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。

每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。结合氨基酸的部位碱基配对反密码子第17页,共34页，2024年2月25日，星期天CACGUAGCUGGUmRNA：AGCCAU缬氨酸组氨酸精氨酸tRNA：氨基酸：第18页,共34页，2024年2月25日，星期天（3）核糖体RNA（ribosomeRNA,rRNA）：rRNA和蛋白质共同组成的复合体就是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所。第19页,共34页，2024年2月25日，星期天过程2、翻译以mRNA为模板,合成蛋白质的过程第20页,共34页，2024年2月25日，星期天亮氨酸UAA精氨酸UCU异亮氨酸GAU核糖体

合成蛋白质的“生产线”UCAUAGAUAmRNA细胞质中需要哪些tRNA来转运这些氨基酸？第21页,共34页，2024年2月25日，星期天细胞质中，翻译是一个快速过程，一段mRNA可以相继与多个核糖体相结合，同时连续进行多条同一种新肽链的合成。多聚核糖体第22页,共34页，2024年2月25日，星期天遗传信息的转录与翻译的比较转录翻译场所原料碱基配对解旋产物细胞核细胞质（核糖体）4种核糖核苷酸20种氨基酸DNA－mRNAA—U、T—A、C—G、G—CmRNA－tRNAA—U、U—A、C—G、G—C

有无RNA多肽（还需加工）第23页,共34页，2024年2月25日，星期天二、遗传信息的表达过程：过程1、转录(1)概念：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程(2)发生场所：细胞核(3)转录结果:形成RNA过程2、翻译(1)概念：以mRNA为模板,合成蛋白质的过程(2)发生场所：细胞质核糖体(3)翻译结果:形成多肽（蛋白质）第24页,共34页，2024年2月25日，星期天三、中心法则：1.信息流：遗传信息的流动方向DNA分子脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序mRNA中核糖核苷酸(碱基)的排列顺序氨基酸的排列顺序蛋白质的结构和功能(生物体的各种性状)决定决定决定2.信息流方向：DNARNA蛋白质

DNA第25页,共34页，2024年2月25日，星期天例题:某基因一条链碱基为-ATTACGGAGTAG-,

它的互补链是转录模板,请填写下列顺序:

互补链:m-RNA:t-RNA:

氨基酸:

该基因指导合成的是几肽化合物?-T-A-A-T-G-C-C-T-C-A-T-C--U-A-A-U-G-C-C-U-C-A-U-C--A-U-U-A-C-G-G-A-G-U-A-G---异亮-----苏------谷-----终止--

氨酸氨酸氨酸三肽第26页,共34页，2024年2月25日，星期天GAGUCAUGCmRNA转录AGAGTCTG

CT

C

CC

AG

AG

T

DNA翻译蛋白质缬氨酸组氨酸精氨酸基因表达：基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程。631比值第27页,共34页，2024年2月25日，星期天

以RNA作为遗传物质的生物1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。RNA蛋白质RNA复制翻译RNA复制酶第28页,共34页，2024年2月25日，星期天

以RNA作为遗传物质的生物1970年，科学家在致癌的RNA病毒（如劳氏肉瘤病毒、HIV、SARS）中发现逆转录酶，它能以RNA为模板反向地合成单链DNA。DNARNA逆转录蛋白质RNA转录翻译逆转录酶第29页,共34页，2024年2月25日，星期天中心法则图解第30页,共34页，2024年2月25日，星期天从本质上讲：

基因就是一段包含了一个完整遗传信息单位的有功能的核酸分子片断——

大多数生物中是一段DNA，

而在RNA病毒中则是一段RNA第31页,共34页，2024年2月25日，星期天练习题：基因控制性状表现的主要途径是：（）

A、RNA蛋白质（性状）

B、DNA蛋白质（性状）

C、RNADNA蛋白质（性状）

D、DNARNA蛋白质（性状）第32页,共34页，2024年2月25日，星期天

一条DNA分子上的某个基因有300个碱基