第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)

——RNA和蛋白質(zhì)的合成1．列舉DNA的功能。2．比較DNA與RNA的異同。3．概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程。4．理解遺傳密碼和中心法則。遺傳物質(zhì)（基因）通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀，將這一過(guò)程稱(chēng)為基因的表達(dá)。生物的性狀是由

控制的性狀是由

體現(xiàn)的基因蛋白質(zhì)

基因（細(xì)胞核）

蛋白質(zhì)（細(xì)胞質(zhì)）？攜帶遺傳信息：表達(dá)遺傳信息：以自身為模板，半保留復(fù)制保持遺傳信息的穩(wěn)定性根據(jù)DNA所貯存的遺傳信息決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，以控制性狀DNA的功能轉(zhuǎn)錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過(guò)程，轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成RNA。DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基單雙鏈分子大小脫氧核苷酸脫氧核糖A、T、G、C雙鏈核苷酸核糖A、U、G、C單鏈很大比較小DNA和RNA的比較一、轉(zhuǎn)錄（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（3）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)傳達(dá)DNA上的遺傳信息，是合成蛋白質(zhì)的直接模板組成核糖體的重要成分，是核糖體行使其功能所必需的把氨基酸運(yùn)送到核糖體上，使之按照mRNA的信息指令連接起來(lái)；形成蛋白質(zhì)1.RNA的分類(lèi)rRNAtRNADNA的平面結(jié)構(gòu)圖AG

TAC

AA

A

TTCATGTTTA模板鏈編碼鏈2.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程以DNA的一條鏈為模板合成RNADNA游離的核苷酸AG

TAC

AA

A

TUUGGACUGCUGAUAG

TAC

AA

A

TAGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶UAGCGACGGUU

組成RNA的核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)AG

TAC

AA

A

TUUUAG

TAC

AA

A

TGGCGGUUAUUAUC形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNAAG

TAC

AA

A

TUCAUGuUUAmRNA細(xì)胞溶膠

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成

轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)？二、翻譯翻譯：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA是氨基酸的載體核糖體是翻譯的場(chǎng)所UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合翻譯的過(guò)程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸t(yī)RNA與mRNA互補(bǔ)配對(duì)，并通過(guò)tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到mRNA上的相應(yīng)位置UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸縮合兩個(gè)氨基酸分子縮合，形成肽鍵UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸核糖體隨著mRNA滑動(dòng)，另一個(gè)tRNA上的堿基與mRNA上的堿基配對(duì)，前一個(gè)tRNA離開(kāi)，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUGAUUA

亮氨酸天冬氨酸

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)圖示一個(gè)mRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質(zhì)，翻譯的效率非常高。多肽的合成方式mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類(lèi)蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類(lèi)決定決定決定4種20種UUAGAUAUCmRNA密碼子密碼子密碼子三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43=64密碼子：mRNA上決定一種氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。三、遺傳密碼mRNA上的遺傳密碼遺傳密碼的特性：1.有3個(gè)終止密碼，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的氨基酸，所以在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。2.通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子。3.簡(jiǎn)并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。四、中心法則自然界生物遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)包括細(xì)胞生物和以DNA為遺傳物質(zhì)的病毒。復(fù)制1.以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞DNA逆轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)（2）如：鳥(niǎo)類(lèi)勞氏肉瘤病毒、艾滋病病毒轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制2.以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞RNA翻譯蛋白質(zhì)（1）如：流感病毒、小兒麻痹癥病毒、SARS病毒復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄中心法則實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵著______和________這兩類(lèi)生物大分子之間的相互______和相互作用。核酸蛋白質(zhì)聯(lián)系DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則；

RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄是某些病毒才會(huì)出現(xiàn)的，并且只有寄生到寄主細(xì)胞中才能進(jìn)行。復(fù)制復(fù)制五、基因的完整概念1.基因是遺傳的一個(gè)基本功能單位，它在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀。2.基因以一定的次序排列在染色體上。3.本質(zhì)上，基因就是一段包含一個(gè)完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片斷，在大多數(shù)生物中是一段DNA，而在RNA病毒中則是一段RNA。1.DNA分子復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及翻譯所需的原料依次是

(

)A.脫氧核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸 B.脫氧核苷酸、核苷酸、蛋白質(zhì)C.核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸 D.脫氧核苷酸、核苷酸、氨基酸D2.決定氨基酸的密碼子是指（

）A.DNA上的3個(gè)相鄰的堿基B.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的3個(gè)相鄰的堿基C.信使RNA上的3個(gè)相鄰的堿基D.基因上的3個(gè)相鄰的堿基C3.一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，則作為合成該多肽的模板mRNA分子和用來(lái)轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA分子分別至少要有堿基（

）A.3000個(gè)和3000個(gè)

B.1000個(gè)和2000個(gè)C.2000個(gè)和4000個(gè)

D.3000個(gè)和6000個(gè)D4.已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。某原核生物的一條信使RNA堿基排列順序如下：A-U-U-C-G-A-U-G-A-C……(46個(gè)堿基)……C-U-C-U-A-G-A-U-C-U，此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個(gè)數(shù)為（

）A.20個(gè)

B.18個(gè)C.16個(gè)

D.15個(gè)B5.觀察下列模式圖，回答問(wèn)題：（1）圖甲所示過(guò)程是____，主要場(chǎng)所是____，原料是____。鏈a與鏈b的關(guān)系是____。經(jīng)甲過(guò)程遺傳信息由____傳遞到了____。（2）圖乙所示過(guò)程是____，發(fā)生在____（細(xì)胞器）中，①②③三個(gè)堿基稱(chēng)為一個(gè)____，⑦⑧⑨三個(gè)堿基稱(chēng)為一個(gè)____。該過(guò)程需要酶、____、____、____、核糖體、能量等條件。（3）圖中堿基①、④、⑦分別表示________；若①、④、⑦分別表示核苷酸，依次表示_________。答案：（1）轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核四種核苷酸互補(bǔ)DNARNA（2）翻譯核糖體密碼子反密碼子模板（或mRNA）原料（或20種氨基酸）轉(zhuǎn)運(yùn)工具（或tRNA)（3）