1、第四章 基因的表達(dá)（1 1）概念：）概念：基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀，這一過程稱為基因的表達(dá)。制性狀，這一過程稱為基因的表達(dá)。（2 2）步驟：）步驟：包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和遺傳信息包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和遺傳信息的翻譯兩個(gè)步驟。的翻譯兩個(gè)步驟。第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、RNA 的組成與種類 1.RNA由四種核糖核苷酸連接而成，一般是單鏈。 2.RNA有三種： （1） mRNA：信使RNA，充當(dāng)DNA與蛋白質(zhì)之間的信使，將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)。 （2） tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，搬運(yùn)氨基酸的搬運(yùn)工。 （3）rRNA：核糖體RNA，核糖體的組成成分。二、遺傳信

2、息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.1.概念：在細(xì)胞核中，以概念：在細(xì)胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板，的一條鏈為模板，合成合成mRNAmRNA的過程。的過程。2.2.場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核內(nèi)。場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核內(nèi)。3.3.條件條件模板：模板：DNADNA分子的一條鏈分子的一條鏈原料：四種核糖核苷酸原料：四種核糖核苷酸能量：能量：ATPATP酶：包括解旋酶、酶：包括解旋酶、RNARNA聚合酶聚合酶堿基配對(duì)：堿基配對(duì)：DNADNA分子中的分子中的A A與與RNARNA中的中的U U 配對(duì)，即配對(duì)，即AUAU、TATA、GCGC、CGCG4.4.過程過程 第一步：第一步：DNADNA雙鏈解開，堿基得以暴

3、露；雙鏈解開，堿基得以暴露； 第二步：游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與第二步：游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNADNA鏈上的鏈上的 堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNADNA鏈上的堿基鏈上的堿基 互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合；互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合； 第三步：新結(jié)合的核糖核苷酸在第三步：新結(jié)合的核糖核苷酸在RNARNA聚合酶的作用聚合酶的作用 下連接到正在合成的下連接到正在合成的mRNA分子上；分子上； 第四步：合成的第四步：合成的mRNA從從DNA鏈上釋放，然后，鏈上釋放，然后， DNA DNA雙鏈恢復(fù)。雙鏈恢復(fù)。5.5.產(chǎn)物：產(chǎn)物：mRNA。例 1轉(zhuǎn)錄過程：DNAATGCRNAUACG該片

4、段中包含的堿基種類、核苷酸種類依次是()A4、5B5、4C5、5D5、8D說明說明: 轉(zhuǎn)錄的過程是邊解旋邊轉(zhuǎn)錄的過程，轉(zhuǎn)錄的過程是邊解旋邊轉(zhuǎn)錄的過程，DNADNA雙雙鏈解開一點(diǎn)，就轉(zhuǎn)錄一點(diǎn)。（鏈解開一點(diǎn)，就轉(zhuǎn)錄一點(diǎn)。（DNADNA的復(fù)制是：邊的復(fù)制是：邊解螺旋邊復(fù)制）解螺旋邊復(fù)制） 解旋酶作用于堿基之間的氫鍵，而解旋酶作用于堿基之間的氫鍵，而RNARNA聚合聚合酶的作用是連接核糖和磷酸，形成核糖核苷酸酶的作用是連接核糖和磷酸，形成核糖核苷酸鏈。（鏈。（DNADNA聚合酶的作用是連接脫氧核糖和磷酸，聚合酶的作用是連接脫氧核糖和磷酸，形成脫氧核糖核苷酸鏈）形成脫氧核糖核苷酸鏈） 1.1.密碼子密碼

5、子 （1 1）概念：信使）概念：信使RNARNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基（三聯(lián)體密碼）。相鄰的堿基（三聯(lián)體密碼）。（2 2）分類分類起始密碼子：起始密碼子：2 2種，種，AUGAUG、GUGGUG，同時(shí)，同時(shí)分別分別 編碼編碼甲硫氨酸、纈氨酸；甲硫氨酸、纈氨酸；普通密碼子：普通密碼子：5959種，只編碼氨基酸；種，只編碼氨基酸；終止密碼子：終止密碼子：3 3種，種，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG， 不不編碼氨基酸，只是終止信號(hào)。編碼氨基酸，只是終止信號(hào)。6161種編碼氨基酸的密碼子種編碼氨基酸的密碼子 2.2.反密碼子反密碼子（1 1）概念：在）概念：在

6、tRNAtRNA上，與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)上，與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基。配對(duì)的三個(gè)堿基。（2 2）tRNAtRNA（如圖所示）（如圖所示） tRNAtRNA即轉(zhuǎn)運(yùn)即轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA，其作用是在蛋白質(zhì)合成中，其作用是在蛋白質(zhì)合成中識(shí)別識(shí)別氨基酸，并作為各個(gè)氨基酸的載體將其氨基酸，并作為各個(gè)氨基酸的載體將其轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)給給mRNAmRNA。tRNAtRNA分子比分子比mRNAmRNA小得多；小得多；tRNAtRNA含有許多含有許多堿基，折疊成三葉草的葉形，一端是攜帶氨基堿基，折疊成三葉草的葉形，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端的酸的部位，另一端的3 3個(gè)堿基叫個(gè)堿基叫反密碼子反密碼子（與（與mR

7、NAmRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)）。上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)）。tRNAtRNA共有共有6161種種，對(duì)應(yīng)編碼氨基酸的對(duì)應(yīng)編碼氨基酸的6161種密碼子。種密碼子。密碼子和反密碼子mRNAmRNAt tRNARNA64646 61 13個(gè)相鄰的堿基個(gè)相鄰的堿基（終止密碼子除外）（終止密碼子除外）密碼子密碼子 說明說明:（1 1）所有生物共用一套密碼子。）所有生物共用一套密碼子。（2 2）一種密碼子決定一種氨基酸，一種氨基酸）一種密碼子決定一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。密碼子的改變不可由一種或多種密碼子決定。密碼子的改變不一定導(dǎo)致氨基酸的改變。一定導(dǎo)致氨基酸的改變。（3 3）一種）一種t

8、RNAtRNA只能運(yùn)載一種氨基酸，一種氨基只能運(yùn)載一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種酸可由一種或多種tRNAtRNA運(yùn)載。運(yùn)載。（4 4）密碼子（或遺傳密碼）在）密碼子（或遺傳密碼）在mRNAmRNA上，而遺傳上，而遺傳信息在信息在DNADNA上，兩者不能混淆。上，兩者不能混淆。三、遺傳信息的翻譯 1.1.概念：概念：在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，以信使在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，以信使RNARNA為模為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。 2.2.場(chǎng)所：場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體。細(xì)胞質(zhì)的核糖體。3.3.條件條件模板：模板：mRNAmRNA原料：原料：2020種氨

9、基酸種氨基酸能量：能量：ATPATP酶、酶、tRNAtRNA等等堿基配對(duì)：堿基配對(duì)：mRNAmRNA與與tRNAtRNA的堿基互補(bǔ)配的堿基互補(bǔ)配對(duì)，即對(duì)，即AUAU、UAUA、GCGC、CGCG4.4.過程：過程：（如圖所示）（如圖所示） (1)(1)起始階段：起始階段：利用利用ATPATP供能，攜帶甲硫氨酸的供能，攜帶甲硫氨酸的tRNAtRNA識(shí)別位于核糖體位點(diǎn)識(shí)別位于核糖體位點(diǎn)1 1上的上的mRNAmRNA上的起始密碼子上的起始密碼子AUGAUG，mRNAmRNA、tRNAtRNA與核糖體三者相結(jié)合，翻譯開始。與核糖體三者相結(jié)合，翻譯開始。 (2)延伸階段 進(jìn)位：攜帶著特定氨基酸的tRNA

10、按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)別并進(jìn)入位點(diǎn)2。 轉(zhuǎn)肽：下一個(gè)氨基酸通過與前一個(gè)氨基酸（甲硫氨酸）形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上。 移位：核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)甲硫氨酸，占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。 以后依次在多肽鏈上每增加一個(gè)氨基酸都需要經(jīng)過進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和移位三個(gè)步驟，并不斷重復(fù)這三個(gè)步驟，直到讀取到mRNA上的終止密碼。 (3)終止階段：當(dāng)讀至UGA、UAA、UAG中任一密碼子時(shí)，多肽鏈合成終止并脫離核糖體。 (4)多肽鏈從核糖體上脫離后，盤曲折疊成一定的空間結(jié)構(gòu)，形成具有特定功能的蛋白質(zhì)

11、分子。 5.產(chǎn)物：具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。說明說明: 一個(gè)一個(gè)mRNAmRNA分子可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，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，少量同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。因此，少量mRNAmRNA分子分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。例2在蛋白質(zhì)合成的翻譯過程中，堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生于哪兩者之間()A氨基酸與tRNA BmRNA與tRNACDNA與mRNA D核糖體與mRNAB例3.下列說法不正確的是() A一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 B一種氨基酸可以含有多種密碼子 C一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來轉(zhuǎn)運(yùn) D一種氨基酸只能由一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來

12、轉(zhuǎn)運(yùn)D例4下列關(guān)于遺傳密碼子的敘述中，錯(cuò)誤的是() A一種氨基酸可能有多種與之對(duì)應(yīng)的遺傳密碼子 BGTA肯定不是遺傳密碼子 C每種密碼子都有與之對(duì)應(yīng)的氨基酸 D信使RNA上的GCA在人細(xì)胞中和小麥細(xì)胞中決定的是同一種氨基酸C例5.根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是()A.TGU BUGACACU DUCUC例6.下圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個(gè)過程，據(jù)圖分析并回答問題(1)圖中所合成肽鏈的原料是_。(2)圖中所示屬于基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的步驟，是_，該步驟發(fā)生在細(xì)胞的_部分。氨基酸翻譯核糖體 (3)圖中是_。按從左到右次序?qū)懗鯥I內(nèi)mRNA區(qū)段所對(duì)應(yīng)的DNA堿基的排列順序：_。 (4)

13、該過程不可能發(fā)生在() A神經(jīng)細(xì)胞 B肝細(xì)胞 C成熟的紅細(xì)胞 D脂肪細(xì)胞tRNATGATTCGAAC四、遺傳信息、密碼子（遺傳密碼）、反四、遺傳信息、密碼子（遺傳密碼）、反密碼子的關(guān)系（如圖）密碼子的關(guān)系（如圖）五、基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的數(shù)量關(guān)系五、基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的數(shù)量關(guān)系說明說明: mRNA mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，題目上的終止密碼子不決定氨基酸，題目中若寫明終止密碼子要考慮在內(nèi)，則：中若寫明終止密碼子要考慮在內(nèi)，則：（1 1）氨基酸數(shù)為）氨基酸數(shù)為m m，mRNAmRNA的堿基數(shù)的堿基數(shù)為為( (3m+33m+3) )；（2 2）氨基酸數(shù)為）氨基酸數(shù)為m m，DNADNA的堿基數(shù)為的堿基數(shù)為( (6m+66m+6) )。 例7已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。某原核生物的一個(gè)信使RNA堿基排列順序如下：AUUCGAUGAC(40個(gè)堿基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白質(zhì)含氨基