第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)

——RNA和蛋白質(zhì)的合成第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)

——RNA和11．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)錄和翻譯的過程。4．理解遺傳密碼和中心法則。1．列舉DNA的功能。2DNAmRNA細(xì)胞質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)細(xì)胞核核糖體媒介？基因:在DNA上含有遺傳信息蛋白質(zhì):體現(xiàn)具體生命現(xiàn)象核孔？DNAmRNA細(xì)胞質(zhì)mRNA蛋白質(zhì)細(xì)胞核核糖體媒介？基因:在3轉(zhuǎn)錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成RNA。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)錄轉(zhuǎn)錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成4（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形成蛋白質(zhì)1.RNA的分類tRNAmRNArRNA（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（5DNA的平面結(jié)構(gòu)圖AG

TAC

AA

A

TTCATGTTTA模板鏈編碼鏈2.轉(zhuǎn)錄的過程DNA的平面結(jié)構(gòu)圖AGTACAAATTCATGT6以DNA的一條鏈為模板合成RNADNA游離的核苷酸AG

TAC

AA

A

TUUGGACUGCUGAU以DNA的一條鏈為模板合成RNADNA游離的核苷酸AGT7AG

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UAGTACAAATAGCUGACGGUUUDN8AGCGACGGUU

組成RNA的核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來AG

TAC

AA

A

TUUUAGCGACGGUU組成RNA的核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來AG9AG

TAC

AA

A

TGGCGGUUAUUAUC形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNAAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC形成10AG

TAC

AA

A

TUCAUGUUUAmRNA細(xì)胞溶膠

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA細(xì)胞11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、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)呢？轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么12二、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)的過程。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA是氨基酸的載體核糖體是翻譯的場(chǎng)所二、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13UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖體mRNA與核糖體結(jié)合翻譯的過程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖體mRNA14UCAUGAUUAAAU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t(yī)15UCAUGAUUAAAU

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UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸縮合16UCAUGAUUAAAU

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，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸核17UCAUGAUUA

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)UCAUGAUUA天冬氨酸以mRNA為模板形成了有一定18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19mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定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：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序20mRNA上的遺傳密碼mRNA21遺傳密碼的特性：1.有3個(gè)終止密碼，沒有對(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都共用一套密碼子。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。遺傳密碼的特性：22四、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四、中心法則自然界生物遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。DNA轉(zhuǎn)錄R23DNA逆轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、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DNA逆轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、艾滋24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_____25五、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。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)261.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D1.DNA分子復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及翻譯所需的原料依次是D272.（2012·臺(tái)州高二檢測(cè)）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，不正確的是（）A.終止密碼子不編碼氨基酸B.每種tRNA只轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸C.tRNA的密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D.核糖體可在mRNA上移動(dòng)【解析】選C。tRNA上無密碼子，不攜帶氨基酸序列的遺傳信息。2.（2012·臺(tái)州高二檢測(cè)）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，不正確的283.（2008·江蘇高考）葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身小部分蛋白質(zhì)在葉綠體內(nèi)的合成。下列敘述中錯(cuò)誤的是()A.葉綠體的DNA能夠轉(zhuǎn)錄B.葉綠體的DNA是遺傳物質(zhì)C.葉綠體內(nèi)存在核糖體D.葉綠體功能不受細(xì)胞核調(diào)控【解析】選D。葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身小部分蛋白質(zhì)在葉綠體內(nèi)合成，因此葉綠體的DNA能夠轉(zhuǎn)錄和翻譯，也是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)。葉綠體功能受細(xì)胞核調(diào)控。3.（2008·江蘇高考）葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身小部分蛋白294.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)B4.已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終305.觀察下列模式圖，回答問題：5.觀察下列模式圖，回答問題：31（1）圖甲所示過程是____，主要場(chǎng)所是____，原料是____。鏈a與鏈b的關(guān)系是____。經(jīng)甲過程遺傳信息由____傳遞到了____。（2）圖乙所示過程是____，發(fā)生在____（細(xì)胞器）中，①②③三個(gè)堿基稱為一個(gè)____，⑦⑧⑨三個(gè)堿基稱為一個(gè)____。該過程需要酶、____、____、____、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_________。（1）圖甲所示過程是____，主要場(chǎng)所是____，原料是__32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）尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤尿嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、腺嘌呤核苷酸答案：（1）轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核四種核苷酸互補(bǔ)33主要在細(xì)胞核模板：DNA的一條鏈原料：4種核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等場(chǎng)所條件產(chǎn)物mRNA細(xì)胞質(zhì)（核糖體）模板：mRNA原料：20種氨基酸能量：ATP酶和tRNA場(chǎng)所條件產(chǎn)物蛋白質(zhì)（多肽）轉(zhuǎn)錄翻譯主要在細(xì)胞核模板：DNA的一條鏈場(chǎng)所條件產(chǎn)物mRNA細(xì)胞質(zhì)（34路漫漫其修道遠(yuǎn)，吾將上下而求索。——屈原讀不在三更五鼓，功只怕一曝十寒?！魧W(xué)習(xí)必須與實(shí)干相結(jié)合?！└?duì)枌W(xué)而時(shí)習(xí)之，不