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第四章基因的表达基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。问题：什么是基因的表达？第1节基因指导蛋白质的合成一、RNA1.化学元素：2.基本单位：4.分布：3.空间结构：C.H.O.N.P核糖核苷酸（4种）NPA.U.C.G一般为单链主要分布在细胞质5.种类：信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）传递遗传信息，翻译的模板。蛋白质合成中运输氨基酸。核糖体的组成成分。一、RNA思考：有两种核酸，如何判断是DNA还是RNA?比较RNA与DNA结构的不同比较项目DNARNA结构基本单位五碳糖含氮碱基主要存在部位小飞守角制作脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG双链单链细胞核细胞质二、遗传信息的转录场所细胞核（主要），线粒体，叶绿体概念：细胞核以DNA的一条链为模板合成RNA的过程过程：教材P63图4-4拟核真核生物原核生物时间：生长发育的整个历程中ACGTGTTTADNA的平面结构图转录的过程解旋GDNA游离的核糖核苷酸RNA聚合酶TGCACAAAT1、DNA解旋，碱基暴露TGCACAAATGA2、游离的核糖核苷酸与DNA随机碰撞，核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，氢键结合TGCACAAATGAUTGCACAAATGAU3、核糖核苷酸连接成mRNA。TGCACAAATGAUGTGCACAAATGGAUGTGCACAAATGGAUGUTGCACAAATGGAUGUTGCACAAATGGAUGUUTGCACAAATGGAUGUUATGCACAAATGGAUGUUAUTGCACAAATGGAUGUUAUCRNA聚合酶TGCACAAATGGAUGUUAUC形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNATGCACAAAT细胞质细胞核核孔DNAACGUGUUUAmRNAACGTGTTAT4、mRNA释放，DNA双链恢复ACGUGUUUAmRNA产物：碱基互补配对：游离的4种核糖核苷酸RNA（mRNAtRNArRNA）ATPG－C、C－G、T－A、A－U遗传信息流动：DNAmRNA二、遗传信息的转录RNA聚合酶DNA双链中的一条链模板：原料：条件酶：能量：特点：边解旋边转录类别项目复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核只解有遗传效应的片段只有DNA的一条链四种核糖核苷酸RNA聚合酶ATPA-UG-CT-AC-GmRNA细胞核完全解旋DNA的两条链四种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATPA-TC-GT-AG-C子代DNA思考：转录与DNA复制的异同点三、密码子和反密码子1.密码子概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基与氨基酸的对应关系：种类（64种）3种称为终止密码子，不编码氨基酸可编码氨基酸61种能编码氨基酸（2种为起始密码）一个密码子只能编码一种氨基酸，一种氨基酸可以对应多个密码子。这体现了简并性。通用性三、密码子和反密码子2.反密码子概念：与氨基酸的对应关系：种类：tRNA上可以与密码子互补配对的这三个碱基。61种（理论上）每种tRNA只能转运1种氨基酸。每种氨基酸可能有多种tRNA。注：反密码子从tRNA携带氨基酸的一端开始阅读四、遗传信息的翻译场所：概念：过程：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。细胞质中的核糖体教材P63图4-4第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。起始码(甲硫氨酸)第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。形成肽键第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。终止密码产物：思考：这样合成的多条多肽链是否相同？为什么？这样合成有什么意义？模板：原料：条件酶能量特点：四、遗传信息的翻译游离的20种氨基酸多肽链（经加工修饰为蛋白质）mRNA核糖体沿着mRNA移动一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链（核糖体移动方向：肽链短的到肽链长的）产物：碱基互补配对：遗传信息流动：模板：原料：条件酶能量特点：四、遗传信息的翻译游离的20种氨基酸多肽链（经加工修饰为蛋白质）G－C、C－G、U－A、A－UmRNA蛋白质mRNA核糖体沿着mRNA移动一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链（核糖体移动方向：肽链短的到肽链长的）2、翻译的过程基因指导蛋白质合成的过程1．(2015·江苏卷)如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是（）A．图中结构含有核糖体RNAB．甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置C．密码子位于tRNA的环状结构上D．mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类A2．如图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是（）A．因为①中含有碱基U，所以其上有密码子B．②和③过程均发生了碱基互补配对C．甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程D．L1是一个具有双螺旋结构的DNA分子B五、原核生物的转录和翻译RNA聚合酶DNA多肽链核糖体mRNA特点：同时同地进行，边转录边翻译3．某生物基因表达过程如下图所示。下列叙述与该图相符的是（）A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对C．mRNA翻译只能得到一条肽链D．该过程发生在真核细胞中A复制转录翻译时间分裂间期生长发育的整个过程场所细胞核细胞核核糖体模板DNA两条母链DNA的一条链mRNA原料游离脱氧核苷酸4种游离核糖核苷酸4种氨基酸约20种条件碱基互补配对，酶（解旋酶、DNA聚合酶）、ATP碱基互补配对，酶（RNA聚合酶）、ATP碱基互补配对，tRNA、酶（蛋白质合成的酶）、ATP产物两个相同的DNA一个mRNA多肽→蛋白质产物去向子细胞细胞质细胞组成、功能表现蛋白质中氨基酸数：mRNA中核糖核苷酸数或碱基数：DNA中脱氧核苷酸数或碱基数=。六、相关数量关系1：3：6注意：由于基因中有的片段不转录以及转录出来的mRNA有终止密码子等原因，所以mRNA中碱基数至少是氨基酸数的3倍；DNA中碱基数至少是氨基酸数的6倍。4．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数依次为（）A．32,11,66B．36,12,72C．12,36,24D．11,36,72B七、中心法则思考：在DNA复制、转录、翻译时遗传信息时怎样流动的？DNA转录复制蛋白质翻译RNA1.细胞生物及噬菌体等DNA病毒：七、中心法则2.烟草花叶病毒等大部分RNA病毒（非逆转录病毒）：蛋白质翻译RNA复制3.HIV等RNA病毒（逆转录病毒）：逆转录RNADNA复制转录蛋白质翻译RNA七、中心法则DNA转录复制逆转录蛋白质翻译RNA复制RNA5．(2015·重庆理综)结合下图分析，下列叙述错误的是（）A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链D6．已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。下列有关说明不正确的是（）A．艾滋病病毒、噬菌体、流感病毒的遗传方式分别是丙、甲、乙B．在中心法则中很少发生的过程是6、7C．甲种类型病毒更容易发生变异D．三种病毒的增殖要在含有活细胞的培养基中C八、基因、蛋白质与性状的关系基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状2.直接控制：基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物性状基因控制性状的方式：1.间接控制：基因通过控制酶的合成来控制细胞新陈代谢，进而间接控制生物性状豌豆的圆粒与皱粒：DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成淀粉含量低，蔗糖含量高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉含量高，而蔗糖含量低淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）间接控制囊性纤维病编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失了3个碱基对导致CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响了CFTR蛋白结构使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损直接控制人的白化病控制酪氨酸酶形成的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病间接控制镰刀型细胞贫血症控制血红蛋白形成的基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化红细胞呈镰刀型，运输氧的能力降低容易破裂，患溶血性贫血正常红细胞镰刀型细胞直接控制7.如图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出（）A．过程①、②都主要在细胞核中进行B．食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白C．M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中D．老年人细胞中不含有M2C