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1、第四章 基因的表达 第一节 基因指导蛋白质的合成 一、遗传信息的转录 1、DNA与RNA的异同点 核酸 项目 DNA RNA 结构 通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构 通常是单链结构 基本单位 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 产生途径 DNA复制、逆转录 转录、RNA复制 存在部位 主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上 主要位于细胞质中 功能 传递和表达遗传信息 ①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板 ②tRNA：运输特定氨
2、基酸 ③rRNA：核糖体的组成成分 细胞生物（如人、水稻）内含：2种核酸、5种碱基、8种核苷酸 病毒含：1种核酸、4种碱基、5种核苷酸 2、RNA的类型 ⑴信使RNA（mRNA）⑵转运RNA（tRNA）⑶核糖体RNA（rRNA） 3、转录 ⑴转录的概念：以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。 ⑵转录的场所 主要在细胞核⑶转录的模板 以DNA的一条链为模板 ⑷转录的原料 4种核糖核苷酸⑸转录的产物 一条单链的mRNA ⑹转录的原则 碱基互补配对⑺转录与复制的异同（下表） 阶段 项目 复制 转录 时间 细
3、胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程 进行场所 主要细胞核 主要细胞核 模板 以DNA的两条链为模板 以DNA的一条链为模板 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 条件 需要特定的酶和ATP 需要特定的酶和ATP 过程 在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构 在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合 产物
4、 两个双链的DNA分子 一条单链的mRNA 特点 边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链） 边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）；只转录部分基因 遗传信息的传递方向 遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子 遗传信息由DNA传到RNA 二、遗传信息的翻译 1、遗传信息、密码子和反密码子 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基 作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列
5、识别密码子，转运氨基酸 种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 64种 61种：能翻译出氨基酸 3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 61种或tRNA也为61种 联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列 ②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补 ③密码子与相应反密码子的序列互补配对 2、翻译 ⑴定义：在核糖体中以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子。⑵翻译的场所 细胞质的核糖体上 ⑶翻译的模板 mRNA ⑷翻译的原料 20种氨基酸 ⑸翻译的产物 多肽链（蛋白质 ） ⑹翻译的原
6、则 碱基互补配对 ⑺翻译与转录的异同点（下表）： 阶段 项目 转录 翻译 定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 场所 细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的一条链 信使RNA 信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质 原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸 产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达 三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算 1、转录时，
7、以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。 2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。 第2节 基因对性状的控制 一、中心法则：最先是由克里克命名，指的是遗传信息传递的一般规律。 ⑴DNA→DNA：DNA的自我复制； ⑵DNA→RNA：转录； ⑶RNA→蛋白质：翻译； ⑷RNA→RNA：RNA的自我复制；
8、 ⑸RNA→DNA：逆转录。 DNA→DNA RNA→RNA DNA→RNA 细胞生物 病毒 RNA→蛋白质 RNA→DNA 二、基因、蛋白质与性状的关系 1、 （间接控制） 酶或激素 细胞代谢 基因 性状 结构蛋白 细胞结构 （直接控制） 2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。 3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。 基因、蛋白质和性状的关系 （1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。 （2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。
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