第四章 基因的表达
在美国电影《侏罗纪公园》说，复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙的DNA分子培育繁殖而来的。
讨论：利用已灭绝的生物的DNA分子,真的能够使灭绝的生物复活吗？
现代遗传学认为：
生物的性状是由 控制的。
DNA分子是怎样控制遗传性状的？
性状是由 体现的。
基因
蛋白质
DNA（基因）
蛋白质（性状）
？
第一节 基因指导蛋白质的合成
细胞核
细胞质核糖体上
DNA(基因)
转录
翻译
基因指导蛋白质合成的过程
遗传信息的转录
RNA是DNA指导蛋白质合成的信使。
为什么RNA适于作DNA的信使呢？
RNA和DNA的区别
核糖核酸
脱氧核糖核酸
核糖核苷酸
脱氧（核糖）核苷酸
一般为单链
一般为双链
主要存在于细胞质中
主要存在于细胞核中
C、H、O、N、P
核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、U
C、H、O、N、P
脱氧核糖、磷酸、
含氮碱基：A、G、C、T
传递遗传信息
携带遗传信息
为什么RNA适于作DNA的信使呢？
①RNA也是由基本单位－－核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。
②在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
①信使RNA（mRNA)
功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细
胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成
②转运RNA（tRNA)
种类：多种
功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码
子、转运一种氨基酸）
③核糖体RNA（rRNA）
功能：与核糖体的合成有关。
RNA的种类
mRNA（信使RNA）
tRNA（转运RNA）
rRNA（核糖体）
（2）场所：
（1）概念：
一、遗传信息的转录
以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程。
细胞核
（3）条件：
模板:
原料:
能量:
酶:
DNA的一条链为模板
4种核糖核苷酸
ATP
DNA解旋酶,RNA聚合酶
（4）过程：DNA解开螺旋,以一条链为模板,按照
A-U、T-A、C-G、G-C配对， RNA聚合
酶合成mRNA，酶和mRNA脱落下来，
DNA两条链重新螺旋。
（5）
模板链:转录时基因中作模板的那条链
编码链:转录时基因中不作模板的那条链
mRNA
DNA的平面结构图
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA
细胞核中
DNA与RNA的碱基互补配对： A——U；T——A；C——G；T—A
细胞核中
组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
细胞核中
形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
mRNA
DNA
细胞核中
细胞质
细胞核
核孔
DNA
mRNA在细胞核中合成
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
转录小结
场所:
模板:
原料:
条件:
产物:
特点:
原则:
细胞核
DNA上基因的一条链
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
需要模板、原料、酶和ATP
单链的mRNA
边解旋边转录
碱基互补配对原则
（A=U,T=A; G=C,C=G）
2、遗传信息的翻译
（1）概念：
（2）地点：
指以 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
在细胞质中
信使RNA
（3）
3个相临的碱基
（4）条件：
模板：mRNA
原料：20种氨基酸
能量： ATP
(5)结果：形成多肽
mRNA上 对应一个氨基酸
翻 译
核糖体
细胞质中的mRNA与核糖体结合.
细胞质中
（5）过程：
tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
细胞质中
细胞质中
tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的相应位置 .
细胞质中
两个氨基酸分子缩合
亮氨酸
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个tRNA
上的碱基与mRNA上的密码子配对.
细胞质中
亮氨酸
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
细胞质中
亮氨酸
天冬氨酸
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
细胞质中
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
细胞质中
mRNA：
碱基的数量
排列顺序
种类
蛋白质：
氨基酸的数量
排列顺序
种类
决定
决定
决定
?种
?种
4种
20种
讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定
　　　20种不同的氨基酸？
三个碱基决定一个氨基酸，43=64
遗传密码：
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。
密码子表
1、一个密码子决定一个特定的氨基酸。

2、有的氨基酸可能有一个以上的密码子 。

3、起始密码子：GUG、AUG
终止密码子 ：UAA、UAG、UGA

4、氨基酸的种类：20种；
密码子的种类：64种
天冬氨酸
异亮氨酸
转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。
运载工具：转运 RNA（tRNA)
反密码子
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带
一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
翻译小结
场所:
模板:
原料:
条件:
产物:
原则:
细胞质的核糖体上
以信使RNA为模板
二十种氨基酸
需要酶和ATP
多个多肽或蛋白质
密码子与反密码子配对,
碱基互补配对原则（A=U，G=C）
DNA的转录和翻译
思考：
DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？
与蛋白质合成有关的计算
DNA
RNA
蛋白质
1
3
6
6n
3n
n
遗传信息
遗传密码
碱基数
碱基数
氨基酸数
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n
说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
转录
翻译
细胞核
细胞质
小结：
转录、翻译和DNA复制的区别
细胞核
细胞质的核糖体
细胞核
DNA的一条链
mRNA
DNA的两条链
核糖核苷酸
氨基酸
脱氧核苷酸
DNA mRNA
RNA 蛋白质
DNA DNA
生长发育过程中
细胞分裂间期
mRNA
有一定氨基酸顺序的蛋白质
2个相同DNA
密码子与反密码子：
1、密码子位于 上，密码子中没有碱基 。
2、密码子共有 种，决定氨基酸的 密码子有 种。
3、一种密码子决定 种氨基酸，
一种氨基酸由 种密码子决定。
4、反密码子位于 上，
一种tRNA转运 种氨基酸。
mRNA
T
64
61
1
1或多
1
tRNA
1氨基酸
3碱基（1个密码子）
6碱基（双链DNA）
300
3×300=900
900 × 2=1800
思考题1：一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个？
A. 300；600 B.900；1800
C. 900；900 D.600；900
B
思考题2：某生物基因单链的一段是┅ G –C – A – G – A – C – A – A – A┅ ，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是（ ）
①苯丙氨酸UUU；②天冬氨酸GAC
③亮氨酸CUG； ④赖氨酸AAA
⑤精氨酸CGU； ⑥丙氨酸GCA
A .①③⑤ B .⑥②④
C. ②④⑥ D .⑤③①
B