高中生物必修二《34 遗传信息的表达——RNA和蛋白

RNA的种类：
（1）信使RNA （messager RNA, mRNA ）
以DNA的一条链为模板合成的RNA单链 功能：mRNA携带着遗传密码从核孔出来的到
细胞质中与核糖体结合。它能决定氨 基酸的排列顺序 遗传信息：DNA上的碱基排列顺序 遗传密码：mRNA上的碱基排列顺序
mRNA的碱基与氨基酸之间有何对应关系？
5 '
1.模板链并非固定在DNA分子中某一条链 2.转录方向均为5´→3´
• 转录和复制的区别
复制
转录
模板
DNA双链
DNA的一条链
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸
酶 产物 配对
DNA聚合酶 DNA
A-T、G-C
RNA聚合酶 RNA
A-U、T-A、G-C
• 转录与复制的相似点： 1. 模板均为DNA 2. 延长机理都是形成磷酸二酯键 3. 方向均为5´→3´
第四节 遗传信息的表达----
RNA和蛋白质的合成
• 遗传物质DNA的重要功能之一： 将遗传信息完整的传递给下一代----传递遗传信息
• 遗传物质DNA的重要功能之二： 将遗传信息反映到蛋白质的分子结构上----表达遗
传信息 疑问: 基因在细胞核内,怎样控制核糖体合成蛋白质?
基因与蛋白质的联系需要媒介----RNA， 并且要通过“转录”与“翻译”两步进
多聚核糖体
遗传信息的转录与翻译的比较
转录
翻译
场所 原料 碱基 配对 解旋 产物
细胞核
细胞质（核糖体）
4种核糖核苷酸 20种氨基酸
DNA－mRNA
A—U、T—A、C—G、G—C
有
mRNA－tRNA
A—U、 U—A、C—G、G—C
无
RNA
多肽（还需加工）
二、遗传信息的表达过程：
过程1、转录
(1)概念：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程 (2)发生场所：细胞核 (3)转录结果:形成RNA
密码子 密码子
密码子
G U G C AU CGA mRNA
➢ 1966年，Nirenberg和Khorana 破译了全部遗传密码，
➢ Nirenberg 和 Khorana于1968年 获诺贝尔奖
mRNA A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G 甲硫 谷 丙 半胱 脯 丝 赖 脯
每种tRNA只能识别并 转运一种氨基酸。
每种氨基酸可能由一 种或几种tRNA转运。
氨基酸： 缬氨酸
组氨酸
精氨酸
tRNA：
C AC G UA G CU
G U G C AU CGA mRNA：
（3）核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）：
rRNA和蛋白质共同组成 的复合体就是核糖体， 核糖体是蛋白质合成的 场所。
过程2、翻译
(1)概念：以mRNA为模板,合成蛋白质的过程 (2)发生场所：细胞质核糖体 (3)翻译结果:形成多肽（蛋白质）
Biblioteka Baidu
三、中心法则：
1.信息流：遗传信息的流动方向 DNA分子脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序
决定
mRNA中核糖核苷酸(碱基)的排列顺序
决定
氨基酸的排列顺序
决定
蛋白质的结构和功能(生物体的各种性状)
过程2、翻译
以 mRNA为模板,合成蛋白质的过程
核糖体
细胞质中
U U A A GA AUC mRNA
合成蛋白质 的
“生产线”
亮氨酸
精氨酸
U AA U CU
异亮 需要哪些 氨酸 tRNA来转
运这些氨 基酸？
G AU
➢细胞质中，翻译是一个快速过程，一段 mRNA可以相继与多个核糖体相结合，同时连 续进行多条同一种新肽链的合成。
（2）转运RNA（tranfer RNA, tRNA ）
三叶草形, 局部自我 配对
反密码子：在 tRNA一端,能与 mRNA上的密码子 发生碱基配对的 三个碱基。
结合氨基 酸的部位 碱基配对
反密码子
tRNA功能： 按照遗传密码将氨基酸 有次序地运送到核糖体
1、细胞中的tRNA有多 少种？ 61种 2、tRNA和氨基酸转运 有何对应关系？
1. DNA与RNA在化学组成上的区别
填写下表：
简称 全称 基本单位 所含C5 所含 空间
碱基 结构
DNA 脱氧核糖 脱氧(核糖) 脱氧核糖 AGCT 双螺旋
核酸
核苷酸
RNA 核糖核酸 核糖核苷酸 核糖 AGCU 单链
2.各种 RNA分子都是以 DNA上的基因区段 为模板“转录”而来的。
过程1：转录
在细胞核内，以 DNA的一条链为 模板，按照碱基互补配对的原则合成 RNA的过程。
碱基 DNA 互补 配对 RNA
ATGC UACG
DNA: ---GCAGTACATGTC---编码链 ---CGTCATGTACAG---模板链
转录
RNA: ---GCAGUACAUGUC---
问：RNA的碱基序列更像哪一条链？
? 4种
20种
a) 如果1个碱基决定1种氨基酸，4种碱基 能决定多少种氨基酸？4种
b) 如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能 编码多少种氨基酸？ 16种
c)一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基, 才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
3个(共有64种组合)
密码子：在mRNA上, 决定一个氨基酸的三个 相邻的碱基。
2.信息流方向：DNA RNA 蛋白质 DNA
例题:某基因一条链碱基为-ATTACGGAGTAG-, 它的互补链是转录模板,请填写下列顺序: 互补链: -T-A-A-T-G-C-C-T-C-A-T-C-
m-RNA: -A-U-U-A-C-G-G-A-G-U-A-G-
t-RNA: -U-A-A-U-G-C-C-U-C-A-U-C氨基酸: --异亮-----苏------谷-----终止--
• 遗传密码的特性：
1、共64个遗传密码 子，其中有3个终 止密码，没有对应 的氨基酸。能决定 氨基酸的遗传密码 子只有61个。
2、通用性：地球上 几乎所有的生物共 用一套密码子表。
3、简并性：一种氨 基酸可能有两种以上 的密码子的情况 在一定程度上能防止由于一个碱基 的改变而导致的遗传信息的改变。
• 转录产物 RNA的碱基序列,除了 T变U 外,其余与编码链相同。
原核细胞
真核细胞
在真核生物中，转录后新合成的mRNA是未成熟的 mRNA，需要在特定部位剪接，最后形成较短的有功 能的mRNA,即成熟的mRNA。 在原核生物中，转录产生的mRNA即为成熟的mRNA
• 转录模板
5 '
3 '
3 '