第四節遺傳信息的表達——RNA和蛋白質的合成第四節遺傳信息的表達——RNA和DNAmRNA細胞質mRNA蛋白質細胞核核糖體媒介？基因:在DNA上，含有遺傳信息蛋白質:體現具體生命現象核孔？DNAmRNA細胞質mRNA蛋白質細胞核核糖體媒介？基因:在1．列舉DNA的功能。2．比較DNA與RNA的異同。3．概述遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。4．理解遺傳密碼和中心法則。1．列舉DNA的功能。轉錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉錄的結果是形成RNA。DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基單雙鏈分子大小脫氧核苷酸脫氧核糖A、T、G、C雙鏈核糖核苷酸核糖A、U、G、C單鏈很大比較小DNA和RNA的比較一、轉錄轉錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉錄的結果是形成（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（3）轉運RNA(tRNA)傳達DNA上的遺傳信息，是合成蛋白質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1.RNA的分類tRNAmRNArRNA（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（DNA的平面結構圖AG

TAC

AA

A

TTCATGTTTA模板鏈編碼鏈2.轉錄的過程DNA的平面結構圖AGTACAAATTCATGT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AGTAG

TAC

AA

A

TAGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶UAGTACAAATAGCUGACGGUUUDNAGCGACGGUU

組成RNA的核苷酸一個個連接起來AG

TAC

AA

A

TUUUAGCGACGGUU組成RNA的核苷酸一個個連接起來AGAG

TAC

AA

A

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

TAC

AA

A

TUCAUGUUUAmRNA細胞溶膠

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA細胞

轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，mRNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序呢？mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質呢？轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那二、翻譯翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。轉運RNA是氨基酸的載體核糖體是翻譯的場所二、翻譯翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板合成UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸

核糖體mRNA與核糖體結合翻譯的過程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖體mRNAUCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸tRNA與mRNA互補配對，并通過tRNA將氨基酸轉運到mRNA上的相應位置UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸tUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸縮合兩個氨基酸分子縮合，形成肽鍵UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸核糖體隨著mRNA滑動，另一個tRNA上的堿基與mRNA上的堿基配對，前一個tRNA離開，再去轉運新的氨基酸肽鍵UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸核UCAUGAUUA

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（圖示中為三肽）UCAUGAUUA天冬氨酸以mRNA為模板形成了有一定圖示為一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質，翻譯的效率非常高。多肽的合成方式圖示為一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽【警示鐘】轉錄、翻譯過程中的兩點認識誤區(1)不能認為原核生物的轉錄、翻譯和真核生物的一樣：真核生物的轉錄在細胞核內進行，翻譯在細胞質中的核糖體上進行，兩個過程不能同時進行；原核生物的轉錄和翻譯是同時進行的。(2)不能認為真核生物轉錄的場所僅是細胞核，在細胞器中也存在轉錄的過程，如線粒體和葉綠體中。【警示鐘】【例】(2012·安徽高考)圖示細胞內某些重要物質的合成過程，該過程發生在()【例】(2012·安徽高考)圖示細胞內某些重要物質的合成過程A.真核細胞內，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條肽鏈B.原核細胞內，轉錄促使mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈C.原核細胞內，轉錄還未結束便啟動遺傳信息的翻譯D.真核細胞內，轉錄的同時核糖體進入細胞核啟動遺傳信息的翻譯【思路點撥】解答本題的關鍵點：(1)看清圖中細胞內同時發生轉錄和翻譯過程。(2)明確真核、原核細胞轉錄和翻譯的具體場所。A.真核細胞內，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條【解析】選C。從圖示可看出，細胞內正在發生基因的轉錄、翻譯過程，二者同時發生，應是原核細胞內基因的表達。真核細胞內基因的轉錄和翻譯是兩個獨立的過程，在細胞核內完成轉錄，mRNA經核孔到達細胞質后在核糖體上進行翻譯，轉錄和翻譯二者的時間、空間均不相同。無論是真核細胞還是原核細胞中轉錄產生的mRNA均能結合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈。【解析】選C。從圖示可看出，細胞內正在發生基因的轉錄、翻譯過mRNA：堿基的數量排列順序種類蛋白質：氨基酸的數量氨基酸排列順序氨基酸種類決定決定決定4種20種UUAGAUAUCmRNA密碼子密碼子密碼子三個堿基決定一個氨基酸，43=64密碼子：mRNA上決定一種氨基酸的三個相鄰的堿基。三、遺傳密碼mRNA：堿基的數量排列順序種類蛋白質：氨基酸的數量氨基酸排mRNA上的遺傳密碼mRNA遺傳密碼的特性：1.有3個終止密碼，沒有對應的氨基酸，所以在64個遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個。2.通用性：地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子。3.簡并性：一種氨基酸有對應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致的遺傳信息的改變。遺傳密碼的特性：四、中心法則自然界生物遺傳物質是DNA或RNA。DNA轉錄RNA翻譯蛋白質包括細胞生物和以DNA為遺傳物質的病毒。復制1.以DNA為遺傳物質的生物遺傳信息傳遞四、中心法則自然界生物遺傳物質是DNA或RNA。DNA轉錄RDNA逆轉錄RNA翻譯蛋白質（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、艾滋病病毒轉錄RNA復制2.以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息傳遞RNA翻譯蛋白質（1）如：流感病毒、小兒麻痹癥病毒、SARS病毒復制DNA逆轉錄RNA翻譯蛋白質（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、艾滋轉錄DNARNA翻譯蛋白質逆轉錄中心法則實質蘊涵著______和________這兩類生物大分子之間的相互______和相互作用。核酸蛋白質聯系DNA復制、轉錄和翻譯是所有具有細胞結構的生物所遵循的法則；

RNA復制和逆轉錄是某些病毒才會出現的，并且只有寄生到寄主細胞中才能進行。復制復制轉錄DNARNA翻譯蛋白質逆轉錄中心法則實質蘊涵著_____五、基因的完整概念1.基因是遺傳的一個基本功能單位，它在適當的環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.本質上，基因就是一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片斷，在大多數生物中是一段DNA，而在RNA病毒中則是一段RNA。五、基因的完整概念1.基因是遺傳的一個基本功能單位，它在適當主要在細胞核模板：DNA的一條鏈原料：4種游離核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等場所條件產物mRNA細胞質（核糖體）模板：mRNA原料：20種氨基酸能量：ATP酶和tRNA場所條件產物蛋白質（多肽）轉錄翻譯主要在細胞核模板：DNA的一條鏈場所條件產物mRNA細胞質（1.DNA分子復制、轉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、核糖核苷酸、蛋白質C.核糖核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸 D.脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D1.DNA分子復制、轉錄以及翻譯所需的原料依次是D2.有關蛋白質合成的敘述，不正確的是（）A.終止密碼子不編碼氨基酸B.每種tRNA只轉運一種氨基酸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【解析】選C。tRNA上無密碼子，不攜帶氨基酸序列的遺傳信息。2.有關蛋白質合成的敘述，不正確的是（）3.葉綠體的DNA能指導自身小部分蛋白質在葉綠體內的合成。下列敘述中錯誤的是()A.葉綠體的DNA能夠轉錄B.葉綠體的DNA是遺傳物質C.葉綠體內存在核糖體D.葉綠體功能不受細胞核調控【解析】選D。葉綠體的DNA能指導自身小部分蛋白質在葉綠體內合成，因此葉綠體的DNA能夠轉錄和翻譯，也是細胞質內的遺傳物質。葉綠體功能受細胞核調控。3.葉綠體的DNA能指導自身小部分蛋白質在葉綠體內的合成。下4.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個堿基)……C-U-C-U-A-G-A-U-C-U，此信使RNA控制合成的蛋白質含氨基酸的個數為（

）A.20個

B.18個C.16個

D.15個B4.已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終5.(2014·江蘇高考)研究發現,人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細胞內不能直接作為合成蛋白質的模板。依據中心法則(下圖),下列相關敘述錯誤的是(

)A.合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經過④②③環節B.侵染細胞時,病毒中的蛋白質不會進入宿主細胞C.通過④形成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上D.科學家可以研發特異性抑制逆轉錄酶的藥物來治療艾滋病

B5.(2014·江蘇高考)研究發現,人類免疫缺陷病毒(HIV6.觀察下列模式圖，回答問題：6.觀察下列模式圖，回答問題：（1）圖甲所示過程是____，主要場所是____，原料是____。鏈a與鏈b的關系是____。經甲過程遺傳信息由____傳遞到了____。（2）圖乙所示過程是____，發生在____（細胞器）中，①②③三個堿基稱為一個____，⑦⑧⑨三個堿基稱為一個____。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____，主要場所是____，原料是__答案：（1）轉錄細胞核四種核糖核苷酸互補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）轉運工具（或tRNA)（3）尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤尿嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸答案：（1）轉錄細胞核四種核糖核苷酸不知道明天該做什么的人是不幸的。

不知道明天該做什么的人是不幸的。第四節遺傳信息的表達——RNA和蛋白質的合成第四節遺傳信息的表達——RNA和DNAmRNA細胞質mRNA蛋白質細胞核核糖體媒介？基因:在DNA上，含有遺傳信息蛋白質:體現具體生命現象核孔？DNAmRNA細胞質mRNA蛋白質細胞核核糖體媒介？基因:在1．列舉DNA的功能。2．比較DNA與RNA的異同。3．概述遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。4．理解遺傳密碼和中心法則。1．列舉DNA的功能。轉錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉錄的結果是形成RNA。DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基單雙鏈分子大小脫氧核苷酸脫氧核糖A、T、G、C雙鏈核糖核苷酸核糖A、U、G、C單鏈很大比較小DNA和RNA的比較一、轉錄轉錄：遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程，轉錄的結果是形成（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（3）轉運RNA(tRNA)傳達DNA上的遺傳信息，是合成蛋白質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1.RNA的分類tRNAmRNArRNA（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖體RNA(rRNA)（DNA的平面結構圖AG

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DNA與RNA的堿基互補配對：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶UAGTACAAATAGCUGACGGUUUDNAGCGACGGUU

組成RNA的核苷酸一個個連接起來AG

TAC

AA

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AA

A

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

TAC

AA

A

TUCAUGUUUAmRNA細胞溶膠

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA細胞

轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，mRNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序呢？mRNA如何將遺傳信息翻譯成蛋白質呢？轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那二、翻譯翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。轉運RNA是氨基酸的載體核糖體是翻譯的場所二、翻譯翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板合成UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸

核糖體mRNA與核糖體結合翻譯的過程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖體mRNAUCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸tRNA與mRNA互補配對，并通過tRNA將氨基酸轉運到mRNA上的相應位置UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG異亮氨酸tUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸縮合兩個氨基酸分子縮合，形成肽鍵UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸核糖體隨著mRNA滑動，另一個tRNA上的堿基與mRNA上的堿基配對，前一個tRNA離開，再去轉運新的氨基酸肽鍵UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG異亮氨酸核UCAUGAUUA

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（圖示中為三肽）UCAUGAUUA天冬氨酸以mRNA為模板形成了有一定圖示為一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質，翻譯的效率非常高。多肽的合成方式圖示為一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽【警示鐘】轉錄、翻譯過程中的兩點認識誤區(1)不能認為原核生物的轉錄、翻譯和真核生物的一樣：真核生物的轉錄在細胞核內進行，翻譯在細胞質中的核糖體上進行，兩個過程不能同時進行；原核生物的轉錄和翻譯是同時進行的。(2)不能認為真核生物轉錄的場所僅是細胞核，在細胞器中也存在轉錄的過程，如線粒體和葉綠體中。【警示鐘】【例】(2012·安徽高考)圖示細胞內某些重要物質的合成過程，該過程發生在()【例】(2012·安徽高考)圖示細胞內某些重要物質的合成過程A.真核細胞內，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條肽鏈B.原核細胞內，轉錄促使mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈C.原核細胞內，轉錄還未結束便啟動遺傳信息的翻譯D.真核細胞內，轉錄的同時核糖體進入細胞核啟動遺傳信息的翻譯【思路點撥】解答本題的關鍵點：(1)看清圖中細胞內同時發生轉錄和翻譯過程。(2)明確真核、原核細胞轉錄和翻譯的具體場所。A.真核細胞內，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條【解析】選C。從圖示可看出，細胞內正在發生基因的轉錄、翻譯過程，二者同時發生，應是原核細胞內基因的表達。真核細胞內基因的轉錄和翻譯是兩個獨立的過程，在細胞核內完成轉錄，mRNA經核孔到達細胞質后在核糖體上進行翻譯，轉錄和翻譯二者的時間、空間均不相同。無論是真核細胞還是原核細胞中轉錄產生的mRNA均能結合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈。【解析】選C。從圖示可看出，細胞內正在發生基因的轉錄、翻譯過mRNA：堿基的數量排列順序種類蛋白質：氨基酸的數量氨基酸排列順序氨基酸種類決定決定決定4種20種UUAGAUAUCmRNA密碼子密碼子密碼子三個堿基決定一個氨基酸，43=64密碼子：mRNA上決定一種氨基酸的三個相鄰的堿基。三、遺傳密碼mRNA：堿基的數量排列順序種類蛋白質：氨基酸的數量氨基酸排mRNA上的遺傳密碼mRNA遺傳密碼的特性：1.有3個終止密碼，沒有對應的氨基酸，所以在64個遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個。2.通用性：地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子。3.簡并性：一種氨基酸有對應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致的遺傳信息的改變。遺傳密碼的特性：四、中心法則自然界生物遺傳物質是DNA或RNA。DNA轉錄RNA翻譯蛋白質包括細胞生物和以DNA為遺傳物質的病毒。復制1.以DNA為遺傳物質的生物遺傳信息傳遞四、中心法則自然界生物遺傳物質是DNA或RNA。DNA轉錄RDNA逆轉錄RNA翻譯蛋白質（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、艾滋病病毒轉錄RNA復制2.以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息傳遞RNA翻譯蛋白質（1）如：流感病毒、小兒麻痹癥病毒、SARS病毒復制DNA逆轉錄RNA翻譯蛋白質（2）如：鳥類勞氏肉瘤病毒、艾滋轉錄DNARNA翻譯蛋白質逆轉錄中心法則實質蘊涵著______和________這兩類生物大分子之間的相互______和相互作用。核酸蛋白質聯系DNA復制、轉錄和翻譯是所有具有細胞結構的生物所遵循的法則；

RNA復制和逆轉錄是某些病毒才會出現的，并且只有寄生到寄主細胞中才能進行。復制復制轉錄DNARNA翻譯蛋白質逆轉錄中心法則實質蘊涵著_____五、基因的完整概念1.基因是遺傳的一個基本功能單位，它在適當的環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.本質上，基因就是一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片斷，在大多數生物中是一段DNA，而在RNA病毒中則是一段RNA。五、基因的完整概念1.基因是遺傳的一個基本功能單位，它在適當主要在細胞核模板：DNA的一條鏈原料：4種游離核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等場所條件產物mRNA細胞質（核糖體）模板：mRNA原料：20種氨基酸能量：ATP酶和tRNA場所條件產物蛋白質（多肽）轉錄翻譯主要在細胞核模板：DNA的一條鏈場所條件產物mRNA細胞質（1.DNA分子復制、轉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、核糖核苷酸、蛋白質C.核糖核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸 D.脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D1.DNA分子復制、轉錄以及翻譯所需的原料依次是D2.有關蛋白質合成的敘述，不正確的是（）A.終止密碼子不編碼氨基酸B.每種tRNA只轉運一種氨基酸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【解析】選C。tRNA上無密碼子，不攜帶氨基酸序列的遺傳信息。2.有關蛋白質合成的敘述，不正確的是（）3.葉綠體的DNA能指導自身小部分蛋白質在葉綠體內的合成。下列敘述中錯誤的是()A.葉綠體的DNA能夠轉錄B.葉綠體的DNA是遺傳物質C.葉綠體內存在核糖體D.葉綠體功能不受細胞核調控【解析】選D。葉綠體的DNA能指導自身小部分蛋白質在葉綠體內合成，因此葉綠體的