遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成复习
高三一轮复习——基因指导蛋白质的合成
信使RNA学说：
实验（一）：
1955年，Brachet（布拉舍）用洋葱 根尖进行了实验。如果在细胞中加入RNA 酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止； 若再加入从酵母中提取出来的RNA，则又 可以重新合成一些蛋白质。
蛋白质的合成与RNA有关
实验（二）：变形虫放射性标记换核实验 RNA在细胞核中合成,后转移到细胞质中
mRNA如何翻译成蛋白质？
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
密码子有哪些特性？
tRNA
理论上细胞中的tRNA有多少种？ tRNA和氨基酸转运有何对应关系？
真核生物
转录结束后才进行翻译
原核生物
边转录边翻译
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
(2017·全国卷Ⅲ，1)下列关于真核细胞中转录的叙
正确的是
A
A.皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打
乱，不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低而蔗糖含
量高
B.人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构
直接控制生物体的性状来实现的
C.基因与性状的关系呈线性关系，即一种性状由
一个基因控制
D.囊性纤维病患者中，编码一个CFTR蛋白的基因
缺失了3个碱基，这种变异属于染色体结构变异
D.在细胞周期中，mRNA的种类和含量均会发生变化
1.中心法则
不同生物的中心法则表达式
DNA病毒（T2噬 菌体） RNA病毒（烟草花 叶病毒） 逆转录病毒（HIV）
细胞生物
洋葱表皮细胞和分 生区细胞的表达式 相同吗？
2.基因控制性状的途径
3.基因的选择性表达与细胞分化
4.表观遗传
表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因 表达和表型发生可遗传变化的现象。
【优化方案】2012高考生物总复习 第三章第四节遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成课件 浙科版必修2
4．条件 ． (1)原料：4种游离的 核糖核苷酸 。 原料： 种游离的 种游离的___________。 原料 聚合酶 (2)酶：___________ 。 酶 RNA聚合酶 (3)能量： _____。 能量： ATP 。 能量 的一条链 (4)模板：______________ 。 模板： DNA的一条链 模板 5．产物及其功能 ． (1)mRNA：传达_____上遗传信息。 ：传达 DNA上遗传信息。 上遗传信息 (2)tRNA：把_______运送到核糖体上。 ： 氨基酸 运送到核糖体上 运送到核糖体上。 (3)rRNA：是_______的重要组成成分。 的重要组成成分。 ： 核糖体 的重要组成成分
2．DNA(基因 、 mRNA上碱基数目与氨基酸数 ． 基因)、 基因 上碱基数目与氨基酸数 目之间的关系 在蛋白质的合成过程中，是以 基因)的两 在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因 的两 基因 条链中的一条链为模板，合成一条 单链, 条链中的一条链为模板，合成一条mRNA单链 单链 因此， 中的碱基数目是mRNA中的碱基数 因此，DNA中的碱基数目是 中的碱基数目是 中的碱基数 目的两倍；在翻译时， 目的两倍；在翻译时，mRNA每三个碱基决定 每三个碱基决定 一种氨基酸， 一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示 如图)： 为(如图 ： 如图
解析：选D。本题考查基因的碱基数量与氨基 解析： 。 酸数量的关系以及蛋白质的相关计算。 酸数量的关系以及蛋白质的相关计算。由于 多肽的相对分子质量＝ 多肽的相对分子质量＝氨基酸的平均相对分 子质量×氨基酸的数量－ × 氨基酸的数量 子质量×氨基酸的数量－18×(氨基酸的数量 1)＝2778，所以该多肽由30个氨基酸组成 个氨基酸组成， －1)＝2778，所以该多肽由30个氨基酸组成， 编码该多肽的mRNA上应含有 个密码子再 上应含有30个密码子再 编码该多肽的 上应含有 加上终止密码子即为31个密码子， 加上终止密码子即为 个密码子，编码该多 个密码子 肽的基因碱基数至少为31× ＝ 肽的基因碱基数至少为 ×6＝186，即93对 ， 对 碱基。 碱基。
RNA和蛋白质的合成(共9张PPT)
三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 科学家是怎么知道这些过程的？
跨学科了！ 1953年，美国物理学家伽莫夫在了解了 沃森和克里克的 DNA 双螺旋结构模型理论 后，通过排列组合的数学计算，提出了关于 遗传学的“三联体密码子”假说。 4×4×4=64 没做实验！ DNA在核内，而蛋白质是在细胞质中的 核糖体上合成的，DNA分子中的遗传信息是 如何进入细胞质中的？ 生物学家们的实验研究最终回答了这个 问题。
五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
tRNA头部的 三个碱基称 为反密码子。
三种RNA共同Байду номын сангаас与 蛋白质的合成过程。
板书
第三章 遗传的分子基础
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。 二、RNA的种类：P67 mRNA——信使 RNA t RNA——转运 RNA r RNA——核糖体 RNA
板书
三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
第三章
遗传的分子基础
——谁？怎样规定了 子代的性状？
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
单链折叠后 也能配对。
在细胞中含量最 二、RNA的种类：P67 多的RNA。 在细胞内的含量较少 参与构成核糖体 。 r RNA——核糖体 RNA： mRNA——信使 RNA：携带着遗传信息的 RNA。 t RNA——转运 RNA：负责把氨基酸运往核糖 体的 RNA。
浙科版高一生物必修2_《遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成》课时训练
第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成1.比较RNA和DNA的化学成分,RNA特有的是（）A.核糖和尿嘧啶B.核糖和胸腺嘧啶C.脱氧核糖和尿嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶2.转录和复制过程相同的是（）A.只以DNA的一条链为模板B.遵循碱基互补配对原则C.合成的产物中都含有TD.都由相同的酶参与3.下列各组中属于转录过程中碱基互补配对的是（）A.C→G,G→C,A→T,T→AB.C→G,G→C,A→U,T→AC.C→G,G→C,A→U,U→AD.C→G,G→C,A→T,U→A4.信使RNA分子中的碱基排列顺序,是由下列哪一项决定的（）A.DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序B.转运RNA分子中核苷酸排列顺序C.蛋白质分子中氨基酸排列顺序D.核糖体RNA分子中核苷酸排列顺序5.下列哪项不是信使RNA的功能（）A.决定多肽中氨基酸的排列顺序B.决定转运RNA的碱基排列顺序C.决定蛋白质分子的特异性D.作为翻译时的模板6.下列哪三个相连的碱基肯定不是密码子（）A.GCUB.CGAC.AGCD.TCA7.如果DNA分子模板链上的TAA变成TAC,那么相应的密码子将会由（）A.AUU变成AUGB.UAA变成UAGC.AUG变成AUUD.UAA变成UAC8.mRNA的核苷酸序列与（）A.DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B.DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C.某一tRNA分子的核苷酸序列互补D.所有tRNA分子的核苷酸序列互补9.病毒的增殖过程需要在寄主细胞中完成，其原因不包括（）A.需要寄主细胞提供核糖体和tRNAB.需要寄主细胞提供各种酶和ATPC.需要寄主细胞提供mRNAD.需要寄主细胞提供各种原料10.组成mRNA分子的四种单核苷酸能组成多少种密码子（）A.16B.32C.46D.6411.转录和翻译的主要场所分别是（）A.线粒体和叶绿体B.细胞核和高尔基体C.细胞核和核糖体D.核糖体和高尔基体12.DNA复制、转录和翻译过程中所需要的原料物质分别是（）A.脱氧核苷酸，核糖核苷酸，氨基酸B.核糖核苷酸，脱氧核苷酸，氨基酸C.脱氧核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸D.核糖核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸13.一段信使RNA有2000个碱基，转录它的基因中胸腺嘧啶和鸟嘌呤的总数是（）A.10000个B.2000个C.30000个D.4000个14.已知某tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，所转运的是亮氨酸，那么决定氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的（）A.GATB.GAUC.CUAD.CTA15.若细胞质中tRNA1（AUU）可转运氨基酸a，tRNA2（ACG）可转运氨基酸b，tRNA3（UAC）可携带氨基酸c，今以DNA中一条链—A—C—G—T—A—C—A—T—T—为模板合成蛋白质，该蛋白质基本组成单位的排列可能是（）A.a—b—cB.c—b—aC.b—c—aD.b—a—c16.下图是基因控制蛋白质的合成过程示意图，请回答：（1）图示中，DNA的模板链是___________。
分子生物学复习资料
1.简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。
(1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。
(2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。
(3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。
3.原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。
(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。
(2)起始氨酰-tRNA不同：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi(3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基。
4.试比较原核生物与真核生物的翻译。
原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。
（1）.起始Met不需甲酰化；（2）.无SD序列，但需要一个扫描过程；（3）.tRNA先于mRNA 与核糖体小亚基结合；（4）.起始因子比较多；（5）.只一个终止释放因子。
5试比较转录与复制的区别。
提示：①目的不同，所使用的酶、原料及其它辅助因子不同，转录是合成RNA，复制是合成DNA；②方式不同：转录是不对称的，只在双链DNA的一条链上进行，只以DNA的一条链为模板，复制为半不连续的，分别以DNA的两条链为模板，在DNA的两条链上进行；③复制需要引物，转录不需要引物；④复制过程存在校正机制，转录过程则没有；⑤转录产物需要加工，复制产物不需要加工；⑥复制与转录都经历起始、延长、终止阶段，都以DNA为模板，新链按碱基互补原则，5'→3’方向合成。
6基因文库的构建对重组子的筛选(3种方法)并简述过程。
抗生素抗性筛选、抗性的插入失活、兰-白斑筛选或PCR筛选、差式筛选、DNA探针多数克隆载体均带有抗生素抗性基因（抗氨苄青霉素、四环素）。
基因指导蛋白质的合成(一轮复习)
了挑战。当年，他在《自然Nature》杂志首次发表了遗传
密码的理论研究的文章，指出三个碱基编码一个氨基酸。
接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为 信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读 DNA序列会有什么不同呢？
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核糖
脱氧核糖
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一、遗传信息的转录
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一、遗传信息的转录
比较项目 结 构 基本单位 五碳糖 含氮碱基
比较RNA与DNA结构的不同 DNA 通常双螺旋结构
脱氧核苷酸 脱氧核糖 ATCG 遗传信息的储存、传递、 表达 细胞核
RNA 核糖核苷酸 核 糖 AUCG 细胞质
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一般单链结构
非重叠阅读方式阅读结果： CCU AGC GUG CGA… 重叠阅读方式阅读结果： CCU CUA UAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG CGA…
改变DNA序列的一个碱基，密码以非重叠方式阅读 时，影响1个氨基酸，密码以重叠方式阅读时，影响3个 氨基酸
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（1）、遗传密码的阅读方式
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一、遗传信息的转录
3、RNA适于做DNA的信使的原因： ⑴它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、 磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
⑵在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对 原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA 与DNA有关系时，U与配对。 ⑶RNA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。 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
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二、遗传信息的翻译
生物的蛋白质合成与遗传信息的核心知识点总结
生物的蛋白质合成与遗传信息的核心知识点总结蛋白质合成是生物体内的一个重要过程，它与遗传信息密切相关。
在这篇文章中，我们将总结生物的蛋白质合成与遗传信息的核心知识点。
1. DNA的结构与功能DNA（脱氧核糖核酸）是生物体内存储遗传信息的分子。
它由磷酸、五碳糖（脱氧核糖）、四种氮碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成。
DNA的双螺旋结构使得它具有稳定性，并能够进行遗传信息的复制与传递。
2. 转录的过程转录是指将DNA中的遗传信息转化为RNA的过程。
这一过程由一系列酶的参与完成，包括RNA聚合酶、启动子和终止子等。
转录分为三个阶段：启动、延伸和终止。
在转录的过程中，DNA的双链解开，RNA聚合酶沿着DNA链合成RNA，形成mRNA（信使RNA）分子。
3. RNA的功能RNA（核糖核酸）是参与蛋白质合成的关键分子。
它除了承担信使RNA的功能外，还存在着其他几种类型的RNA：转移RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）和小核RNA（snRNA）。
这些不同类型的RNA在蛋白质合成中扮演不同的角色，如运输氨基酸、构成核糖体等。
4. 翻译的过程翻译是指通过核糖体将mRNA上的遗传信息转化为蛋白质的过程。
翻译包含三个主要步骤：起始、延伸和终止。
起始复合物由mRNA、tRNA和ribosome subunit组成。
然后转移到核糖体上，核糖体通过读取mRNA上的密码子，依次将氨基酸通过肽键连接起来，形成多肽链，即蛋白质。
5. 突变与遗传信息的变异突变是指DNA序列的改变，它是遗传信息的变异来源之一。
突变可以分为基因突变和染色体突变两种类型。
位点突变、插入和缺失等是基因突变的常见形式。
这些突变可能会导致蛋白质的结构或功能发生改变，进而影响生物体的表型。
总结：生物的蛋白质合成与遗传信息紧密相连，DNA的结构和功能是遗传信息的储存和传递基础。
通过转录和翻译，DNA上的遗传信息转化为RNA，最终合成蛋白质。
同时，突变可导致遗传信息的变异。
高中生物(浙江专版)必修2同步课件：遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
7．表达是基因通过转录形成RNA产物或通过转 录翻译形成蛋白质产物的过程。
考试内容 (1)DNA的功能 (2)DNA与RNA的异同 遗传信息 (3)转录、翻译的概念和过程 的表达 (4)遗传密码、中心法则 (5)基因的概念 (6)复制、转录和翻译的异同
1．在正常人体细胞中能否进行 RNA 复制和逆转录？遗传 信息是如何流动的？
提示：不能，RNA 复制和逆转录是 RNA 病毒在寄主细胞 中繁殖活动中的一项遗传活动。
人体细胞内遗传信息流动过程为：
2．在真核细胞中，“染色体－DNA－基因”三者之间在遗 传上是怎样的关系？
提示：在真核细胞的遗传关系上，DNA 分子是遗传物质； 染色体是 DNA 的主要载体；基因是有遗传效应的 DNA 片段。 基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控 制性状就是通过控制 RNA 和蛋白质合成来完成的。
五碳糖
特有碱基
DNA RNA
脱氧核糖 _核__糖__
_T_(_胸__腺_嘧 __啶__)_ __U__(尿__嘧__啶__) _
(2)基本单位： 核糖核苷酸 。
结构特点 一般是 _双_链__ 通常是 单__链__
(3)种类和功能：
1．DNA 转录时是把所有 DNA 分子都转录出来吗？ 提示：转录的不是整个 DNA 分子，而是以基因为单位进行的。 2．如图是一小段 DNA 片段，①链是模板链，②是编码链， 请写出其转录生成的 RNA 的碱基序列，并分析 RNA 的碱基 序列与 DNA 两条链碱基序列的关系？
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2.合成此肽链总共需要几个氨基酸？
75个 3.假如该基因模板链某个碱基发生替换，是否一定 会引起此基因控制的性状的改变? 不一定 ①某些不表达的DNA片段突变 4.若该基因为豌豆的紫花基因，则此基因在豌豆的每 ②不同密码子决定同一种氨基酸 个细胞内都能表达吗？ ③蛋白质不同，功能相同 ④隐性突变被显性基因掩盖 不能，基因具有选择性表达的特点
（1）从图中分析，核糖体的分布场所有 细胞溶胶、 .. 线粒体 。
（2）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、 ④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养 基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。 由此可推测该RNA聚合酶由 细胞核 中的基因 指导合成。
（3）用α—鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞溶胶中 RNA含量显著减少，那么推测α—鹅膏蕈碱抑制的过 程是 ① （填序号），线粒体功能 会 （填 “会”或“不会”）受到影响。
比较复制、转录、翻译的过程
复制
转录
翻译 核糖体 mRNA 氨基酸 A-U C-G DNA U-A G-C 蛋白质
细胞核（线粒 细胞核（线粒 场所 体、叶绿体） 体、叶绿体） DNA的两条链 基因的一条链 模板 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 原料 A-U T-A 碱基配对 A-T T-A C-G G-C C-G G-C 方式
1965年，RNA复制酶被发现。
1965年，遗传密码表被全部破译。 1969年，巴尔的摩和特明发现逆转录现象。 „„
中心法则
材料一：1953年之后科学家陆续认识到：DNA是双 螺旋结构；并与蛋白质结合形成染色质；基因控制 蛋白质的合成；且DNA存在于细胞核内不能出来； 而蛋白质的合成场所在细胞质的核糖体上。
①
多肽 RNA DNA
②
A.①②两处都有大分子的生物合成，图中DNA可以与有关蛋白 质结合成染色体 B.①②两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C C.①处有DNA聚合酶参与，②处没有DNA聚合酶参与 D.①处有DNA-RNA杂合双链片段，②处没有DNA-RNA杂合双链片段
练习 下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意 图，请据图回答下列问题。
真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（局部）
转录场所： 细胞核、线粒体、 叶绿体 表达过程：细胞核内转录成的 mRNA经加工后从核孔 出来，与核糖体结合
拟核、质粒
边转录边翻译
材料四：美国分子生物学家特明于1960年在研究鸡肉 瘤病毒（RSV）的基础上创立原病毒假说：有感染力 RSV的RNA是病毒DNA（即原病毒）合成的模板，而原 病毒是子代RSV的RNA合成的信息。1969年他用实验证 实RSV含有一种DNA聚合酶，该酶以后被称为“逆转录 酶”。这个发现补充了原来无人怀疑的“中心法则”， 特明因此获得1975年诺贝尔奖。 思考：各种生物的遗传信息传递方向是一样的吗？
假如你是当时的科学家，基于 此材料你会提出哪些质疑？
RNA聚合酶
模板链 游离核苷酸 RNA RNA的形成过程示意图
材料二：1956-1966年间，克里克、霍利、布莱纳 等人一直从事翻译工作的研究。他们主要解决翻译 过程中两个关键性的问题：（1）遗传密码与氨基 酸序列的对应关系（2）碱基序列到氨基酸序列的 转变机制。
生物种类
以DNA为遗传 物质的生物 复 制 复 制
遗传信息传递方向
转录 DNA 翻译 RNA
蛋白质
翻译 RNA 复 制 转录 DNA 蛋白质 翻译 RNA
以RNA为遗传 物质的生物 RNA
逆转录
蛋白质
小结
中心法则
练习 下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质 合成的示意图。据图分析正确的是（ D ）
遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
2009年诺贝尔化学奖揭晓
文卡特拉曼
托马斯
约纳特因
美国、以色列三科学家因“对核糖体结构和功能的 研究”而获奖
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
科学探索的脚步
„„
1944年，艾弗里等人通过细菌转换实验证明DNA是遗传物质。 1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。 1957年，克里克提出“中心法则”。 1958年，德尔布吕克等人发现DNA分子半保留复制机理。 1960年，信使RNA被发现。
假设某基因中有一片段的一条链的碱基序列是 CGCGACTACAGTCCC„GGATGTACTTCGAT（其中„示省略了 210个碱基）若以此链为模板经转录、翻译成多肽链。 1、写出此模板链转录的mRNA碱基序列、氨基酸序列。
mRNA碱基序列： GCGCUGAUGUCAGGG„CCUACAUGAAGCUA 氨基酸序列： 甲硫氨酸-丝氨酸-甘氨酸„脯氨酸-苏氨酸
遗传信息 流动方向
DNA
DNA
DNA
RNA
材料三：科学家通过精确的仪器发现细胞翻译蛋白 质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译50个氨 基酸； 大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译1200个 氨基酸，比真核生物要快得多。
讨论： 1、为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？
2、原核细胞和真核细胞在基因的表达方面可能存在 哪些区别？