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第4章 基因的功能 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 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 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：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，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 。 第二节 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； ⑸RNA→DNA：逆转录。 DNA→DNA RNA→RNA DNA→RNA 细胞生