翻译复制转录

DNA复制、基因控制蛋白质合成 一、DNA和RNA的比较 项 目 全 称 化 学 组 成 单位 碱 基 五碳糖 无机酸 DNA 脱氧核糖核酸 脱氧核糖核苷酸（4种） A、T、G、C 脱氧核糖 磷酸 规则的双螺旋结构 通常只有一类 真核生物、原核生物、某些DNA病毒 真核生物主要分布在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也有；原核生物主要分布在拟核，在细胞质中也有如细菌质粒。 RNA 核糖核酸 核糖核苷酸（4种） A、U、G、C 核糖 磷酸 单链结构 mRNA、tRNA、rRNA三类 少数病毒如AIDS、SARS、流感病毒、烟草花叶病毒 真核生物主要分布在细胞质中，在细胞核中也有；原核生物分布在细胞质中。 空间结构 种 类 实 例 分 布 相同点 （1）都具有磷酸及碱基A、G、C。 （2）两者都是核酸，核酸中的碱基序列就代表着遗传信息。 注：mRNA即信使RNA呈单链，是以DNA的一条链为模板转录出来的，它是翻译的模板；tRNA呈“三叶草”型，是翻译时转运氨基酸的工具；rRNA也呈单链，它与蛋白质组成核糖体的成分。 【例1】关于DNA和RNA的组成及结构的说法正确的是( )

A．人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸 B．硝化细菌的遗传物质由5种碱基

。

DNA复制、转录、翻译的比较

【课标要求】遗传信息的转录和翻译。

【考向瞭望】基因表达过程中有关碱基数目的计算。 【知识梳理】一、DNA复制、转录、翻译的比较 时间 场所 模板 原料 条件 产物 产物动向 特点 碱基配对 复制 细胞分裂的间期 主要在细胞核 DNA的两条单链 4种脱氧核苷酸 都需要特定的酶和ATP 2个双链DNA 传递到2个子细胞 边解旋边复制， 半保留复制 A—T，T—A， G—C，C—G 一个单链RNA （mRNA，tRNA，rRNA） 离开细胞核进入细胞质 多肽链（或蛋白质） 组成细胞结构蛋白质 和功能蛋白质 转录 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 细胞质的核糖体 mRNA 20种氨基酸 翻译 边解旋边转录；转录后DNA 翻译结束后，mRNA 仍恢复原来的双链结构 分解成单个核苷酸 A—U， T—A， G—C，C—G DNA→mRNA A—U，U—A， C—G，G—C mRNA→蛋白质 遗传信息传递 DNA→DNA 意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 二、基因表达中相关数量计算来

（一）基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系：转录时，组成基因的两条链

第三篇 遗传信息的传递

生命物质运动 糖类 脂类 蛋白质 物质代谢 细胞信号通路 核酸 与 维生素 酶? 能量转换 微量元素 激素 ?

在细胞信号通路的调控及酶等生物分子的作用下，生命基本分子的物质代谢与能量转换有条不紊的进行，从而使生命的具体形式得以表现。生命物质的这些性状特征，可以通过遗传从亲代传递给子代，从而使生命得以延续。在生物遗传过程中，核酸是遗传信息的主要携带者，20世纪50年代Crick提出中心法则(central dogma)概括了遗传信息传递的基本规律，该法则认为：遗传信息的流向是DNA→RNA→蛋白质，1970年发现反转录酶，证实在某些情况下，RNA也可以是遗传信息的携带者，使中心法则的到完善和补充。中心法则可以用图解如下：

转录翻译(Transcription) (Translation)DNA蛋白质(protein)RNA执行生物学功能(包逆转录

括参与复制、转录及DNA复制(Reverse Transcription)RNA复制

(DNA Replication)(RNA Replication)翻译等过程)

第12章 DNA的复制与转录

DNA是生物遗传的主要物质基础，生物体的遗传信息以密码

核酸代谢（转录部分）蛋白质合成

★（一）名词解释 1． 转录和逆转录 2．有意义链和反意义链 3．不对称转录 4．启动子、终止子 5． 转录单位 6．密码与反密码 7．多聚核糖体 8．操纵子

9. 单顺反子和多顺反子

（二）填空题：(45%)

1．大肠杆菌中DNA指导的RNA聚合酶全酶的亚基组成为 去掉 部分称为核心酶，这个因子使全酶能辨认DNA上的 位点。

2．原核细胞转录的过程包括 、 、 和 。

3．由hnRNA(核不均一RNA)加工成熟的mRNA需经过 、 、 、 。

4．真核细胞中编码蛋白质的基因多为 。编码序列被保留在mRNA中的是

原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较

1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节

①结构基因均有调控序列；

②表达过程都具有复杂性，表现为多环节； ③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；

2.不同点:

①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。 ②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。 ③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。 ④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。 ⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。原核生物基因以操纵子的形式存在。转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5

原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较

1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节

①结构基因均有调控序列；

②表达过程都具有复杂性，表现为多环节； ③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；

2.不同点:

①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。 ②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。 ③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。 ④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。 ⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。原核生物基因以操纵子的形式存在。转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5

第一章 转录组及转录组测序 第一节 前言

1953年，沃森与克里克对DNA双螺旋结构的精确描绘开创了生命科学的黄金时代，随后如火如荼的开展起来的人类基因组计划建立起庞大复杂的基因组数据库 使人类对了解生命本源和控制生命进程燃起无限憧憬。随着越来越多的基因测序工作渐渐完成，一本“写满生命密码的天书” 呈现在我们面前, 然而，接下来的问题更纷扰而至： 1) 这些基因有什么功能？

2) 不同的基因参与了哪些细胞内不同的生命过程？ 3) 基因的表达是如何调控的呢？

4) 基因与基因产物之间是如何相互作用的呢？

5) 相同的基因在不同的细胞内的表达水平有差异吗？

6) 相同的基因处于疾病和治疗状态下的表达水平会有哪些改变？ 如何读懂这本“天书”是目前横亘在科学家们面前严峻的挑战。

因此，在人类基因组项目后，转录组学，蛋白组学，代谢组学等组学不断涌现，生命科学研究已经跨入后基因组时代。其中，转录组学作为一个率先发展起来的学科是研究细胞表型和功能的一个重要手段，转录组高通量测序技术开始在生物学前沿研究中得到了广泛的应用。

第二节

遗传信息的转录和翻译的教学设计

【设计思路】

本节课以新课程教学理念为指导，以新课标为依据，以学生为“主体”，教师为“引导”。在启发式教育的原则上，利用学生对DNA的结构和复制的认识，充分利用问题探讨和现代化的多媒体教学手段相结合。通过探究性教学，充分调动学生观察问题、分析问题的积极性和主动性，使学生能以多种方式、多种途径主动地参与到学习中来，引导学生发现问题，解决问题，实现对学生的科学思维方法和探究方法的培养，从而提高学生生物科学素质的目标。

【教材分析】

《遗传信息的转录和翻译》是人教版第二册第四章的开篇《基因控制蛋白质合成过程》，是本章及后继学习的基础。在教学中我以新课标为依据，不拘泥于教材，创造性地利用教材，重组教材，优化课堂教学。本节的主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，这是一个微观的分子水平上的过程，学生缺乏直观经验，教学中可利用多媒体动画和角色扮演的方式模拟这一过程，使这一内容直观化；侧枝内容是RNA的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，所以教学难度大。

【学情分析】

高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段，大多数学生喜欢自主探究和亲自动手操作。学生通过报刊、

转录组分析

研究背景：

RNA-Seq是通过结合实验和计算方法来鉴定生物样品中RNA序列的种类和丰度的一种技术。通过RNA-seq，我们就能够确定单链RNA分子中ATCG的顺序。整个过程主要包括：从细胞或组织中提取RNA分子、文库的构建以及后继的生物信息学数据分析。RNA-Seq技术具有许多早期研究方法（如：微阵列）所不具备的优点，如：RNA-Seq平台的高通量、新技术所带来的高灵敏度、发现新转录本、新基因模型以及非编码RNA的能力等。

RNA-Seq技术的到来，使人们认识到，无论是单细胞模式生物还是人类，我们对其转录组的认知异常匮乏。而RNA-Seq产生的新的数据，则可以帮助我们发现基因结构上的巨大差异、鉴定出新的转录本以及能够对small non-coding RNA和lncRNAs有着更好的了解。而且随着测序花费的降低，RNA-Seq的优势体现的更加明显。

服务流程：

样品选取

利用Oligo-dT富集mRNA

mRNA片段化

cDNA合成

末端修复、加polyA、加接头，PCR扩增

数据分析

测序方案：

内容：TotalRNA检测，普通转录组文库构建及测序及信息分析。 测序方式：H

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

In vitro transcription and In vitro translation

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

In vitro transcription

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

In Vitro Transcription 目的:

体外得到单一,大量的mRNA 意义:

探针------原位杂交 siRNA------RNAi Transcript------体外翻译,蛋白表达

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

In vitro TranscriptionEcoRI

T7BamHI

Antisense: Cut with EcoRI Use T-3 polymerase

T3

Sense: Cut with BamHI Use T-7 polymerase

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

Vector Maps

分子生物学,教学和自学都很有效果和受益

In vitro Transcription Plasmid with T3, T7 or SP6 promoters

Linearization o