1、rRNA转录后加工 真核生物有4种rRNA,即5 SrRNA、5.8 SrRNA、18 SrRNA和28 SrRNA。成熟 rRNA结构具有一个显著的特点，大保守区域含有大量的甲基化位点，甲基基因 主要加在核糖体上。甲基化多数在细胞核内完成，少量被运送到细胞质中进行。 2、mRNA转录后加工 1)在mRNA的5'端加上一个7-甲基鸟嘌昤核苷的帽子结构，其鸟苷通过三 个磷酸键连接在第一个核苷酸上。所有真核生物mRNA上都有这一帽子。mRNA 的加帽的作用为核糖体识别mRNA提供信号，可以促进mRNA对核糖体的结合， 增加mRNA的稳定性，从而延长mRNA的寿命。 2)在mRNA前体的3'末端由RNA末端腺苷酸转移酶催化，加上一条具有200 个左右腺苷酸的序列，称为多聚A(poly A)。它对mRNA的稳定性有一定的作 用，且是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式。mRNA上的多聚A尾对于从 细胞中纯化mRNA及cDNA的合成具有重要意义。 3)在mRNA帽子的5端，一般有2-3个核苷酸被甲基化，可提高mRNA在 蛋白质合成中的效能。 4)RNA的剪接，在真核生物初级RNA转录物(hnRNA)中，有相当一部分是 非编码序列（内含子）转录后被切除，然后留下来的区段（外显子）按照一 定顺序准确连接起来，即RNA剪接或RNA加工，加工后的完整分子叫mRNA。 snRNP(small nucleus ribonucleoprotein)通过RNA-RNA互补，可以识别内含 子中RNA的特定序列（大多数基因中内含子在5？端为GU,3'端为AG),从而 切掉内含子。snRNP的形成是通过核小RNA与约十种蛋白质结合后形成的。 RNA前体在核内经过戴帽、加尾、甲基化和切除内含子等加工程序，最后 成为成熟的mRNA,然后转运至细胞质中指导蛋白质的合成。 第五节遗传密码与蛋白质的潮译 一、遗传密码 其主要特征是： 1、遗传密码为三联体，即三个碱基决定一个氨基酸； 2、遗传密码间无间隔或逗号，即在翻译过程中，遗传密码的编码是连续 的； 3、遗传密码间存在简并现象，除甲硫氨酸和色氨酸外的所有氨基酸都由 两种或两种以上的密码子编码； 4、遗传密码第三个碱基的灵活性，决定了同一氨基酸或性质相近的不同 氨基酸的多个密码子往往只有最后一个碱基的变化，这种现象对生命和稳定性 具有重要意义。 5、遗传密码具有起始和终止密码子； 16
16 1、rRNA 转录后加工 真核生物有 4 种 rRNA，即 5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA 和 28SrRNA。成熟 rRNA 结构具有一个显著的特点，大保守区域含有大量的甲基化位点，甲基基因 主要加在核糖体上。甲基化多数在细胞核内完成，少量被运送到细胞质中进行。 2、mRNA 转录后加工 1）在 mRNA 的 5’端加上一个 7-甲基鸟嘌呤核苷的帽子结构，其鸟苷通过三 个磷酸键连接在第一个核苷酸上。所有真核生物 mRNA 上都有这一帽子。mRNA 的加帽的作用为核糖体识别 mRNA 提供信号，可以促进 mRNA 对核糖体的结合， 增加 mRNA 的稳定性，从而延长 mRNA 的寿命。 2）在 mRNA 前体的 3’末端由 RNA 末端腺苷酸转移酶催化，加上一条具有 200 个左右腺苷酸的序列，称为多聚 A（poly A）。它对 mRNA 的稳定性有一定的作 用，且是 mRNA 由细胞核进入细胞质所必需的形式。mRNA 上的多聚 A 尾对于从 细胞中纯化 mRNA 及 cDNA 的合成具有重要意义。 3）在 mRNA 帽子的 5’端，一般有 2-3 个核苷酸被甲基化，可提高 mRNA 在 蛋白质合成中的效能。 4）RNA 的剪接，在真核生物初级 RNA 转录物(hnRNA)中，有相当一部分是 非编码序列（内含子），转录后被切除，然后留下来的区段（外显子）按照一 定顺序准确连接起来，即 RNA 剪接或 RNA 加工，加工后的完整分子叫 mRNA。 snRNP(small nucleus ribonucleoprotein)通过 RNA-RNA 互补，可以识别内含 子中 RNA 的特定序列（大多数基因中内含子在 5’端为 GU，3’端为 AG），从而 切掉内含子。snRNP 的形成是通过核小 RNA 与约十种蛋白质结合后形成的。 RNA 前体在核内经过戴帽、加尾、甲基化和切除内含子等加工程序，最后 成为成熟的 mRNA，然后转运至细胞质中指导蛋白质的合成。 第五节 遗传密码与蛋白质的翻译 一、遗传密码 其主要特征是： 1、遗传密码为三联体，即三个碱基决定一个氨基酸； 2、遗传密码间无间隔或逗号，即在翻译过程中，遗传密码的编码是连续 的； 3、遗传密码间存在简并现象，除甲硫氨酸和色氨酸外的所有氨基酸都由 两种或两种以上的密码子编码； 4、遗传密码第三个碱基的灵活性，决定了同一氨基酸或性质相近的不同 氨基酸的多个密码子往往只有最后一个碱基的变化，这种现象对生命和稳定性 具有重要意义。 5、遗传密码具有起始和终止密码子；
6、遗传密码具有通用性。 二、蛋白质的合成 翻译就是mRNA携带着从DNA上转录的遗传密码附着在核糖体上，由tRNA 运来各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互联结起来成为多肽链，并进 步通过修饰成为立体的蛋白质分子的过程。 (一)核糖体：由大小两上亚基通过Mg+结合而组成，不同生物核糖体的 大小存在差异，但三维结构相似，一般呈不倒翁形。原核生物的核糖体为70S, 由50S大亚基和30S小亚基结合而成。大亚基包括5S和23S两种rRNA和31 种多肽，小亚基包括16 SrRNA和21种多肽。真核生物的核糖体为80S,由60S 大亚基和40S小亚基组成，大亚基包括5S、5.8S和28S三种rRNA及49种多 肽，小亚基包含18 SrRNA和33种多肽。核糖体上存在多个蛋白质合成所需的 活性位点，如起始信号结合的位点、转肽酶活性位点、结合起始tRNA的P位 点和结合其他tRNA的A位点。氨酰基附着位点(aminoacyl attachment site,. “A”),是进入的tRNA结合的地方，在“A”位置上，tRNA的密码子可以跟3OS 颗粒上的mRNA密码子对合，而tRNA所带的氨基酸可以在5OS颗粒上进行肽键 形成。肽基位置(pepitedyl site,“p”),与“A”位置紧密相接， (二)氨酰tRNA合成酶：活化氨基酸并催化氨基酸与tRNA结合形成氨 基酰tRNA。一种氨基酰tRNA合成酶只能识别一种氨基酸和运输该氨基酸的 tRNA。该酶有三个结合位点，分别为氨基酸结合位点、ATP结合位点和tRNA 结合位点。其催化所应分为两步：第一步氨基酸和ATP形成腺苷酸化氨基酰， 释放焦磷酸；第二步活化型的氨基酸被转移至tRNA并结合，释放AMP。 (三)核糖体上蛋白质的合成 无论是原核生物还是真核生物，蛋白质的合成都是在核糖体上进行的，且 其合成步骤基本相似。大体上可以分为三个阶段，即起始(initiation)、延 伸(elongation)和终止(termination)。 合成起始 第一步：在一些起始因子(initiation factor)一一IFl、IF2、IF3协助 下，核糖体小亚基先结合到mRNA编码区上游的核糖体结合位点，构成一个 30S-mRNA起始复合体。IF3促进30S亚基与mRNA的结合，IF1、IF2、 第二步：起始氨酰tRNA在IF2的协助下，由反密码子识起始密码子(AUG) 而直接进入P位，形成一个更为复杂的新复合体，在此过程中还需要GTP的参 与。 第三步：核糖体大亚基结合到小亚基上形成完整的70S核糖体，这时所有 的起始因子都解离下来而不参与延伸过程，完成肽链合成的起始。 延伸 17
17 6、遗传密码具有通用性。 二、蛋白质的合成 翻译就是 mRNA 携带着从 DNA 上转录的遗传密码附着在核糖体上，由 tRNA 运来各种氨基酸，按照 mRNA 的密码顺序，相互联结起来成为多肽链，并进一 步通过修饰成为立体的蛋白质分子的过程。 （一）核糖体：由大小两上亚基通过 Mg++结合而组成，不同生物核糖体的 大小存在差异，但三维结构相似，一般呈不倒翁形。原核生物的核糖体为 70S， 由 50S 大亚基和 30S 小亚基结合而成。大亚基包括 5S 和 23S 两种 rRNA 和 31 种多肽，小亚基包括 16SrRNA 和 21 种多肽。真核生物的核糖体为 80S，由 60S 大亚基和 40S 小亚基组成，大亚基包括 5S、5.8S 和 28S 三种 rRNA 及 49 种多 肽，小亚基包含 18SrRNA 和 33 种多肽。核糖体上存在多个蛋白质合成所需的 活性位点，如起始信号结合的位点、转肽酶活性位点、结合起始 tRNA 的 P 位 点和结合其他 tRNA 的 A 位点。氨酰基附着位点（aminoacy1 attachment site, “A”），是进入的 tRNA 结合的地方，在“A”位置上，tRNA 的密码子可以跟 30S 颗粒上的 mRNA 密码子对合，而 tRNA 所带的氨基酸可以在 50S 颗粒上进行肽键 形成。肽基位置（pepitedy1 site,“P”），与“A”位置紧密相接。 （二） 氨酰 tRNA 合成酶：活化氨基酸并催化氨基酸与 tRNA 结合形成氨 基酰 tRNA。一种氨基酰 tRNA 合成酶只能识别一种氨基酸和运输该氨基酸的 tRNA。该酶有三个结合位点，分别为氨基酸结合位点、ATP 结合位点和 tRNA 结合位点。其催化所应分为两步：第一步氨基酸和 ATP 形成腺苷酸化氨基酰， 释放焦磷酸；第二步活化型的氨基酸被转移至 tRNA 并结合，释放 AMP。 （三） 核糖体上蛋白质的合成 无论是原核生物还是真核生物，蛋白质的合成都是在核糖体上进行的，且 其合成步骤基本相似。大体上可以分为三个阶段，即起始（initiation）、延 伸（elongation）和终止（termination）。 合成起始 第一步：在一些起始因子（initiation factor）——IF1、IF2、IF3 协助 下，核糖体小亚基先结合到 mRNA 编码区上游的核糖体结合位点，构成一个 30S-mRNA 起始复合体。IF3 促进 30S 亚基与 mRNA 的结合，IF1、IF2、 第二步：起始氨酰 tRNA 在 IF2 的协助下，由反密码子识起始密码子（AUG） 而直接进入 P 位，形成一个更为复杂的新复合体，在此过程中还需要 GTP 的参 与。 第三步：核糖体大亚基结合到小亚基上形成完整的 70S 核糖体，这时所有 的起始因子都解离下来而不参与延伸过程，完成肽链合成的起始。 延伸
第三步：。完整的核糖体有两个供tRNA附着的位置，一个位置叫做氨酰基 附着位置(aminoacyl attachment site,“A”),是进入的tRNA结合的地方， 在“A”位置上，tRNA的密码子可以跟3OS颗粒上的mRNA密码子对合，而tRNA 所带的氨基酸可以在50S颗粒上进行肽键形成。另一个位置叫做肽基位置 （pepitedyl site,“P”),与“A”位置紧密相接。以氨基酰-tRNA进入A位置 为标志开始肽链的延伸，带有某一氨基酸的tRNA分子进入A位后，在肽基转 移酶的作用下，它所带的氨基酸跟P位上tRNA所带的氨基酸形成肽键，与A 位相连接；P位上的tRNA分子失去它的氨基酸，从核糖体释放；A位的tRNA 分子带着它新接上的肽链移位到P位，mRNA也沿着核糖体协调的行进，这样新 的mRNA密码子就在A位上出现，重复上述过程。这些过程都要有若干延伸因 子的参与(EF1、EF2),并以GTP为能源。 第四步：终止。mRNA上的每一个密码子重复上述步骤，一直进行到终止密 码子的地方。由于没有一种tRNA具有和终止密码子相对应的反密码子，故在 终止密码子的位置肽链的延伸就停止了。tRNA不能识别终止密码子，是由一种 或几种蛋白质一释放因子(release factors,RF)来识别的。终止密码子提 供一个信号，使释放因子如RF1、RF2等附着到核糖体，紧接着产生三种效应： 1)多肽链与P位上的tRNA分子分开；2)tRNA分子从核糖体释放；3)核糖体 解离为两个亚基。 三、中心法则及其发展 第六节基因的概念及发展 一、经典遗传学的基因概念 基因具有染色体的主要属性，能自我复制，有相对的稳定性，它首先是 个功能单位，控制正在发育的有机体的某一或某些性状，如红花、白花等；同 时它又是交换的最小单位，即在重组时不能再分割；基因是以整体进行突变的， 是一个突变单位。简言之，基因即是一个结构单位，又是一个功能单位。 二、现代遗传学的基因概念 在功能上被顺反测验或互补测验所规定，可转录一条完整的RNA分子，或 编码一条多肽链的一段DNA序列。 三、顺反测验及基因的精细结构 四、基因的类型 重点、 重点：DNA双螺旋结构的特点，原核生物DNA复制、RNA转录，蛋白质合成的特点， 难点 基因概念的发展及精细结构，真核生物mRNA加工。 分析 难点：蛋白质合成过程，顺反测验。 18
18 第三步：。完整的核糖体有两个供 tRNA 附着的位置，一个位置叫做氨酰基 附着位置（aminoacy1 attachment site,“A”），是进入的 tRNA 结合的地方， 在“A”位置上，tRNA 的密码子可以跟 30S 颗粒上的 mRNA 密码子对合，而 tRNA 所带的氨基酸可以在 50S 颗粒上进行肽键形成。另一个位置叫做肽基位置 （pepitedy1 site,“P”），与“A”位置紧密相接。以氨基酰-tRNA 进入 A 位置 为标志开始肽链的延伸，带有某一氨基酸的 tRNA 分子进入 A 位后，在肽基转 移酶的作用下，它所带的氨基酸跟 P 位上 tRNA 所带的氨基酸形成肽键，与 A 位相连接；P 位上的 tRNA 分子失去它的氨基酸，从核糖体释放；A 位的 tRNA 分子带着它新接上的肽链移位到 P 位，mRNA 也沿着核糖体协调的行进，这样新 的 mRNA 密码子就在 A 位上出现，重复上述过程。这些过程都要有若干延伸因 子的参与（EF1、EF2），并以 GTP 为能源。 第四步：终止。mRNA 上的每一个密码子重复上述步骤，一直进行到终止密 码子的地方。由于没有一种 tRNA 具有和终止密码子相对应的反密码子，故在 终止密码子的位置肽链的延伸就停止了。tRNA 不能识别终止密码子，是由一种 或几种蛋白质—释放因子（release factors，RF）来识别的。终止密码子提 供一个信号，使释放因子如 RF1、RF2 等附着到核糖体，紧接着产生三种效应： 1）多肽链与 P 位上的 tRNA 分子分开；2）tRNA 分子从核糖体释放；3）核糖体 解离为两个亚基。 三、中心法则及其发展 第六节 基因的概念及发展 一、经典遗传学的基因概念 基因具有染色体的主要属性，能自我复制，有相对的稳定性，它首先是一 个功能单位，控制正在发育的有机体的某一或某些性状，如红花、白花等；同 时它又是交换的最小单位，即在重组时不能再分割；基因是以整体进行突变的， 是一个突变单位。简言之，基因即是一个结构单位，又是一个功能单位。 二、现代遗传学的基因概念 在功能上被顺反测验或互补测验所规定，可转录一条完整的 RNA 分子，或 编码一条多肽链的一段 DNA 序列。 三、顺反测验及基因的精细结构 四、基因的类型 重点、 难点 分析 重点：DNA 双螺旋结构的特点，原核生物 DNA 复制、RNA 转录，蛋白质合成的特点， 基因概念的发展及精细结构，真核生物 mRNA 加工。 难点：蛋白质合成过程，顺反测验
教学设计 调控对策 (主要有引入、展开（方法、手段）、归纳总结、作业等项目) 本章内容共 本章内容系统性强，课堂教学要突出这一特点。从讲解DNA是遗传 6学时，其中 物质的几个经典实验引入，激发学生的学习兴趣。 第一节和第 针对DNA结构、复制、转录和翻译相关内容制作多媒体课件，采用 二节占2学 生物动画进行讲解，使其更加形象化，易于学生理解和记忆。 时，第三节 由于本章内容涉及原核生物和真核生物，原核生物的DNA复制、转 和第四节占 录和翻译的过程采用比较法组织教学，即精讲原核生物相关内容，对真 3学时，第五 核生物根据其结构特征与原核生物进行比较分析，讲解其特点。 节占35分 基因概念的发展的讲解采用归纳式的方法，即先引导学生回顾遗传 钟，最后留 学发展不同时期对基因的认识，然后将其归纳建立其体系。 15分钟进行 总结。 课后补遗 19
19 教学设计 调控对策 （主要有引入、展开（方法、手段）、归纳总结、作业等项目） 本章内容系统性强，课堂教学要突出这一特点。从讲解 DNA 是遗传 物质的几个经典实验引入，激发学生的学习兴趣。 针对 DNA 结构、复制、转录和翻译相关内容制作多媒体课件，采用 生物动画进行讲解，使其更加形象化，易于学生理解和记忆。 由于本章内容涉及原核生物和真核生物，原核生物的 DNA 复制、转 录和翻译的过程采用比较法组织教学，即精讲原核生物相关内容，对真 核生物根据其结构特征与原核生物进行比较分析，讲解其特点。 基因概念的发展的讲解采用归纳式的方法，即先引导学生回顾遗传 学发展不同时期对基因的认识，然后将其归纳建立其体系。 本章内容共 6 学时，其中 第一节和第 二节占 2 学 时，第三节 和第四节占 3 学时，第五 节占 35 分 钟，最后留 15 分钟进行 总结。 课后补遗
章节 第三章孟德尔遗传(4学时) 教学 了解孟德尔遗传规律研究的试验设计； 目的 掌握孟德尔遗传规律的内容及应用； 与要 熟悉孟德尔遗传规律的扩展 求 要求学习具有应用孟德尔遗传规律分析家畜相关性状的遗传现象。 第一节分离规律 一、 性状的分高现象： 几个概念 性状(character上指生物体所表现的形态特征和生理特性的总称； 单位性状(unit character能够独立观察的单个具体性状； 相对性状(contrasting character)同一单位性状在不同个体间所表现 出来的相对差异； 正交和反交： F1代：表示杂种一代，指杂交当代所结的种子及由它长成的植株： F2代：表示杂种二代，指由F1代自交产生的种子和由它所长成的植株； 显性性状：在子一代表现出来的性状； 隐性性状：在子一代未表现出来的性状； 性状分离现象：显性性状和隐性性状在F2代都表现出来的现象； 二、分离现象的解释 教学 1、一对相对性状由一对遗传因子控制； 内容 2、遗传因子在体细胞内是成对的，一个来自父方，一个来自母方； 3、杂种的“遗传因子”彼此不同，各自保持独立性，且存在显隐性关系。 即℉1植株有一个控制显性性状的遗传因子和一个控制隐性性状的遗传因子； 4、在形成配子时，每对遗传因子相互分离，均等地分配到不同的配子中， 结果每个配子中只含有成对配子中的一个； 5、在形成合子时，配子的结合是随机的。 三、表现型与基因型 1、几对概念 等位基因(aI1e1e):遗传学中将控制一对相对性状位于同源染色体上相 同位点的两个不同形式的基因称为等位基因。或在同源染色体上占据相同座 位的两个不同形式的基因，是由突变所造成的许多可能的状态之一； 基因型(genotype):个体的基因组合，是生物性状表现的内在遗传基础， 是肉眼看不到的，只能通过杂交试验根据表现型来推断； 表现型(phenotype):指生物体所表现的性状，它是基因型和环境作用下 的具体表现，是可以直接观测的。 20
20 章 节 第三章 孟德尔遗传（ 4 学时） 教学 目的 与要 求 了解孟德尔遗传规律研究的试验设计； 掌握孟德尔遗传规律的内容及应用； 熟悉孟德尔遗传规律的扩展 要求学习具有应用孟德尔遗传规律分析家畜相关性状的遗传现象。 教学 内容 第一节 分离规律 一、性状的分离现象： 几个概念 性状（character）：指生物体所表现的形态特征和生理特性的总称； 单位性状（unit character）：能够独立观察的单个具体性状； 相对性状（contrasting character）：同一单位性状在不同个体间所表现 出来的相对差异； 正交和反交： F1 代：表示杂种一代，指杂交当代所结的种子及由它长成的植株； F2 代：表示杂种二代，指由 F1 代自交产生的种子和由它所长成的植株； 显性性状：在子一代表现出来的性状； 隐性性状：在子一代未表现出来的性状； 性状分离现象：显性性状和隐性性状在 F2 代都表现出来的现象； 二、分离现象的解释 1、一对相对性状由一对遗传因子控制； 2、遗传因子在体细胞内是成对的，一个来自父方，一个来自母方； 3、杂种的“遗传因子”彼此不同，各自保持独立性，且存在显隐性关系。 即 F1 植株有一个控制显性性状的遗传因子和一个控制隐性性状的遗传因子； 4、在形成配子时，每对遗传因子相互分离，均等地分配到不同的配子中， 结果每个配子中只含有成对配子中的一个； 5、在形成合子时，配子的结合是随机的。 三、表现型与基因型 1、几对概念 等位基因（allele）：遗传学中将控制一对相对性状位于同源染色体上相 同位点的两个不同形式的基因称为等位基因。或 在同源染色体上占据相同座 位的两个不同形式的基因，是由突变所造成的许多可能的状态之一； 基因型(genotype)：个体的基因组合，是生物性状表现的内在遗传基础， 是肉眼看不到的，只能通过杂交试验根据表现型来推断； 表现型（phenotype）:指生物体所表现的性状，它是基因型和环境作用下 的具体表现，是可以直接观测的