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(共24张PPT)
基因 控制 性状
指导
合成
蛋白质
体现者
基因通过指导蛋白质合成来控制性状，这一过程称为基因的表达
第4章 基因的表达
《侏罗纪公园》
利用已灭绝生物的DNA，真的能够使其复活吗？
第1节 基因指导蛋白质的合成
1.基因如何指导蛋白质的合成？
2.遗传信息的传递规律和中心法则。
核糖体
DNA
DNA能够出细胞核？
核糖体能够入细胞核？
不能
蛋白质在核糖体合成
DNA在细胞核
1.mRNA充当DNA和蛋白质的信使
不能
通过信使RNA
一、遗传信息的转录
双链
脱氧核苷酸
A、G、C、T
脱氧核糖
磷酸
单链
核糖核苷酸
核糖
磷酸
比DNA短，能够通过核孔
DNA
RNA
A、G、C、U
链 数
基本 单位
碱 基
五碳糖
无机酸
遗传信息（碱基序列）
（3）RNA能与DNA进行碱基互补配对
（2）RNA是单链
信息（碱基序列）
（1）RNA可以储存遗传信息
一、遗传信息的转录
1.mRNA充当DNA和蛋白质的信使
2.RNA的种类
mRNA tRNA rRNA
结构
单链
单链，三叶草形
单链
功能
作为DNA的信使，将DNA的遗传信息转录下来。
氨基酸的运载工具。（一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸）
核糖体的组成部分
一、遗传信息的转录
⑴ 解旋
第1步：DNA双链解开（_________的催化），_____暴露出来；
RNA聚合酶
碱基
注意：转录需要解旋，但不需要解旋酶（RNA聚合酶本身具有解旋功能）
一、遗传信息的转录
3.转录过程
⑵配对⑶连接
第2步：游离的____________与____________上的碱基互补配对，
在___________的作用下开始mRNA的合成；
核糖核苷酸
DNA模板链
第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
（____________的催化形成____________）
RNA聚合酶
磷酸二酯键
RNA聚合酶
该过程中，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞、互补配对；
一、遗传信息的转录
3.转录过程
（4）释放
第4步：合成的_____从_______上释放，而后DNA__________
mRNA
DNA链
双螺旋恢复
一、遗传信息的转录
3.转录过程
转录
（RNA释放，DNA双链恢复）
DNA分子
碱基互补配对
主要在细胞核
四种核糖核苷酸、
DNA的一条链（供转录的那一条）
RNA聚合酶
G－C、C－G、A－U、T－A
DNA→RNA
活细胞新陈代谢过程中
RNA
转录
RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。
场所：
原则：
模板：
条件：
遗传信息流动：
时间：
概念：
原料：
酶：
能量：
ATP
小结
一、遗传信息的转录
DNA复 制 转 录
场 所 细胞核主要 特点 边解旋边复制 边解旋边转录
模 板 DNA的两条链 只有DNA的一条链
原 料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸
酶 解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶
能 量 ATP 碱基配对 A—T C—G T—A G—C A—U G—C
T—A C—G
产 物 子代DNA mRNA、tRNA、rRNA
mRNA：
排列顺序
种类
蛋白质：
排列顺序
种类
决定
决定
21种
讨论：这4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的？
1个碱基决定1个氨基酸
2个碱基决定1个氨基酸
3个碱基决定1个氨基酸
最多决定4种氨基酸
最多决定16种氨基酸
最多决定氨基酸64种
G
U
G
C
A
U
C
G
A
mRNA
5'
3'
密码子
缬氨酸
密码子
组氨酸
密码子
精氨酸
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。
翻译
4种
二、遗传信息的翻译
1.密码子
1.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
分析密码子的特点
思考·讨论
（1）当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。
（2）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。
2.几乎所有的生物体都共用上述密码子，根据这一事实，你能想到什么？
地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。
通用性
二、遗传信息的翻译
1.密码子
3'
5'
功能特点：
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
结合氨基酸的部位
反密码子（61种）
mRNA
5'
3'
A
G
U
密码子
A
C
U
反密码子
tRNA上，能与密码子碱基互补配对的3个相邻的碱基
二、遗传信息的翻译
2.tRNA
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
位点1
核糖体
mRNA
5’
3’
①mRNA与核糖体结合，携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与mRNA上的密码子AUG互补配对，进入位点1。
H
G
G
U
tRNA
M
C
U
A
tRNA
核糖体移动方向
二、遗传信息的翻译
3.翻译过程
②携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
M
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
C
U
A
tRNA
H
G
G
U
tRNA
mRNA
5’
3’
进入
核糖体
位点1
位点2
核糖体移动方向
二、遗传信息的翻译
3.翻译过程
③位点1上的tRNA将甲硫氨酸交给位点2上的tRNA通过与组氨酸形成肽键，从而转移到占据位点2的tRNA上。
M
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
C
U
A
tRNA
H
G
G
U
tRNA
mRNA
5’
3’
核糖体
位点1
位点2
肽键
核糖体移动方向
二、遗传信息的翻译
3.翻译过程
④核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原位点1的tRNA离开，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
M
C
A
G
A
C
G
U
C
A
C
U
A
U
A
A
C
U
A
tRNA
H
G
G
U
tRNA
mRNA
5’
3’
核糖体
S
G
U
A
tRNA
离开
进入
位点1
位点2
终止密码子
核糖体移动方向
二、遗传信息的翻译
3.翻译过程
翻译概念：
翻译场所：
翻译模板：
翻译原料：
翻译条件：
翻译互补配对方式：
翻译产物：
翻译过程：
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
细胞质中的核糖体上
mRNA
氨基酸
模板、原料、能量、酶、tRNA等
G-C C-G U-A A-U
多肽，经加工后为成熟的蛋白质
二、遗传信息的翻译
3.翻译过程
真核细胞中复制、转录和翻译过程
DNA
翻 译
蛋白质
苏氨酸
甘氨酸
丝氨酸
肽键
基因中碱基数
mRNA中碱基数
蛋白质中氨基酸数
1
3
6
肽键
4.基因表达过程中碱基和氨基酸的数量关系
A—C—T—G—G—A—T—C—T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
mRNA
A—C—U—G—G—A—U—C—U
转 录（假设以b链为模板进行转录）
b链
a链
∶
∶
二、遗传信息的翻译
5.多聚核糖体
在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在37℃时，细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
二、遗传信息的翻译
DNA
RNA
转录
逆转录
蛋白质
翻译
复制
复制
中心法则（central dogma）：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
生命是物质、能量和信息的统一体
三、中心法则
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 模板 原料 产物 遗传信息传递方向
DNA复制： DNA DNA
转录： DNA RNA
翻译： RNA Pro
游离的脱
氧核苷酸
游离的核
糖核苷酸
游离的 氨基酸
DNA
mRNA
蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
亲代DNA的 每一条链
DNA的一条链（模板链）
mRNA
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
细胞核
细胞质
细胞核
细胞核
细胞质
mRNA→Pro
1．（2022·河北·统考高考真题）关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（　　）A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
2．（2022·浙江·高考真题）“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是（ ）
【高考在线】
A．催化该过程的酶为RNA聚合酶
B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
C
C

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