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(共86张PPT)
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
现代遗传学认为：
生物的性状是由 控制的
性状是由 物质体现的
基因
蛋白质
DNA（基因）
蛋白质（性状）
？
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
1.基因主要存在哪里？
2.蛋白质在哪里合成？
基因
主要在细胞核
蛋白质的合成
在细胞质(核糖体)进行
指导
通过RNA
问题：
1、基因在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？
RNA充当了两者之间信使。
RNA的组成、结构与种类
元素组成：
C、H、O、N、P
↓
基本单位：
（4种）核糖核苷酸
↓
聚合
核糖核苷酸链
↓
RNA（通常是单链）
种类：mRNA
tRNA
rRNA
磷酸
含氮碱基 A、U、C、G
核糖
RNA的种类
1.信使RNA
（mRNA）
结构：
特点：
功能：
单链
携带从DNA上转录来的遗传信息
作为翻译的模板
2.转运RNA
（tRNA）
结构：
特点：
功能：
单链，呈三叶草形
一端携带特定的氨基酸，另一端特定的三个碱基可与mRNA上的密码子互相配对，叫反密码子
识别密码子，转运特定的氨基酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸
3.核糖体RNA
（rRNA）
单链
结构：
特点：
功能：
核糖体的组成成分
参与构成核糖体
三者共同点：
都是经过转录产生的；基本单位都相同；都与翻译的过程有关。
核糖体RNA(rRNA）
核糖体组成部分
思考：为什么RNA适于作DNA的信使呢？
⑴ RNA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”，RNA中没有T但有U，U与A配对。
⑶ RNA一般是单链，长度比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA与DNA结构的区别
比较项目 DNA RNA
结 构
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
主要存在部位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核 糖
A T C G
A U C G
规则的双螺旋结构
一般为单链
细胞核
细胞质
一.遗传信息的转录
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
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。
遗传信息的转录：
转录四步曲
解旋
配对
连接
释放
①解旋
思考：DNA双链全解开吗？
酶：
结果：
误区警示：转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没差异。
编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开
RNA聚合酶
氢键断开，双链解开，暴露碱基
②配对
原则：
A—
碱基互补配对原则
游离的核糖核苷酸
T—
C—
G—
U
A
G
C
模板：
原料：
DNA双链中的一条链
③连接
酶：
RNA聚合酶
结果：
连接的化学键是？
3’-5’磷酸二酯键
形成一个mRNA分子
④释放
合成的mRNA从模板链上释放
DNA双链恢复成双螺旋结构
A
G
C
A
G
A
C
G
G
U
U
U
DNA
RNA
聚合酶
T
G
C
A
C
A
A
A
T
DNA解旋，碱基暴露
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
DNA与RNA的碱基互补配对：
A——U；G——C；C——G；T—A
RNA
聚合酶
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来
T
G
C
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
连接成mRNA
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
A
U
G
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
A
U
G
U
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
A
U
G
U
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
A
U
G
U
U
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
A
U
G
U
U
A
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
C
G
G
A
U
G
U
U
A
U
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
A
U
G
U
U
A
U
C
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
A
U
G
U
U
A
U
C
细胞质
细胞核
核 孔
mRNA在细胞核中合成
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
DNA
mRNA
释放
T
G
C
A
C
A
A
A
T
细胞质
细胞核
核孔
DNA
A
C
G
U
G
U
U
U
A
mRNA
A
C
G
T
G
T
T
A
T
mRNA通过核孔进入细胞质释放，DNA双链恢复
A
C
G
U
G
U
U
U
A
mRNA
T
G
C
A
C
A
A
A
T
细胞质
细胞核
核孔
DNA
A
C
G
U
G
U
U
U
A
mRNA
A
C
G
T
G
T
T
A
T
mRNA通过核孔进入细胞质释放，DNA双链恢复
A
C
G
U
G
U
U
U
A
mRNA
从核孔释放消耗能量吗？
误区警示：细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
细胞核
细胞质中的核糖体
转录场所
RNA聚合酶
T
C
G
A
T
C
G
A
T
T
G
C
A
A
C
G
T
A
C
A
C
G
G
T
A
A
T
T
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
游离的核糖核苷酸
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
（2）在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。
模板链
（3）新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
（2）在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。
模板链
（3）新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
（4）合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双螺旋恢复。
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因A
基因b
基因H
其他基因
1个DNA分子
（多个基因）
转录
UGCAU……CCAUGC
mRNA
转录
GGUCUAC……GUA
mRNA
哪条是模板链？
1链
2链
▲ DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链 是模板链不是固定不变的。
一个DNA转录出的mRNA不完全相同
▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；
1链
2链
遗传信息的转录
Transcription of genetic information
转录
（mRNA释放，DNA双链恢复）
DNA
细胞核（主要）、叶绿体/线粒体（基质）；
拟核、细胞质（原核细胞）
4种核糖核苷酸、ATP、RNA聚合酶
DNA的一条链（供转录的那一条）
A-U，T-A，C-G，G-C
DNA→mRNA、tRNA、rRNA
场所：
原则：
模板：
条件：
遗传信息流动：
时间：
活细胞新陈代谢过程中
mRNA
转 录
转录：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程
小结
特点：
边解旋边转录
模板去向：
转录后DNA恢复双螺旋
转录
DNA复制
完全解旋
只解开有遗传效应的片段
讨论1．转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
转录与DNA复制都需要模板、都需要ATP提供能量、都遵循碱基互补配对原则等等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
一、遗传信息的转录
讨论2．与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。
转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。因此，转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。
讨论3．转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？
练一练：已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA
的碱基顺序 (以链1为模板进行转录)。
DNA 链1：……T A C T A T C C C T T T……
链2：……A T G A T A G G G A A A……
★强调：整个转录过程是严格按照碱基互补配对原则进行的，从而保证了DNA上的遗传信息被准确的传递到了mRNA上。
mRNA:
……A U G A U A G G G A A A ……
DNA复制 转录
时间
场所 解旋
模板
原料
酶
配对方式
特点
方向
产物
意义
细胞分裂间期
生长发育过程
完全解旋
只解有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
比较
思考1：转录时，DNA链完全解开吗？
不是，只解旋有遗传效应的片段，即基因片段
思考2：一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。
转录不是转录整个DNA，是转录其中要表达的基因
思考3：一个基因的两条链都能转录吗？
只以一条链为模板
思考4：不同基因的模版链是否相同？
不同基因模板链不同
转录以基因为单位，1个基因只以其1条链为模板，不同基因模板链可能不同
细胞核中转录形成的RNA通过 进入细胞质中，穿过 层膜， 消耗能量
思考5：分裂间期和分裂期可以进行转录吗？
分裂期的染色体高度螺旋，DNA很难解旋，转录很难发生。
思考6：高度分化的细胞可以转录吗？
可以。不是所有的细胞都能进行DNA的复制，但是几乎所有的细胞可以进行转录，例如高度分化的细胞，会进行转录和翻译，但是不会进行DNA的复制。若细胞处于分裂期，转录难以进行。
同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。
思考7：同种生物的不同细胞中，mRNA、tRNA和rRNA的种类相同吗？
核孔
0
需要
二、遗传信息的翻译
概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。
？
U
U
A
G
A
U
A
U
C
mRNA
蛋白质
碱 基 序 列
氨基酸序列
碱基
氨基酸
4种
21种
翻译
翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
RNA是怎样把DNA的遗传信息翻译成蛋白质的？
电报机
0130 0117
电报密码
0130 0117
好
你
翻译
电报员
41=4
42=16
43=64
4种碱基如何决定蛋白质的21种氨基酸呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定 种
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种
4
16
64
假设：
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫做1个密码子。
第一个 碱基 第二个碱基 第三个
碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸① 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酸 谷氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸（起始②） 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
21种氨基酸的密码子表
密码子表总结
共有64种密码子
62种密码子决定21种氨基酸：一个密码子决定一个特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一个以上的密码子。
起始密码子2 种( AUG甲硫氨酸; GUG缬氨酸、甲硫氨酸 )。
终止密码子3种 ( UAA; UAG; UGA 硒代半胱氨酸)
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸① 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(起始②) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
密码子
密码子
密码子
决定
缬氨酸
决定
组氨酸
决定
精氨酸
翻译从
mRNA的5'→3'
翻译具有方向性
翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始到终止密码子结束
第一个字母 第二个字母 第三个
字母
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 半胱氨酸 半胱氨酸 终 止 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 （起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （起始） 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
a.密码子表查法
例:CCU
脯氨酸
b.密码子的特点
专一性(一个密码子只对应一种氨基酸)
简并性(一种氨基酸可对应多个密码子)
通用性(地球上几乎所有生物都共用一套密码子)
A
U
A
G
A
U
A
U
C
mRNA
蛋白质
氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？
甲硫氨酸
酪氨酸
终止
按照密码子表将mRNA上的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列
A
C
U
U
G
A
转运RNA(tRNA)
“工人”的任务：
“工人”必须要能解决这一难题
“搬运工”tRNA
1.tRNA呈__________；
2.一端为携带_______的部位；
3.另一端有3个碱基。
三叶草形
氨基酸
每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
以下tRNA分别转运什么氨基酸？
一种tRNA只能携带一种氨基酸
一种氨基酸只能由一种tRNA携带
判断：
正确
错误
遗传信息、密码子、反密码子的比较
存在位置 含义 生理作用
遗传信息
密码子
反密码子
DNA
脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序
直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序
mRNA
mRNA上三个相邻的碱基
直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序
tRNA
与密码子互补配对的三个碱基
识别密码子
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
核糖体
核糖体与mRNA结合，核糖体占据两个密码子位点
翻译的过程：
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对进入位点1
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
携带天门冬氨酸的tRNA进入位点2
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
肽键
甲硫氨酸与天门冬氨酸形成肽键，核糖体转移到占据位点2的tRNA上。
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的核糖体进入位点1。
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
肽键
一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
重复步骤1、2、3、4,肽链延长
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
A
C
U
A
U
G
甲硫氨酸
天冬
氨酸
异亮氨酸
肽链
直到核糖体读取到mRNA的终止密码
一个mRNA分子同时结合多个核糖体。
意义：
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
思考：上图中肽链合成的方向怎么判断？合成了多少条肽链？
从左向右，判断依据是肽链的长短，长的翻译在前。
因为模板mRNA相同，上图中4个核糖体合成了4条相同的肽链。
现学现练：由下图判断翻译的方向
【知识拓展】
（1）真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。
表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上有多个核糖体同时进行翻译过程，翻译的方向是从下到上。
（2）原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。
转录
mRNA
细胞质的核糖体
21种氨基酸、tRNA、ATP、肽基转移酶
mRNA
A-U，U-A，C-G，G-C
mRNA→蛋白质
场所：
原则：
模板：
条件：
遗传信息流动：
时间：
活细胞新陈代谢过程中
蛋白质
转 录
翻译：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，这一过程叫作翻译。
遗传信息的翻译小结
特点：
多个核糖体翻译蛋白质
模板去向：
翻译后mRNA被分解
翻 译
遗传信息的翻译
Translation of genetic information
原核生物：转录还没完成，就开始了翻译，边转录边翻译
真核生物:核基因表达先转录后翻译（被核膜从时空上隔开）
细菌拟核
项目 复制 转录 翻译
时间 场所
模板
原料
能量 酶
配对
产物
特点
细胞分裂前的间期
生长发育的整个过程
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质的核糖体
DNA两条母链
DNA的一条链
mRNA
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶，DNA聚合酶、DNA连接酶
RNA聚合酶
多种酶
A-T、T-A、C-G、G-C
A-U、T-A、C-G、G-C
A-U、U-A、C-G、G-C
2个双链DNA
mRNA、tRNA、rRNA
多肽链（或蛋白质）
均由ATP提供
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA恢复原状
翻译结束后，mRNA被降解成单体
真核生物DNA复制、转录、翻译的区别
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
复制
脱氧核苷酸序列
基因
核糖核苷酸序列
氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
遗传性状
表现出性状
DNA复制、转录和翻译的联系
误区警示：基因的表达包括转录和翻译过程，不包括DNA复制。
基因的表达中相关数量的计算
注：（1）翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
转录、翻译过程中，DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=6：3：1
（2）由于DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；在基因片段中，有的片段起调控作用，也不转录。因此，基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数的6倍还要多一些。
三、中心法则
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。
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
1957年，克里克提出中心法则
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
中心法则的完善
逆转录
复制
（RNA病毒中才有）
（RNA病毒中才有）
不同生物中心法则的体现
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA 病毒 不含逆转录酶 烟草花叶病毒
含逆转录酶 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、真菌、细菌等
中心法则分析
DNA
RNA
蛋白质
1
2
3
4
5
1
DNA复制
2
遗传信息转录
4
RNA复制
3
遗传信息翻译
5
逆转录
1）烟草花叶病毒（TMV）
2）人免疫缺陷病毒（HIV）、肉瘤病毒
3
1
2
3
(病毒自身携带的逆转录酶)
RNA
病毒
4
(该类病毒，部分自身携带RNA复制酶)
5
并非所有病毒注入到宿主细胞内的物质均只有遗传物质
DNA
RNA
蛋白质
1
2
3
4
5
中心法则分析
1
DNA复制
2
遗传信息转录
4
RNA复制
3
遗传信息翻译
5
逆转录
5）原核细胞
6）噬菌体
大肠杆菌：
1
2
3
1
2
3
(发生在：_____________)
宿主细胞内
原核细胞的基因结构
非编码区
非编码区
编码区
编码区上游
编码区下游
与RNA聚合酶结合位点
启动子
终止子
①不编码蛋白质。
：编码蛋白质 ,连续不间断
编码区
非编码区
②调控遗传信息表达,上
游的RNA聚合酶结合位点:
基因结构
编码区
非编码区
非编码区
与RNA聚合酶
结合位点
内含子
外显子
能够编码蛋白质的序列叫做外显子
不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子：
外显子：
真核细胞的基因结构
真核细胞的 基因结构
编码区
非编码区
外显子：能编码蛋白质的序列
内含子：不能编码蛋白质的序列
：有调控作用的核苷酸序列，
包括位于编码区上游的RNA
聚合酶结合位点等。
非编码序列：
包括非编码区和内含子
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
原核细胞 真核细胞
不同点 编码区是_____ 的，边_________边_________ 编码区是间隔的、
_____的，先_____后_____
相同点 都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的 连续
不连续
编码区
非编码
转录
翻译
转录
翻译
第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成

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