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复习回顾：DNA复制和转录的比较分析
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}比较项目
DNA复制
DNA转录
模板
原料
碱基互补配对原则
酶
产物
DNA
RNA
DNA的两条链
DNA的一条链
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
A-T；T-A；G-C；C-G
A-U；T-A；G-C ；C-G
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
DNA转录得到的是mRNA，而不是蛋白质，基因完成表达了吗？
mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程
——翻译
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
（第二课时）
学习目标：
1.概述遗传信息翻译的过程。
2.概述中心法则的内容和实质。
探究一.遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种 ，以 为模板合成 ，这一过程叫做翻译。
氨基酸
mRNA
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
1、概念：
mRNA携带的遗传信息
蛋白质
碱基排序
氨基酸排序
DNA携带的遗传信息
碱基排序
转录
翻译
4种
21种
亮氨酸
丝氨酸
亮氨酸
酪氨酸
脯氨酸
谷氨酸
H2N
COOH
4种碱基如何决定21种氨基酸?
探究一.遗传信息的翻译
2、密码子：
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密码子
密码子
密码子
决定
缬氨酸
决定
组氨酸
决定
精氨酸
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。
密码子认读是从mRNA的5'→3'
相邻的密码子无间隔、不重叠
密码子表
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}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
第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子
苯丙氨酸 U U U UUU
精氨酸 A G G AGG
探究任务一：
1.翻译通常是从mRNA上的 开始到 结束。
2.密码子共有多少种？起始密码子和终止密码子是？是否编码氨基酸?
3.一种密码子决定几种氨基酸?
4.每一种氨基酸只对应一种密码子吗?
5.课本P67 思考·讨论
探究一.遗传信息的翻译
64（43）种密码子
终止密码子: UAA UAG UGA
起始密码子（2种）: AUG
（绝大部分原核和真核生物）
GUG
（原核生物 编码甲硫氨酸）
不编码氨基酸的：
编码氨基酸的：
61种
3种
（翻译的终止信号）
特殊情况下，可编码硒代半胱氨酸
（翻译的起点）
特殊情况下，62种
起始密码子
终止密码子
1种
1种或多种
探究一.遗传信息的翻译
3、密码子的特点：
一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定
②简并性
地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。
③通用性
一种密码子决定一种氨基酸。
①专一性
讨论1：你认为密码子的简并性对生物体的生存和发展有什么意义？
讨论2：根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？
①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，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同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源。
探究一.遗传信息的翻译
mRNA进入细胞质后，与什么结构结合，形成合成蛋白质的“生产线”?
装配机器——核糖体
将氨基酸运送到“生产线”上去的“搬运工”是什么？
另一种RNA——tRNA
探究一.遗传信息的翻译
(1)形态：
RNA单链经折叠，形成三叶草结构
(2)功能：
识别并转运特定的氨基酸
氨基酸与tRNA是否是一一对应的关系呢？

①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
②一种氨基酸可以由一种或多种tRNA携带。
(3)特点：
(4)种类：
决定氨基酸的密码子有61或62种，所以反密码子有 ；
tRNA有 。
61或62种
61或62种
4.tRNA（转运RNA）
3'
5'
结合氨基酸的部位
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
探究任务二：
1.密码子与反密码子的读取方向是如何的？
2.氨基酸结合在tRNA的5'端还是3'端？
3.在tRNA中是否只有反密码子这3个碱基？是否存在氢键？
探究一.遗传信息的翻译
3'
5'
结合氨基酸的部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
tRNA是RNA链经折叠形成的，除一端的反密码子外，还有其他碱基。在折叠区域碱基配对，存在氢键
密码子读取方向从5'→3'端，
反密码子读取方向从3'→5'端
结合在3'端
(氢键)
探究一.遗传信息的翻译
自主学习： 观看翻译的视频，结合教材68页图4-7，回答问题。
探究一.遗传信息的翻译
◆模板
mRNA
◆原料
21种氨基酸
◆能量
ATP
◆搬运工具
tRNA
◆核糖体的移动方向：
◆此过程碱基互补配对原则：
A-U、U-A、C-G、G-C
沿着mRNA 5’ 端往3’端移动
◆遗传信息流向：
mRNA→蛋白质
◆产物
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
◆场所
细胞质的核糖体上
探究一.遗传信息的翻译
探究任务三：1．如图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题：
(1)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动
的方向，并根据教材中的密码子表，
写出图甲中翻译出的氨基酸序列。
(2)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？
核糖体移动的方向是怎样的？
(3)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
(4)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？
从左向右移动；
甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。
①⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
多聚核糖体
翻译的特点：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。
探究一.遗传信息的翻译
真核生物
先转录，后翻译
边转录边翻译
原核生物
2．请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。
探究一.遗传信息的翻译
3．DNA复制、转录与翻译的比较
项目
复制
转录
翻译
时间
分裂前的间期
场所
主要是
主要是
模板
DNA的 条链
DNA的 条链
原料
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
产物
DNA
RNA
碱基配对
A—T、T—A、
C—G、G—C
C—G、G—C
C—G、G—C
个体发育的整个过程
细胞核
细胞核
细胞质（核糖体）
2
1
mRNA
21种氨基酸
肽链
A—U、T—A、
A—U、U—A、
探究一.遗传信息的翻译
G C A
C G T
G C A
模板链
丙氨酸
DNA
（基因片段）
mRNA
氨基酸
DNA
碱基数目
mRNA
碱基数目
氨基酸
数目
：
：
：
：
6
3
1
注意：DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，
转录出的中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
4．基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系
【典例1】tRNA具有转运氨基酸的功能。图中 tRNA携带的氨基酸(选项括号中的内容为相应氨基酸的密码子)是（????）
A．丙氨酸（5′ -GCG-3′）
B．精氨酸（5′ -CGC-3′）
C．甘氨酸（5′ -GGC-3′）
D．脯氨酸（5′ -CCG-3′）

A
【针对训练1】如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：
(1)图中表示遗传信息的________过程，发生的场所是____________，此过程除图中所示条件外，还需要______________等。
(2)图中③表示____________，合成的主要场所是__________，通过____________运输到细胞质中。
(3)图中方框内的碱基应为____________，对应的aa5应为________(赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU)。
(4)图中核糖体的移动方向是____________。
翻译
核糖体
酶和能量
mRNA
细胞核
核孔
UUU
赖氨酸
从左到右
探究二.中心法则
你能从信息传递的角度，用文字和箭头表示细胞中遗传信息的传递规律吗？
转录
翻译
RNA
DNA
蛋白质
克里克
1957年提出
复制
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。
思考:1957年，克里克提出的中心法则所有生物均能适用吗？
探究二.中心法则
资料1： 1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。
RNA复制酶
RNA
RNA
烟草花叶病毒
资料2： 1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。
艾滋病病毒
RNA
逆转录酶
DNA
探究任务四：阅读资料写出遗传信息的传递过程，并补充完善中心法则。
探究二.中心法则

复制
DNA
逆转录
转录
复制
RNA
翻译
蛋白质
DNA、RNA是信息的载体
蛋白质是信息的表达产物
ATP为信息的流动提供能量
生命是物质、能量和信息的统一体
在遗传信息的流动过程中
1.中心法则
2.意义
探究二.中心法则
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}生物种类
遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物
原核生物
真核生物
DNA病毒
以RNA作为遗传物质的生物
一般的RNA病毒
逆转录病毒
(HIV)
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
复制
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
RNA
3.各种生物的遗传信息传递过程
探究二.中心法则
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
a.细胞生物和DNA病毒：
b.RNA复制类病毒（烟草花叶病毒）：
c.逆转录病毒（HIV）：
d.根尖分生区细胞：
e.叶肉细胞：
①②③
③④
⑤①②③
①②③
②③
跟踪训练：写出下列生物体内能够进行的过程
高度分化细胞一般不分裂，无DNA复制
【典例2】中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径，如图为中心法则的图解。下列相关说法正确的是(　　)
A．1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③
B．图中③④过程均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同
C．图中①⑤过程的酶是DNA聚合酶，②过程是RNA聚合酶
D．在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中①②③过程
A
【针对训练2】下列关于中心法则的叙述，正确的是(　　)
A．肽链的合成一定以rRNA为模板，以氨基酸为原料
B．RNA的合成一定以RNA为模板，以核糖核苷酸为原料
C．DNA的合成一定以DNA为模板，以脱氧核苷酸为原料
D．中心法则揭示了遗传信息在生物大分子之间的传递过程
D
网络构建：
RNA
蛋白质
转录
原料
模板
酶
场所
反密码子
原料
模板
场所
工具
氨基酸
核糖体
RNA聚合酶
核糖核苷酸
主要在细胞核
一条链
组成
决定
rRNA
mRNA
tRNA
种类
密码子
三个碱基
翻译
DNA
中心法则
拓展延伸：遗传密码子的破译
1961年克里克实验
实验材料：T4噬菌体
实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响
实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。
实验结果：
①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；
②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。
实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。
1961年蛋白质的体外合成实验
科学家：尼伦伯格、马太
实验技术：蛋白质的体外合成技术
实验过程：
①在每个试管中分别加入1种氨基酸；
②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；
③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。
实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}图甲
图乙
图丙
A.正常人体细胞内不会进行4、6、7过程
B．1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料
C．1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与
D．病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程
1.如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列表述中不恰当的是(　　)
检测反馈
B
2．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是(　　)
A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质
C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

D
检测反馈
3．结合下图分析，下列叙述不正确的是(　 )


A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C．遗传信息传递到蛋白质是表型实现的基础
D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
D
检测反馈
4．真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后，需要剪接体对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”。下图是S基因的表达过程，对其描述错误的是（ ）

A．过程①需要的原料是核糖核苷酸，需要RNA聚合酶参与
B．剪接体作用于过程②，有磷酸二酯键的断裂和形成，需要DNA连接酶参与
C．过程③中一条mRNA链可以结合多个核糖体以提高蛋白质的合成速率
D．过程④分解异常mRNA以阻止异常蛋白质合成，利于维持细胞的相对稳定
检测反馈
B
5、中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程(如下图)，请回答以下问题：
(1)细胞分裂间期发生的过程有________，分裂期发生的过程一般只有____。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是____，能进行A—U，G—C配对的过程有_____________。
(3)a和b两个过程发生的主要场所分别是________________，e、d过程发生在________细胞内。
(4)健康的人体内不会发生________过程，胰岛细胞内可发生的过程为________。
a、b、c
c
c
b、c、e
细胞核和细胞核
宿主
d和e
b、c
检测反馈

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