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(共96张PPT)
4.1 基因指导蛋白质的合成
问题探讨
将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。害虫啃食植株，Bt抗虫蛋白会进入害虫体内，产生毒素，使害虫死亡。
思考：这个现象说明什么？
基因
蛋白质的合成
指导
基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。
思考：
1.真核生物的基因主要存在于细胞的什么结构中？
2.蛋白质的合成产所在哪里？
细胞核
核糖体（细胞质）
3.DNA的分布和蛋白质的合成场所不同，
那么遗传信息如何传递？
科学家推测：
在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质
充当信使。
——RNA
遗传信息储存在细胞核的DNA中
蛋白质的合成发生在核糖体
充当信使的中间物质---RNA
1、基本单位：核糖核苷酸磷酸基团核糖含氮碱基核糖P含氮碱基CH2O1'2'3'4'5'OHHOHHHH核糖PA核糖PC核糖PG核糖PU(4种)C、H、O、N、P一、认识RNA
一般是单链、比DNA短
DNA
一、认识RNA
2、RNA的结构：
一、认识RNA
3、RNA的种类：
rRNA
（核糖体RNA）
mRNA
（信使RNA）
tRNA
（转运RNA）
信使 RNA—— mRNA
核糖体 RNA—— rRNA
转运 RNA—— tRNA
2、RNA的种类和功能
作为DNA的信使，传递遗传信息的媒介，翻译的模板。
转运氨基酸的工具
与蛋白质共同构成核糖体
（RNA也可作为某些病毒的遗传物质或催化作用的酶）
种类 mRNA tRNA rRNA
名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA
功能
结构
示 意 图
共同点 传递遗传信息；
蛋白质合成的模板
识别并转运特定氨基酸
组成核糖体的成分
单链
单链，部分碱基配对形成三叶草型结构
单链
①都是转录的产物；②基本单位相同；③都与翻译过程有关。
少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质
比较DNA和RNA的结构
项目 DNA RNA
组成元素 基本单位
化学组成 磷酸
五碳糖
碱基
分布
结构
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、C、G、T
A、C、G、U
一分子磷酸
一分子磷酸
双螺旋结构
大多数单链结构
主要在细胞核
主要存在于细胞质
①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，跟DNA一样能储存遗传信息。
②RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
④RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。
总结：RNA适合做DNA的信使的原因
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
转录
二、遗传信息的转录
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过程。
1、转录的概念：
2、时间：
活细胞新陈代谢过程中
3、场所：主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。
细胞核
叶绿体
线粒体
二、遗传信息的转录
实质：将DNA脱氧核苷酸序列转录成mRNA核糖核苷酸的序列。
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
RNA聚合酶
4、遗传信息转录的过程
该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
⑵配对：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则随机地与DNA模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
4、遗传信息转录的过程
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
5'
3'
ATP
⑶连接：在RNA聚合酶的催化下从子链的5‘端把子链的核糖
核苷酸聚合成核糖核苷酸链。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
形成磷酸二酯键
4、遗传信息转录的过程
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、遗传信息转录的过程
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）释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复
4、遗传信息转录的过程
5、条件
模板：
原料：
酶：
能量：
DNA的一条链（供转录的那一条）
RNA聚合酶
游离的四种核糖核苷酸
ATP
7、产物：
mRNA（还有tRNA和rRNA）
核孔→细胞质
6、原则：
碱基互补配对
A－U、T－A
G－C、C－G
二、遗传信息的转录
8、特点：
边解旋边转录边复旋
转录以基因为单位，不同基因模板链不同
转录的是DNA还是DNA片段？
思考
▲ 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。
--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
复　制 转　录
时间
场所 模板
原料
酶
产物
细胞分裂前的间期
个体生长发育的整个过程
主要在细胞核(线粒体、叶绿体)
DNA的两条链
DNA的一条模板链
4种脱氧核苷酸
。
4种核糖核苷酸
。
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
两个双链DNA
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
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？
思考与讨论
转录与复制都需要模板、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。
（1）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？
A—U、T—A、 G—C、 C—G
……A－A－G－C－T－A－G－C－T－A……
……T－T－C－G－A－T－C－G－A－T……
DNA:
甲链
乙链
……U－U－C－G－A－U－C－G－A－U……
（2）假设以甲链为模板，则转录出的RNA碱基排列为：
2．与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
复　制 转　录
原料
酶
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
思考与讨论
转录以基因为单位，不同基因模板链不同
3.分裂间期和分裂期都可以进行转录吗？
分裂期的染色体高度螺旋，DNA难以解旋，转录难以发生。
4.转录的是DNA还是DNA片段？
思考与讨论
小结
1．下列关于核酸分子的叙述，不正确的是（ ）
A．DNA 和 RNA 的嘌呤种类相同
B．DNA 和 RNA 嘧啶种类不相同
C．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
D．核酸在细胞中合成都需要模板
C
随堂练习
2．下图是真核生物 mRNA 合成过程示意图，请据图判断下列说法正确的是（ ）
A．①片段正处于解旋状态，形成这种状态需要 DNA 复制过程中的解旋酶
B．图中②是以 4 种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是 RNA 聚合酶
D．图示过程在细胞核中完成，②合成后，④中的模板链降解
C
随堂练习
3．遗传信息转录的过程中，mRNA 的三个碱基从 5′端到 3′端依次是 UAC，则 DNA 模板链上对应的三个碱基从 5′端到 3′端依次是( )
A．GTA B．ATG C．TUC D．AUG
A
随堂练习
4. 已知一段双链 DNA 分子中，鸟嘌呤所占的比例为 20％ ，由这段 DNA 转录出来的 mRNA 中，胞嘧啶的比例是( )
A．10％ B．20％ C．40％ D．无法确定
D
随堂练习
5.在遗传信息的转录过程中，保证遗传信息准确无误地传给 mRNA 的关键步骤是( )
A. 破坏氢键并使 DNA 双链分开
B. 游离核糖核苷酸与母链碱基互补配对
C. 配对的游离核苷酸连接成子链
D. 子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
B
随堂练习
遗传信息的翻译与中心法则
第四章 第一节 第2课时
思考：
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。
那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？
翻译
三、遗传信息的翻译
1.定义：
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的过程，称为遗传信息的翻译。
DNA携带的遗传信息
mRNA携带的遗传信息
蛋白质
转录
翻译
碱基排序
碱基排序
氨基酸排序
mRNA：
碱基的数量
蛋白质：
氨基酸的数量
碱基的排列顺序
碱基的种类
氨基酸的排列顺序
氨基酸的种类
4种
21种
讨论：4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的呢？
决定
决定
决定
三、遗传信息的翻译
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定____种，即
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即
4
16
64
大于21种氨基酸
科学家用推测和实验最终证明：一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即密码子。
碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？
(1)定义：
2.密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
(2)识别：
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
密码子
密码子
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
决定
缬氨酸
决定
组氨酸
决定
精氨酸
怎么判断？
三、遗传信息的翻译
a. 密码子表查法
例:CCU
脯氨酸
b. 密码子表查天冬氨酸对应的密码子
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 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) 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
UUU
CGA
AAG
？
终止密码子： 、 、
种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、
（ 种） _ ____（缬氨酸、甲硫氨酸）
编码氨基酸的密码子______种或_____种
64
UAA
UGA（硒代半胱氨酸）
UAG
AUG
GUG
61
62
2.密码子
不编码氨基酸
密码子特点：
①专一性
一种密码子只决定一种氨基酸
②简并性
一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。
③通用性
地球上几乎所有生物都共用一套密码子。
讨论1：你认为密码子的简并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保证翻译的速度。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。
分析密码子的特性
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，这一过程叫做翻译。
L
C
R
H
M
游离的氨基酸
蛋白质
合成场所： 核糖体
mRNA
“生产线”
搬运工人？
“产品”
“原料”
tRNA
3．tRNA的形态和功能特点
(1)形态：
RNA链经过折叠，形成三叶草形
3'
5'
(2)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
碱基配对
4．反密码子
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
◆ 密码子与反密码子
密码子:
反密码子:
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
tRNA上与密码子互补的3个相邻的碱基
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
组
读反密码子的方向：3’→ 5’
反密码子为AUG
酪
tRNA
决定氨基酸的密码子有62种，所以反密码子有 ；tRNA有 。
62种
62种
密码子和反密码子的比较
项目 密码子 反密码子
位置 _______ _______
作用 直接决定蛋白质中 的序列 识别 ，转运______
特点 与 上的碱基互补 与 的碱基互补
mRNA
tRNA
氨基酸
密码子
氨基酸
DNA模板链
mRNA中密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
第1步
mRNA进入细胞质，与核糖体结合。
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
第1步
携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
第2步
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
第3步
位点1
位点2
肽键
C
A
C
色
甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
第4步
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，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
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
C
A
C
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
终止密码子
无tRNA与之配对
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
蛋白质释放因子
三、遗传信息的翻译
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
肽链释放，核糖体从mRNA上解离，成为亚基，翻译结束
三、遗传信息的翻译
肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。
氨基酸
肽链
蛋白质
三、遗传信息的翻译
翻译
mRNA分子
碱基互补配对
细胞质的核糖体
mRNA
A－U、U－A
G－C、C－G
mRNA→蛋白质
场所：
原则：
模板：
条件：
遗传信息流动：
蛋白质
转 录
翻 译
21种游离氨基酸、
ATP、酶
tRNA
三、遗传信息的翻译
6.翻译是一个快速的过程（具有高效性）
在细胞中，合成蛋白质的速度很快，其中一个主要原因是：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（如右图）。此时，多个核糖体串联附着在一条mRNA上，形成念珠状结构——多聚核糖体。从而，在少量mRNA的指导下就可高效合成大量的某种蛋白质。
先合成
后合成
核糖体在mRNA上的移动方向：
短肽链--长肽链
正在合成的肽链
（一个mRNA可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链）
核糖体
mRNA
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
由肽链_____→肽链_____的方向进行
短
长
核糖体在mRNA上的移动方向：
6.翻译是一个快速的过程（具有高效性）
7.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
1．转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝ 。图解如下:
知识拓展基因表达过程中有关数量变化
6∶3∶1
C
T
A
C
C
A
C
T
G
G
A
T
G
G
T
G
A
C
G
A
U
G
G
U
G
A
C
DNA的遗传信息
mRNA
蛋白质的氨基酸排列顺序
转录
翻译
氨基酸
n
3n
6n
DNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸＝6:3:1
注意：无特别说明，不考虑终止密码
基因表达过程中的数量计算
8.真核细胞和原核细胞翻译的区别
真核生物：核基因先转录后翻译
原核生物：可以边转录边翻译
为什么会是这样呢？
原核生物没有核膜，转录和翻译可以发生在同一空间内，所以可以边转录边翻译
（真核生物线粒体、叶绿体DNA）
1．图形解读
(1)图1表示真核细胞的翻译过程，
其中①是 ，⑥是 ，②、③、④、⑤表示正在合成的4条 ，具体内容分析如下:
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
②目的意义： 。
③方向：从 向 (见图1)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
mRNA
核糖体
多肽链
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
右
左
④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
⑤形成的多条肽链氨基酸 ：其原因是有相同的模板mRNA。
序列相同
(2)图2表示 (真核或原核)的转录和翻译过程，图中①是DNA，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA， mRNA在核糖体上同时进行翻译过程。
原核细胞
DNA的复制、转录和翻译的比较
项目 复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量
酶
产物
原则
细胞核（主要场所）
细胞核（主要场所）
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种游离的氨基酸
ATP
ATP
ATP
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA
RNA
多肽
碱基互补配对
A-T T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U U-A G-C C-G
特定的酶
科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则：
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
复制
转录
RNA
翻译
蛋白质
四、中心法则
RNA RNA
RNA复制酶
中心法则的发展
资料1：烟草花叶病毒
1.科学家在RNA病毒中发现了RNA复制酶，
能对RNA进行复制。
RNA DNA
逆转录酶
中心法则的发展
资料2：艾滋病病毒：
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。
中心法则的完善
DNA
蛋白质
转录
翻译
复制
逆转录
复制
（RNA病毒中才有）
RNA
（RNA病毒中才有）
温馨提示：
（1）DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
（2）RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中。
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
中心法则的完善
DNA
蛋白质
转录
翻译
复制
逆转录
复制
（RNA病毒中才有）
RNA
（RNA病毒中才有）
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是__________，蛋白质是_____________，而____为信息的流动提供能量，可见：生命是______、______和_______的统一体。
信息的表达产物
ATP
物质
能量
信息
信息的载体
3.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
总结
一、概念检测
1. 基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）
（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（ ）
×
×
随堂练习
2. 密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指 （ ）
A. 基因上3个相邻的碱基
B. DNA上3个相邻的碱基
C. tRNA上3个相邻的碱基
D. mRNA上3个相邻的碱基
D
随堂练习
3．如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法不正确的是（ ）
A．①链的碱基U与②链的碱基A互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶
D．转录完成后，②脱离DNA分子，DNA分子重新恢复双螺旋
A
随堂练习
4．图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是（ ）
A．造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核
B．已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为24%
C．同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同
D．胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同
D
随堂练习

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