第1节 基因指导蛋白质的合成
第四章 基因的表达
DNA分子是怎样控制遗传性状的？
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）
？
问题一：在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
电影《侏罗纪公园》片段
基因如何指导蛋白质的合成
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
问题１：DNA主要存在细胞核中，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？
一 遗传信息的转录
(一)RNA的结构、分类和作用
当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和转录。
DNA
RNA
比较RNA与DNA结构的不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
RNA
的种类
信使 RNA(mRNA)
核糖体 RNA(rRNA)
转运 RNA(tRNA)
将DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传递至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。
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
RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
为什么mRNA适于作DNA的信使？
因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。
mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？
(二) 转录的具体过程
问题2：DNA的
遗传信息是怎样传
给mRNA的呢？
(一)转录
在_______内，以DNA的______为______， 按照____________的原则合成_____的过程。
细胞核
一条链
模板
碱基互补配对
RNA
（1）DNA的两条链都能转录吗？
（2）DNA链完全解开吗？
（3）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
思考:转录与DNA复制有什么异同点?
转录与DNA分子复制的区别
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育过程
主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
T—A、 G—C
A—U、 C—G
边解旋边复制、半保留复制
边解旋边转录
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代
传递遗传信息，为翻译做准备
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
DNA的两条链
DNA中的一条链
模板、原料、ATP、酶
（１）转录的定义：　　　　　　　　
（２）转录的场所：　　　　　　　　　　
（３）转录的模板：
（４）转录的原料：
（５）转录的条件：
（６）转录时的碱基配对:

（ 7）转录的结果：
在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则原则，合成mRNA的过程
细胞核
DNA的一条链
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
需要酶和ATP
碱基互补配对原则
（A=U，G=C）
mRNA
巩固练习
2、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位---核苷酸有多少种?碱基有多少种?( )
A.2种 4种 B.4种 4种
C.5种 5种 D.8种 5种
3、下列哪一组物质是RNA的组成成分( )
A.脱氧核糖核酸和磷酸
B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸
C.核糖﹑碱基和磷酸
D.核糖﹑嘧啶和核酸
D
C
1、DNA的复制和转录有何异同之处？
3 DNA 分子的解旋发生在 ___过程中( )
A 复制 B 转录
C 翻译 D 复制和转录
4 一个DNA 分子转录出多少种多少个mRN A ( )
A一 种一个 B一 种多个
C多 种多个 D 无数种无数个
D
C
细胞核
只解有遗传效应的片段
只有DNA的一条链
四种核糖核苷酸
DNA解旋酶、 RNA聚合酶
ATP
A-U G-C T-A C-G
mRNA
细胞核
完全解旋
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
DNA解旋酶、DNA聚合酶
ATP
A-T C-G T-A G-C
子代DNA
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？
mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
mRNA通过核孔进入细胞质中， 开始它新的历程——翻译。
二、遗传信息的翻译
遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。
碱基与氨基酸之间的对应关系
思
考
与
讨
论
DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？
翻译:
4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。
二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。
如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻
的碱基。
密码子
tRNA——“搬运工”
游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线----核糖体”上？
一共有多少种tRNA?
反密码子
与密码子相互配对,转运的氨基酸由配对的密码子决定
每种tRNA只能识别并转运
一种特定的氨基酸!
决定氨基酸的密码子有61种,
所以tRNA 有61种
密码子与反密码子
亮氨酸
天冬氨酸
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?
异亮氨酸
翻译的具体过程：
1.翻译的场所：
2.翻译时的模板：
3.翻译的原料：
4.翻译的条件:
5.翻译的工具:
6.翻译的产物:
核糖体
mRNA
游离的氨基酸
tRNA
肽链
酶，ATP、模板、原料
2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实
说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。
3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个
碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（GAU→GAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化 。
思
考
与
讨
论
DNA(基因)
转录
翻译
基因指导蛋白质合成的过程
翻译的过程
从基因的表达过程可以看出：
DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中 的排列顺序，进而决定 的排列顺序，最终决定了 的结构和功能特异性。
核糖核苷酸/密码子
氨基酸
蛋白质
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
信使RNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
A
A
A
C
U
A
G
C
组氨酸
1.翻译的起始码有: 个，
终止码有: 个
2.决定氨基酸的密码子 种。
3.翻译时的碱基配对：

4.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。
5.翻译的条件：
3
61
肽键
2
A U C G
mRNA ─┴─┴─┴─┴─
t RNA ─┴─┴─┴─┴─
酶，ATP、模板、原料
U A G C
翻 译
再见！