生物人教版（2019）必修2 4.1基因指导蛋白质的合成（共78张ppt）

(共78张PPT)
基因指导蛋白质的合成
5’
3’
3’
5’
在__________的作用下，DNA双链解开，碱基暴露出来；
RNA聚合酶
注意：该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
遗传信息的转录过程
①解旋
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成
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 键）
特点：
边解旋边转录
（方向： ）
从5’-端到3’-端
②配对：
③连接：
磷酸二酯
细胞质
细胞核
核孔
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
④释放：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
1.时间：
2.条件：
个体生长发育的整个过程
模板：
原料：
能量：
酶：
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA）
DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
（使氢键断裂、形成磷酸二酯键）
3.遗传信息传递的方向：
RNA
4.产物：
DNA→RNA
小结（真核生物）
种类：mRNA、tRNA、rRNA
判断：DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）
×
T
A
A
G
T
C
G
T
G
A
3′
5′
5′
3′
3′
5′
转录
模板链
A
T
T
C
A
G
C
A
C
T
A
U
U
C
A
G
C
A
C
U
DNA
RNA
非模板链
1、转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。
2、该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列基本相同，区别是T替换成了U。
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、DNA连接酶等
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、半不连续复制
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
DNA复制和转录的比较
一
遗传信息的翻译
1
本节聚焦
课本第64页
2
3
生命观念：遗传信息翻译过程
科学思维：分析碱基与氨基酸的对应关系
科学探究：分析密码子的确定方式
社会责任：认同基因指导蛋白质合成的方法
4
遗传信息的翻译
DNA
（脱氧核苷酸语言）
RNA
（核糖核苷酸语言）
特点氨基酸
序列的蛋白质
（氨基酸语言）
碱基
氨基酸
遗传信息的翻译
翻译的概念：
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。
转录
DNA
遗传信息
mRNA
遗传信息
蛋白质
翻译
遗传信息储存在DNA的 中
4种碱基排列顺序
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
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
难题一
遗传信息的翻译
二
三联体密码
三联体密码
决定一个氨基酸的 碱基个数 决定氨基 酸种类 图示
1个
2个
3个
氨基酸
AUCG
4
氨基酸
AUCG
4
AUCG
4
氨基酸
AUCG
4
AUCG
4
AUCG
4
4
42＝16
43＝64
三联体密码
资料：
上世纪50～60年代，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：在T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。
克里克T4噬菌体实验
组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸
碱基和氨基酸间的对应关系可能 最多编码的氨基酸种类
1个碱基→1个氨基酸
2个碱基→1个氨基酸
3个碱基→1个氨基酸
4个碱基→1个氨基酸
…… ……
三联体密码的提出
野生型噬菌体
插入或删掉3个相邻碱基
噬菌体能侵染细菌，使死菌死亡
野生型噬菌体
噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡
插入或删掉1个或2个相邻碱基
4
16
64
256
①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
②遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。
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。
三联体密码
(1)定义：
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？
密码子
(2)位置：
mRNA上
三联体密码
第一个遗传密码的破译
请利用以下材料设计试验方案，探究UUU是哪种氨基酸的密码子，简要写出实验思路，并预期结果和结论。
实验材料：20支试管、二十种纯化的氨基酸、去除了DNA和mRNA的细胞提取液（含核糖体和酶）、（多聚尿嘧啶核苷酸）UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU。
第一个遗传密码的破译
实验方案：
①取20支试管，分别加入二十种氨基酸。
②给每支试管中加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液。
③给每支试管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。
④检测每支试管中肽链的合成情况。
预期结果与结论：
如果加入苯丙氨酸的试管中出现了肽链，则说明UUU是苯丙氨酸的密码子。
三联体密码
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U
亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G
A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U
异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C
异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A
甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G
G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U
缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 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
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U
亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G
A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U
异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C
异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A
甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G
G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U
缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G
真核生物的起始密码子为AUG，编码甲硫氨酸。
AUG可作为原核生物的起始密码子，编码甲硫氨酸。
原核生物也可以使用GUG作为起始密码子，此时编码的是甲硫氨酸。
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U
亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G
A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U
异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C
异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A
甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G
G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U
缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G
UAA、UAG为终止密码子，提供翻译终止的信号。
UGA正常情况下为终止密码子，特殊情况下，可编码硒代半胱氨酸。
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U
亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A
亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G
A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U
异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C
异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A
甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G
G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U
缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C
缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G
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
64
UAA
GUG
AUG
UGA（硒代半胱氨酸）
61
UAG
一种密码子决定____种氨基酸，
一种氨基酸由_________密码子决定。
1种或几种
1
特殊情况下62种。
思考、有的氨基酸只有一个密码子，例如色氨酸。绝大多数氨基酸都有好几个密码子，这一现象称为密码的简并，你认为密码的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
①可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
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。
思考、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？
通用性
说明地球上生物有共同起源
三联体密码
三联体密码
有的氨基酸只有一个密码子，例如色氨酸。绝大多数氨基酸都有好几个密码子，这一现象称为密码的简并，你认为密码的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
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？
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；可以减少有害突变
②提高使用频率。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。
通用性
说明地球上生物有共同起源
密码子特点：
①
专一性：一般情况下，1种密码子决定 种氨基酸。
②
简并性：一种氨基酸可由 种密码子决定，可以增强密码子的容错性,可以保证翻译的速度。
③
地球上几乎所有生物都共用一套密码子，说明地球上生物有共同起源。
1
1种或多
可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
通用性：
④
遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。
连续性：
tRNA
mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸,是如何被运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
A
C
G
U
G
A
U
U
A
异亮氨酸
甲硫氨酸
谷氨酸
亮氨酸
难题二：谁来翻译 (既懂核苷酸“语言”,又懂氨基酸“语言” )
RNA 种类 mRNA——信使RNA tRNA——转运RNA rRNA——核糖体RNA
空间 结构 单链 三叶草结构 单链
特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸,另一 端特定的三个碱基可与 mRNA上的密码子互补配对, 叫反密码子 核糖体的组成成分
功能 翻译时作模板 识别并转运氨基酸 参与构成核糖体
共同点 ①都是转录的产物；②基本单位相同；③都与翻译过程有关。
种类：多种(61种)
功能：专一性（专一识别一种氨基酸密码子、转运一种氨基酸）
tRNA
三
tRNA
tRNA
3'
5'
结合
氨基酸部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
U
G
A
反密码子
密码子
结构：
RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形
形态：
其一端是携带氨基酸的部位，
另一端有3个相邻的碱基，这3个碱基可以与mRNA上的密码子配对，叫作反密码子。
种类：
61种
数量关系：
1种tRNA只能转运1种氨基酸；
1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。
氨基酸的搬运工——tRNA
识别并转运氨基酸。
作用：
tRNA
（反密码子）
tRNA
mRNA
氨基酸
（21种）
运输
编码
互补配对
3'
5'
结合
氨基酸部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
U
G
A
反密码子
密码子
mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系
mRNA
5
3
5
3
结合氨基酸的部位
密码子
反密码子
OH
A
A
C
碱基配对
这个tRNA携带的
氨基酸是 ？
亮氨酸
tRNA
tRNA
遗传信息：
在DNA（基因）上。是脱氧核苷酸的排列顺序。决定性状。
密码子 ：
在mRNA上，决定一个氨基酸的3 个相邻碱基。决定氨基酸。
反密码子：
与mRNA上的密码子互补的 tRNA一端的三个碱基。翻译作用。
辨析：遗传信息、密码子、反密码子
密码子与反密码子的比较：
密码子 反密码子
位置
种类
特点
功能
mRNA上
tRNA上
64种
62种
一种密码子只决定一种氨基酸，
一种氨基酸可由多种密码子决定。
一种tRNA只转运一种氨基酸，
一种氨基酸可由多种tRNA转运。
编码(决定)氨基酸
与密码子配对，将氨基酸运输到相应位置
tRNA
四
翻译的过程
翻译的过程
翻译的过程
1
E
2
甲
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
C
A
U
5’
3’
核糖体移动方向
第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG________，进入位点____。
mRNA
核糖体
互补配对
1
翻译的过程
1
E
2
甲
C
A
U
5’
3’
组
G
U
G
5’
3’
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
第2步:携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点_____。
2
第3步:甲硫氨酸与这个氨基酸形成_____，从而转移到位点_____的tRNA上。
2
肽键
第4步: _______沿______移动，读取下一个密码子，原占位点___的tRNA离开核糖体，原位点___的tRNA进入位点__，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点___，继续肽链的合成。
核糖体
mRNA
1
2
1
2
翻译的过程
P
E
A
甲
C
A
U
5’
3’
色
C
C
A
5’
3’
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
组
G
U
G
5’
3’
精
A
C
G
5’
3’
半
G
C
A
5’
3’
半
A
C
A
5’
3’
脯
A
G
G
5’
3’
核糖体移动方向
翻译的过程
P
E
A
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
A
C
A
5’
3’
甲
色
组
精
半
半
脯
A
G
G
5’
3’
释放因子
直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。
肽链释放后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
核糖体移动方向
翻译的过程
位点1
位点2
遗传信息的翻译
①翻译
③条件
④产物：
②场所
在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
核糖体
模板：
原料：
能量:
工具：
mRNA
21种氨基酸
tRNA
多种酶
具有一定氨基酸序列的蛋白质（肽链）
⑤碱基配对方式：
mRNA-tRNA A-U,U-A,C-G,G-C
阅读课本P66
ATP
提醒：肽链合成后，通常经过盘曲折叠，才能形成特定空间结构和功能的蛋白质分子。
⑥遗传信息传递的方向：
RNA→蛋白质
酶：
遗传信息的翻译
②这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？
遗传信息的翻译
在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。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大量的蛋白质。
多聚核糖体——高效翻译的机制
①由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？
由肽链_____→肽链_____的方向进行
短
长
（从左到右）
相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。
遗传信息的翻译
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，核基因的转录和翻译不能同时进行，被核膜从时空上隔开了。
遗传信息的翻译
1.原核细胞：
2.真核细胞：
①核膜阻隔，核糖体无法与刚转录形成的mRNA结合
②真核生物的核基因转录后形成的mRNA一般要进行加工，然后再翻译。
真、原核细胞基因的表达有什么区别？
边转录边翻译
先转录后翻译
DNA复制 转录 翻译
时间
场所
模板
原料
酶
能量
原则
特点
产物
方向
信息传递
细胞分裂前的间期
生长发育全过程
主要是细胞核、线粒体、叶绿体
细胞质
DNA的两条链
基因特定的一条链
mRNA
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶，DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
ATP
ATP
ATP
子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
肽链（蛋白质）
A-T,T-A,C-G,G-C
A-U,T-A, C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
半保留复制
边解旋边复制
边解旋边转录
一个mRNA可结合多个核糖体同时合成多条肽链
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
从起始密码子到终止密码子
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
五
基因表达的相关计算
基因表达的相关计算
DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1
转录
翻译
基因表达的相关计算
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数=6:3:1
说明：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA;转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
基因表达的相关计算
计算中“最多”和“最少”的分析
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上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上碱基数目比对应蛋白质中氨基酸数目6倍还要多一些。
③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( 　 )
A．198个 B．199个
C．200个 D．201个
B
　基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
　　　6 　　： 　　3 　　　：　　　 1
2、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是由下列哪个转录来的（ ）
A、GAT B、GAA
C、GUA D、CTA
A
3.一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基多少个？（ ）
A．3000个和3000个 B．1000个和2000个
C．3000个和6000个 D．2000个和4000个
4.下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
5.DNA分子的复制、转录、翻译分别产生(　　)
A．DNA、RNA、蛋白质
B．DNA、RNA、氨基酸
C．DNA、RNA、核糖体
D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质
A．分析图示可知①是β，完成基因→②的场所是细胞核
B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA
C．图中②→③需要在核糖体上进行
D．能够决定氨基酸的③的种类有64种
6.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是(　　)
六
中心法则
中心法则
DNA聚合酶
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
RNA聚合酶
核糖体
DNA
mRNA
多肽链
复制
转录
翻译
你能根据DNA复制和基因指导蛋白质合成的过程画一张流程图，表示遗传信息的传递方向吗？
中心法则
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。
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。
RNA
克里克提出的中心法则所有生物均能适用吗？
中心法则
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。
烟草花叶病毒模式图
RNA复制酶
RNA
RNA
烟草花叶病毒
中心法则
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
中心法则
复制
DNA
逆转录
转录
复制
RNA
翻译
蛋白质
图 解
总 结
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
逆转录病毒(如艾滋病病毒)
01
能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递
02
RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)
04
高度分化的细胞(洋葱表皮细胞、神经元细胞)
03
中心法则
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RNA病毒
逆转录病毒 (HIV)
各种生物的遗传信息传递过程
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
复制
RNA
中心法则
烟草花叶病毒（TMV）
人免疫缺陷病毒（HIV）
3
1
2
3
RNA
病毒
5
4
具备分裂能力的细胞
不能分裂的细胞
造血干细胞：
1
2
3
神经细胞：
2
3
原核细胞
噬菌体
1
2
3
1
2
3
(发生在：_____________)
宿主细胞内
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
中心法则
适用条件
①DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物遵循的法则。
②RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。
意义
①对遗传信息流动过程的概括。
②对DNA基本功能（传递和表达遗传信息）的概括。
③对生物遗传物质和性状的关系以及传递途径的概括。
A.人体所有细胞都具有过程①②⑤
B.在植物茎间形成层细胞中只有①过程
C.生物体内不存在过程⑥
D.④过程在所有病毒增殖过程中都可以发生
2.中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图判断下列说法正确的是（ ）
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。（ ）
×
×
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
二、拓展应用
红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示， 请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。
【提示】题中的三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。具体而言，红霉素影响翻译过程，环丙沙星影响复制过程，利福平影响转录过程。
抗菌药物 抗菌机制
红霉素 能与核糖体结合，抑制肽链的延伸
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
利福平 抑制细菌RNA酶的活性
A—C—U—G—G—A—U—C —U
mRNA
反密码子
UGA CCU AGA
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
转录
翻译
蛋白质
密码子
ACU GGA UCU
DNA
A—C—T—G—G—A—T—C —T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
肽键 肽键
1
3
6
七六
真核基因和原核基因表达的异同
真核基因和原核基因表达的异同
RNA聚合酶
的识别和结合位点
原核细胞的基因结构
能转录
编码区
不能转录
非编码区
不能转录
非编码区
启动子
转录
调控
调控
上游
下游
mRNA
翻译
蛋白质
终止子
真核基因和原核基因表达的异同
启动子
外显子
内含子
1
2
3
4
5
非编码区
非编码区
编码区
转录
前体mRNA
加工
成熟mRNA
翻译
肽链
真核细胞的基因结构
终止子
真核基因和原核基因表达的异同
mRNA
AUG
起始密码子
UAA
终止密码子
如何区分启动子、终止子、起始密码子、终止密码子？
启动子、终止子位于基因（DNA）上，与转录有关。
起始密码子、终止密码子位于mRNA上，与翻译有关。