4.1基因指导蛋白质的合成 课件 2025—2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦“基因指导蛋白质的合成”，涵盖RNA结构功能、转录、翻译、中心法则及相关计算。以《侏罗纪公园》恐龙复活问题导入，从DNA到生物体的复杂性引出基因表达，搭建从DNA到RNA再到蛋白质的递进式学习支架。 其亮点在于融合实验证据（如RNA酶分解与恢复蛋白质合成实验）和问题驱动（如密码子简并性意义讨论），通过对比表格（DNA与RNA、复制转录翻译比较）和流程图培养科学思维，利用密码子表分析和tRNA三叶草结构体现结构与功能观（生命观念）。采用探究实践（思考讨论）和快问快答巩固知识，帮助学生构建逻辑网络，教师可提升教学效率。

第4章 基因的表达 第一节 基因指导蛋白质的合成 授课人： 1、欢迎关注公众号“生物学进阶” 2、欢迎加入QQ群：337367659 共同交流、学习进步、提升教学技巧。 1 问题探讨 2 问题探讨 恐龙DNA （缺陷） 青蛙DNA 补缺 完整DNA 恐龙 从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？ 一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息,也可以说是构建生物体的蓝图。但是,从DNA到具有各种性状的生物体,需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此,在可预见的将来,利用DNA来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。 基因 蛋白质 3 细胞核 核糖体（29nm） 细胞质 DNA (2nm) 核孔0.9nm 资料2: 1955年,戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。 资料1：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。 实验证据： RNA充当了DNA的信使 RNA DNA 蛋白质 4 阅读课本P64-65内容，然后回答并总结下列问题： 1. 回顾RNA的结构层次？ 2. RNA与DNA异同？ 3. RNA的种类？ 4. RNA为什么适合作DNA的信使？ 一、RNA的结构和功能 5 一、RNA的结构和功能 1. RNA的结构层次 基本组成元素： 基本组成物质： 基本组成单位： RNA(单链)： C、H、O、N、P 磷酸基团、核糖、含氮碱基 核糖核苷酸（4种） 核苷酸链 O P CH2 OH O OH H OH H OH H H 碱基 磷酸 A:腺嘌呤 U:尿嘧啶 C:胞嘧啶 G:鸟嘌呤 6 一、RNA的结构和功能 名称 基本单位 化学 组成 五碳糖 含氮碱基 无机酸 结构 (双螺旋/单链) 真核细胞中的分布 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖 核糖 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 磷酸 双螺旋结构 单链结构 主要在细胞核中 主要在细胞质中 2. RNA与DNA的异同 7 一、RNA的结构和功能 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 遗传信息传递的媒介 转运氨基酸的工具 组成核糖体 单链 单链，部分碱基配对形成三叶草型结构 单链 ①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关 3. RNA的种类及功能（P65） RNA是单链结构，因此RNA中没有氢键，这种说法正确吗？ 8 一、RNA的结构和功能 4. RNA适于作DNA的信使的原因 (1)RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基( C、G、A、U )共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。 (2)RNA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。 (4)RNA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。 (3)RNA为单链结构，不稳定，易降解，完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。 9 1.组成DNA的脱氧核苷酸有___种，碱基有___种 2.组成RNA的核糖核苷酸有___种，碱基有___种 3.组成核酸的核苷酸有___种，碱基有___种 4 4 4 4 8 5 快问快答 4.有三个核酸分子，经分析知共有五种碱基，八种核苷酸，四条多核苷酸链，它们是 Ａ．一个ＤＮＡ分子，两个ＲＮＡ分子。 Ｂ．三个ＤＮＡ分子。 Ｃ．两个ＤＮＡ分子，一个ＲＮＡ分子。 Ｄ．三个ＤＮＡ分子。 5.噬菌体、烟草花叶病毒、烟草体内核苷酸的种类依次是 A.4、4、4 B.4、4、8 C.4、8、8 D.8、8、8 10 二、遗传信息的转录 ⑴解旋：在能量的驱动下，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 1、遗传信息转录的过程 11 二、遗传信息的转录 ⑵配对：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 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 1、遗传信息转录的过程 12 二、遗传信息的转录 1、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 合成方向： 子链的5’端→ 3’端 特点： 边解旋边转录 ⑶连接：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） 13 二、遗传信息的转录 ⑷释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。 U A U G C A U G A U C G A G C U U 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' 细胞质 细胞核 mRNA 补充：mRNA通过核孔进入细胞质中，穿过0层膜，需要消耗能量 14 二、遗传信息的转录 在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。 模板：DNA的一条链 原料：4种核糖核苷酸 能量 酶：RNA聚合酶等 场所：真核：细胞核、线粒体、叶绿体 原核：细胞质、质粒 2.定义 3.条件 15 二、遗传信息的转录 碱基互补配对 A－U、T－A、G－C、C－G 5. 原则: 6. 产物: 7. 特点: RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 边解旋边转录 8.遗传信息传递的方向: DNA→RNA 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备 9. 转录的意义: 10. mRNA的延伸方向: 从5’-端到3’-端 4. 时间: 个体生长发育的整个过程 16 二、遗传信息的转录 17 基因的结构示意图 真核细胞基因结构 编码区 非编码区 非编码区 编码区 非编码区 非编码区 启动子 终止子 RNA聚合酶识别结合位点，启动转录 终止转录 外显子 内含子 原核细胞基因结构 二、遗传信息的转录 RNA的合成的起始是由RNA聚合酶识别基因上游的启动子决定的 18 总结：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 基因A 基因B 转录 CCAUG……GCCA mRNA1 转录 UAGUAC……UACG mRNA2 哪条是模板链？ --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA ……T CCCTACC ……ATCATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATGG……TAGTACGTAGGTACG--- 1链 2链 ▲转录时，DNA的一条链作为模板，并非固定不变 ▲转录时，只解旋目的基因片段 1链 2链 总结 其它基因 ▲由于一个DNA分子上有多个基因，因此转录出的mRNA不完全相同 据图分析转录出的RNA碱基序列，与 DNA两条单链的碱基序列有哪些异同？ 二、遗传信息的转录 19 思考·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？ 2.与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？ 3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？ 与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？ 都需要模板,都遵循碱基互补配对原则; 碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性; DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶 DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA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，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。 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分子 RNA分子 DNA的两条链 DNA的一条链 四种脱氧核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 A-T；G-C A-U；T-A；G-C 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 二、遗传信息的转录 20 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 DNA复制与转录的比较 课堂总结 21 三、遗传信息的翻译 转录得到的是RNA，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排列顺序呢？ mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程——翻译。 22 三、遗传信息的翻译 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？ 碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？ 1个碱基决定一个氨基酸，则只能决定： 决定 决定 决定 2个碱基决定一个氨基酸，则只能决定： 3个碱基决定一个氨基酸，则只能决定： 41=4 42=16 43=64 23 三、遗传信息的翻译 (1)定义： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 (3)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 后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。 1. 密码子： (2)位置： mRNA上 24 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 ？ 25 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 64 UAA UGA（硒代半胱氨酸） UAG AUG GUG 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 密码子总数： 4×4×4=64种 64种密码子决定21种氨基酸，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这种现象称作 密码子的简并。 27 绝大多数氨基酸都有几个密码子 2.密码子的简并性 地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子 3.密码子的通用性 一种密码子决定一种氨基酸 1.密码子的专一性 分析密码子的特性 思考·讨论 三、遗传信息的翻译 28 三、遗传信息的翻译 mRNA 5' 3' A C U 反密码子 密码子 密码子=反密码子=61或62 游离的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 2、tRNA是一类具有携带并转运氨基酸功能的核糖核酸 结合氨基 酸的部位 1、tRNA携带何种氨基酸由它上面的什么决定？ 2、tRNA转运来的氨基酸序列由什么决定？ 3、有多少种不同的tRNA？ 4、为什么密码子的种类多于反密码子？ 29 三、遗传信息的翻译 mRNA 5' 3' A C U 反密码子 密码子 密码子=反密码子=61或62 游离的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 2、tRNA是一类具有携带并转运氨基酸功能的核糖核酸 (1)、形态：RNA链经过折叠，形成三叶草形 (2)、功能：识别并转运氨基酸 (3)、特点： 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多种tRNA携带。 (4)、反密码子：每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。 结合氨基 酸的部位 30 密码子和反密码子的比较 项目 密码子 反密码子 位置 mRNA tRNA 作用 直接决定蛋白质中氨基酸的序列 识别密码子,转运氨基酸 对应数 量关系 一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可以由几种密码子决定。 一种tRNA只能运输一种氨基酸。一种氨基酸可以由多种tRNA转运。 特点 与DNA模板链上的碱基互补 与mRNA中密码子的碱基互补 31 三、遗传信息的翻译 U A C 甲硫氨酸 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C 第1步:mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。 A G U C C A U A A G G U mRNA 3 过程：（P68） 32 三、遗传信息的翻译 A G U C C A U A A G G U 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。 组氨酸 G U G 第1步:mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。 33 三、遗传信息的翻译 A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 肽键 第3步: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。 第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。 第1步:mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。 34 三、遗传信息的翻译 A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G U A C 甲硫氨酸 第4步:核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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。 色氨酸 A C C 35 三、遗传信息的翻译 A G U C C A U A A G G U 组氨酸 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 X X X XXX 随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 XXX 36 遗传信息的翻译过程 三、遗传信息的翻译 4. 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，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 翻译的实质： 碱基排序 碱基排序 氨基酸排序 38 5. 场所： 6. 条件： 核糖体 能量 酶： 模板： 原料： 原则： 工具： 多种酶 mRNA 21种游离氨基酸 碱基互补配对 A－U、U－A G－C、C－G tRNA 7. 结果： 具有一定氨基酸序列的蛋白质（多肽链） mRNA→蛋白质 8. 遗传信息传递的方向： 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。 三、遗传信息的翻译 39 在细胞质中，翻译是一个快速的过程。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出大量的蛋白质。 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） ②这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？ 相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。 9. 特征(P69)： 三、遗传信息的翻译 40 9. 特征(P69)： (3)判断图中核糖体沿着mRNA移动的方向，根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。 提示　核糖体沿着mRNA从左向右移动；图甲中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。 三、遗传信息的翻译 41 绝大多数氨基酸都有几个密码子 2.密码子的简并性 地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子 3.密码子的通用性 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。 说明当今生物可能有着共同的起源。 一种密码子决定一种氨基酸 1.密码子的专一性 分析密码子的特性 思考·讨论 三、遗传信息的翻译 42 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。 真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别 拓展 转录 翻译 正在合成的多肽链 翻译 转录 DNA 核基因先转录后翻译 边转录边翻译 三、遗传信息的翻译 43 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 44 四、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。 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制； 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 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。 随着研究的深入，科学家对中心法则进行补充： 资料：1.1965年，科学家在某种RNA病毒中发现了RNA复制酶，RNA复制酶 能催化RNA的复制。 2.1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现了逆转录酶，它能以RNA 为模板合成DNA。 逆转录 复制 45 四、中心法则 各类生物遗传信息的传递过程： ①真核生物： ②原核生物： ③DNA病毒： ④RNA病毒： ⑤逆转录病毒： 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 RNA 翻译 蛋白质 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 RNA 逆转录 （遗传物质为DNA的生物） （遗传物质为RNA的生物） 46 四、中心法则 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 信息的载体 信息的表达产物 ATP 物质 能量 信息 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA 复制 RNA 逆转录 中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向） ： 47 四、中心法则 中心法则的发展 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。 中心法则的意义： 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。 生命是物质、能量和信息的统一体。 48 A—C—U—G—G—A—U—C—U mRNA： 苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 蛋白质(肽链)： DNA： A—C—T—G—G—A—T—C—T T—G—A—C—C—T—A—G—A 肽键 肽键 A链 B链 转录 翻译 例：如mRNA上有n个碱基，转录时产生它的基因片段中至少有________个碱基，该mRNA指导合成蛋白质中至多有________个氨基酸。 2n n/3 DNA(基因)碱基总数：mRNA碱基数：蛋白质中氨基酸数= 6：3：1 注意：无特别说明，不考虑终止密码 49 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的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目要大于3n。 ②因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目要大于6n。 因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样才能使用这个比例关系。 例：某个多肽的相对分子质量为2778，氨基酸的平均相对分子质量为110，若考虑终止密码子，则控制该多肽合成的基因的长度至少是(　　) A．75对碱基 B．78对碱基 C．90对碱基 D．93对碱基 D 50 注意基因表达相关计算中的三个“看清楚” (1)看清楚DNA上的碱基单位，是“对”数还是“个”数。 (2)看清楚是mRNA上“密码子”的个数，还是“碱基”的个数。 (3)看清楚是合成蛋白质所需的氨基酸的“个数”，还是“种类数”。 51 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。（ ） × × 练习与应用 52 练习与应用 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 53 练习与应用 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。 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 54 THANKS 谢谢聆听 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $