每个 DNA 分子上分布着多个基因； 基因是 ____________ 的 DNA 片断； 每个基因中含有成百上千个 ____________ ； 基因中碱基对的排列顺序代表了 _________,

不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，因此，不同基因就含有不同的 __________ 。

脱氧核苷酸遗传信息

有遗传效应

遗传信息

2

基因是决定生物性状的基本单位，但生物的性状却是由蛋白质来体现的。

基因控制生物的性状，就是通过控制蛋白质的合成来实现的。

3

这一过程也叫做基因的表达

4

通过前面的学习我们知道， DNA主要存在于 _______ 中。而蛋白质的合成是在 _______ 中的 _______ 上进行的。

DNA 所携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？

细胞核细胞质 核糖体

科学家推测，在细胞核与细胞质之间应当有一种物质充当信使，后来通过一系列经典实验证实这种物质就是________ 。

RNA 是什么？结构如何？DNA 和 RNA 有什么区别？

RNA

6

DNA 的基本单位

脱氧核糖

碱基

磷酸

AGCT

----脱氧核苷酸----脱氧核苷酸

RNA 的基本单位----核糖核苷酸----核糖核苷酸

核糖碱基AGCU

DNA 和 RNA 的区别是什么？

磷酸

脱氧核苷酸 核糖核苷酸

脱氧核糖(C5H10O4)

核糖 (C5H10O5)

A T C G A U C G

通常呈双链结构 通常呈单链结构

细胞核 细胞质

DNA 和 RNA 的区别是什么？

核酸

核糖 核苷酸

基本单位

脱氧核糖核苷酸基本单位

核糖核酸

脱氧核糖核酸依据

五碳糖

核苷酸脱氧核苷酸

核糖核苷酸

腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸

基本单位

RNA的种类• 信使 RNA

• 转运 RNA

• 核糖体 RNA—— rRNA

—— mRNA

—— tRNA

12

mRNA 为什么叫做信使 RNA ？它是谁的信使？

mRNA 为什么叫做信使 RNA ？它是谁的信使？

因为它是能把细胞核中DNA 上的遗传信息传递到细胞质，所以叫做信使 RNA 。它是 DNA 的信使。

为什么 mRNA 适于作 DNA 的信使？

RNA 的种类？

13

RNA 适于作 DNA 的信使的原因 :

RNA 也是由四种核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。

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。

DNA 和 RNA 之间的碱基互补配对关系是怎样的？

思考？

14

A CGU G U U U A

T G C A C A A A T

DNA

RNA

DNA 和 RNA 之间的碱基互补配对关系

15

研究发现， mRNA 是在细胞核中，以DNA 分子的一条链为模板合成的。这一过程称为“转录”。

mRNA 是怎样传递遗传信息的呢？

16

A CGT G T T T A

DNA 的平面结构图

T G C A C A A A T

类比 DNA 的复制过程，进行推理：如何以 DNA 分子的一条链作为模板合成RNA ？

DNA 分子两条链中，具有转录功能的这条链叫做模板链。

A

G

C

A

G AC G

G UU

U

DNA

游离的核糖核苷酸

以 DNA 的一条链为模板合成mRNA

RNA

聚合酶

T G C A C A A A T

19

T G C A C A A A T

A

G

C

GA

CG

G U

U

A

20

T G C A C A A A T

A

G

C

G AC G

G U

U

A U

21

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

G U

U

A U G

22

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

UU

GA U G

23

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

U

GA U G U

24

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

U

GA U G U

25

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

GA U G U U

26

T G C A C A A A T

G

C

G AC G

GA U G U U A

27

T G C A C A A A T

G

C

G C G

GA U G U U A U

28

T G C A C A A A T

G GC G

GA U G U U A U C

T G C A C A A A T GA U G U U A U C

形成 mRNA 链， DNA 的遗传信息就传递到 mRNA

上

mRNA

DNA

转录概念：

场所：

条件：模板：

酶： 原料：

能量：

DNA 的一条链四种游离的核糖核苷酸RNA 聚合酶ATP

细胞核、线粒体、叶绿体

以 DNA 的一条链为模板，合成mRNA 的过程

① DNA 局部解旋；② 以 DNA 一条链为模板合成 RNA ；③ mRNA 从 DNA 模板链上释放， DNA 复

原遗传信息由 DNA 传递到了 mRNA上

实质：mRNA

过程：

总结“转录”的知识点

产物：

遗传信息的传递去向：DNA→mRNA

33

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 、转录成的 RNA 的碱基序列，与作为模板的 DNA 单链的碱基序列是什么关系？与该DNA 的另一条链的碱基序列是什么关系？

3 、 mRNA 合成后，应该到哪儿去？

转录DNA复制

35

T G C A C A A A T A CGU G U U UA

细胞质

细胞核

核孔

DNA

mRNA

T G C A C A A A T A CGU G U U UA

细胞质

细胞核

核孔

mRNA 通过核孔进入细胞质

A CGU G U U UA

mRNA

DNA

mRNA

37

mRNA 与核糖体结合

38

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

遗传学上把以信使 RNA 为模板，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，叫做“翻译”。

“ 翻译”实质上是将 mRNA 的碱基序列转换成蛋白质的氨基酸序列的过程。

那么， mRNA 中的碱基序列是怎样决定蛋白质中的氨基酸序列的呢 ?

碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？

40

组成生物体蛋白质的氨基酸有 20 种，而 RNA 只有 4 种核苷酸， 4 种碱基 A U G C 如何决定 20 种氨基酸呢？

逻辑推理：一个碱基决定一个氨基酸，能决定 种两个碱基决定一个氨基酸，能决定 种三个碱基决定一个氨基酸，能决定 种

4

16

64

41

U CAU G A U UA

mRNA（模板）

密码子 密码子 密码子

密码子 mRNA 上三个相邻的碱基决定一个氨基酸

　查一查密码子表，上述三个密码子依次决定哪几个氨基酸？

42

43

1 、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 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的。

密码子

2 、所有的密码子都能对应某种氨基酸吗？

有三个密码子不决定任何氨基酸，叫做终止密码。

密码子

同一种氨基酸可能对应 ___________ 种密码子；

相同的氨基酸对应的密码子 ___________

不同的氨基酸对应的密码子 ___________

不同的密码子对应的氨基酸 ___________ ；

一种密码子只能对应 ________ 种氨基酸。

一种或多

一可能相同一定不同

3 、分析密码子表，一种氨基酸可能有几个密码子？这一现象称做密码子的简并性

可以不同

如果密码子中的一个碱基发生变化，由于密码子的简并性，可能不会改变其对应的氨基酸；增强了密码子的容错性；

当某种氨基酸的使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸，可以保证翻译的效率。

4 、你认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？

密码子

mRNA 进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。

有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。那么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？也就是说这个工人是谁呢？ tRNA

请你用自己的语言概括一下：mRNA 和核糖体在氨基酸合成蛋白质的过程中分别起什么作用？

作为搬运氨基酸的工人，tRNA需要具备什么样的能力，才能把氨基酸准确的转运到生产线上？

第一能识别和携带氨基酸第二能识别密码子

49

“搬运工”：转运 RNA （ tRNA)

一种转运 RNA只能转运一种特定的氨基酸。 转运 RNA 的另一端有三个碱基，能与 mRNA 上的密码子相配对，因而叫做“反密码子”。

tRNA至少有多少种？

A A U

亮氨酸

AC U

天门冬酰氨

AU G

异亮氨酸

反密码子 反密码子 反密码子

一种 tRNA 只能携带一种氨基酸

反密码子和密码子是什么关系 ? 决定上述三种氨基酸的密码子分别是什么？

51

U CAU G A U UA

A A U

甲硫氨酸

AC U

天冬氨酸

核糖体

mRNA 与核糖体结合

A

G

T

AC

AA

A

T

U

C

AUGUU

UA

AU G

异亮氨酸

52

U CAU G A U UA

脱水缩合

AU G

异亮氨酸A

G

T

AC

AA

A

T

U

C

AUGUU

UA

A A U

甲硫氨酸

AC U

天冬氨酸

一个个氨基酸分子有序的缩合成肽链

U CAU G A U UA

A

G

T

AC

AA

A

T

U

C

AUGUU

UA

甲硫氨酸

AC U

天冬氨酸AU G

异亮氨酸

54

U CAU G A U UA

tRNA 离开，再去转运下一个氨基酸

A

G

T

AC

AA

A

T

U

C

AUGUU

UA

甲硫氨酸 天冬氨酸

AU G

异亮氨酸

AC U

55

A

G

T

AC

AA

A

T

U

C

AUGU U

UA

U CAU G A U UA

以 mRNA 为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

甲硫氨酸天冬氨酸

异亮氨酸

56

57

为了提高翻译的效率，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。

肽链合成后，就从核糖体与 mRNA 的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。

2. 翻译概念：

把信使 RNA （ mRNA ）上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基叫做一个密码子

U CAU G A U UA

密码子：

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”

模板：

细胞质 ( 核糖体 )场所：

原料： 20 种氨基酸

转移 RNA ( tRNA )

氨基酸的结合部位

专一地与 mRNA上的密码子配对

过程：

运载工具：2. 翻译

产物：

① mRNA 与核糖体结合，决定氨基酸顺序；② tRNA搬运对应的氨基酸到核糖体的对应

位置；③ 核糖体负责氨基酸的脱水缩合，形成肽链。

肽链（蛋白质）

60

61

T CAT G A T T AA G T A C A A A T

GU U A U U A U C

DNA

mRNA

肽链

转录

翻译

DNA 分子的脱氧核苷酸的排列顺序

信使 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序

氨基酸的排列顺序

生物表现出各种遗传性状

蛋白质结构的特异性

决定

决定

决定

63

A密码子丙氨酸氨基酸

tRNA

CmRNA

G

GDNA

根据蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格中填入相应的字母：

CC

G A

T

A

G C

C G U

基因的碱基、信使 RNA 的碱基、蛋白质的氨基酸之间的数量关系：基因 (DNA) 碱基：信使 RNA 碱基：氨基酸 6 3 1： ：

例：请分析由 51 个氨基酸组成的牛胰岛素 ( 蛋白质 ) 的基因中和信使 RNA 中的碱基数目。

解：因为 基因 (DNA) 碱基：信使 RNA 碱基：氨基酸

6 3 1： ：

51153306

65

解题指导：

根据中心法则： Gene 中碱基数： mRNA中碱基数：蛋白质中的氨基酸数 =6 ： 3 ： 1 ；因此，合成的蛋白质中的氨基酸数为1200*2/6=400 个；又此蛋白质有两条肽链，所以其中含有的肽键数为 400-2=398 个。

[ 例 1 ] 某基因中含有 1200 个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽健的个数是多少？该蛋白质的相对分子质量是多少？

[ 例 2 ] 已知一段mRNA 含有 30 个碱基，其中 A 和 G 有 12 个，那么转录该段mRNA的 DNA 分子中应有 C 和 T 的个数是（ ）

A.12 B. 24 C. 18 D. 30

A1

T2

T1

A2

G1 C1

C2 G2

12

Am Um Gm Cm

mRNA

[ 例 3 ] 某 DNA 片段所转录的 mRNA 中 U% ＝28% ， A% ＝ 18% ，则个 DNA 片段中 T% 和 G%分别占（　 ）A. 46%,54% B.23%,27%

C.27%,23% D.46%,27%

B

A1

T2

T1

A2

G1 C1

C2 G2

12

Am Um Gm Cm

mRNA

= (Am+Um)%= (Gm+Cm)%

(A1 ＋ T1)%= (A2+ T2)%= (A 总 +T 总 )%(G1 ＋ C1)%= (G2+C2)%= (G 总 +C 总 )%

[ 例 4 ] ． (07年高考上海卷 ) 一个 mRNA分子有m个碱基，其中（ G ＋ C ）有 n个；由该 mRNA 合成的蛋白质有两条肽链。则其模板 DNA 分子的（ A ＋ T ）数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 ( 　　 )

A．m、m3－1 B．m、

m3－2

C．2(m－n)、m3－1 D．2(m－n)、

m3－2

【答案】 D

【解析】　该题主要考查基因的表达、氨基酸的脱水缩合等知识和从文字中获取信息的能力、综合分析的能力。由 mRNA 分子有m个碱基且 G ＋ C ＝ n可知，此 mRNA 分子中 A ＋ U ＝m－ n，控制其合成的 DNA 分子模板链中 T ＋ A ＝m－ n个，模板 DNA 分子中 A ＋ T ＝ 2(m－ n) 个；

由 mRNA 分子有m个碱基可知，其模板 DNA 分子中有 2m个碱基，能控制合成含 2m/6 个氨基酸的蛋白质分子。题中给出，此蛋白质分子有两条肽链，脱水分子数应为 。m

3－2

[ 例 5 ]. 设控制某含 a 条肽链的蛋白质合成的基因含 X 个碱基对，氨基酸的平均分子量为 Y ，则该蛋白质的分子量约为：

aXXY 18163

2 XXY 6

3

1

183

ax

1833

aX

YXA.

B.

C. D.

71

A2 、“遗传信息”是指：（ ） A 、 基因的脱氧核苷酸排列顺序 B 、 DNA 的碱基对排列顺序 C 、信使 RNA 的核苷酸排列顺序 D 、蛋白质的氨基酸排列顺序

巩固练习

1 ．若基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，那一定会导致 ( ) A ．遗传性状的改变 B ．遗传密码的改变 C ．氨基酸结构的改变 D ．遗传规律的改变

B

72

3 、“密码子”是指：（ ） A 、核酸上特定排列顺序的碱基 B 、 DNA特定排列顺序的碱基 C 、 mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 D 、 tRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基

C

D4 、一个运转 RNA 的一端碱基为 CGA ，此运转 RNA 运载的氨基酸是： ( ) A 、精氨酸 (CGA) B 、 丝氨酸 (AGU) C 、谷氨酸 (GAG) D 、 丙氨酸 (GCU)

巩固练习

5 、下面表示转录过程，此段中含有核苷酸 ( ) 种

DNA……..C---T----C-----A-------

RNA……..G---A----G-----U------

A 、 4 B 、 5 C 、 6 D 、 8

C

6. 在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（ ）

A. 核糖体 RNA B. 转运 RNA

C. 信使 RNA D. 氨基酸

B

巩固练习

74

结束！

8. 已知基因中的碱基数（ 6n 个），氨基酸的平均相对分子质量（ m ），求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量（假设此蛋白质由 a 条肽链构成）。 nm －（ n － a ） 18 先求它控制合成的蛋白质的氨基酸数 : 氨基酸数 =6n÷6=n 个； 再求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量 : 蛋白质的最大相对分子质量 =nm －（ n － a ） 18 ， n － a 为失去的水分子数。

9. 已知蛋白质的相对分子质量（ n ），由 a条肽链构成，氨基酸的平均相对分子质量（ m ），求控制它合成的基因中的碱基数。 6 （ n － 18a ） / （ m － 18 ）个 先求组成这个蛋白质的氨基酸数（ X 个） : 因氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中要失去 X － a 分子的水，因此 n=Xm －（ X －a ） ×18 ， X= （ n － 18a ） / （ m － 18 ）个； 再求基因中的碱基数 :基因中碱基数 =6X=6 （ n － 18a ） / （ m－ 18 ）个。

77

小 结： 基因的表达

控制蛋白质的合成

脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列

DNA mRNA 蛋白质

复制转录 翻译

（基因）

遗传信息 遗传密码

细胞核内进行 细胞质内进行