DNA的复制、转录与翻译讲解学习

D N A的复制、转录与

翻译

龙文教育学科老师个性化教案

特点边解旋边复制，半保留

复制

边解旋边转录，DNA

双链全保留

一个mRNA上可连续结合

多个核糖体，顺次合成多

肽链

碱基

配对

A-T、T-A、C-G、G-C A-U、T-A、C-G、G-C A-U、U-AC-G、G-C 产物两个双链DNA分子mRNA等蛋白质（多肽链）遗传

信息

传递

DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质

意义复制遗传信息，使遗传

信息从亲代传给子代

表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状

联系

【例2】在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是( )

A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则

B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程

C．RNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板

D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

【特别提醒】

（1）对细胞结构的生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化等过程。

（2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T 或U，研究DNA复制或转录过程。

（3）复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。

（4）转录出的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。

（5）一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。

（6）从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。

三、遗传信息、密码子和反密码子的比较

项目遗传信息密码子反密码子

概念基因中的脱氧

核苷酸的排列

顺序mRNA上决定一个氨基酸的三

个相邻的碱基叫密码子

tRNA上能识别信使RNA上相应密

码子的三个相邻的碱基

位置位于DNA中位于mRNA上位于tRNA上

作用控制生物的性

状决定蛋白质中氨基酸的排列

顺序

识别密码子，转运相应的氨基酸

联系遗传信息通过控制密码子和反密码子中核苷酸的排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。

【例3】有关蛋白质合成的叙述，正确的是(多选)( )

A．终止密码子不编码氨基酸 B．每种tRNA只转运一种氨基

酸

C．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D．核糖体可在mRNA上移动【特别提醒】

（1）密码子有64种，其中2个起始密码子，可以编码氨基酸；3个终止密码子，不编码氨基酸，其他59个为普通密码子，可以编码氨基酸，故能够编码氨基酸的密码子有61种。反密码子有61种。

（2）密码子、tRNA与氨基酸的数量对应关系为：一种氨基酸可有一种或多种密码子，可由一种或多种tRNA来运输，而一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能运输一种氨基酸。

（3）tRNA上有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子的部分是3个碱基。

四、基因对性状的控制

1．对中心法则的理解图解表示出遗传信息的传递有5个过程，其代表了以DNA为遗传物质的生物如真核生物、原核生物以及DNA病毒的遗传信息的复制、转录和翻译过程；以及以RNA为遗传物质的生物如烟草花叶病毒等遗传信息的复制、翻译过程，还有具有逆转录酶的致癌病毒、HIV等生物的遗传信息的逆转录、复制、转录、翻译过程，故不同生物的遗传信息的传递过程不同，要根据具体的生物，画出其中心法则。如下所示：

（1）以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递

（2）以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递

DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给了子代，它发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期；而DNA的转录和翻译又体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。

【例4】转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是（）

A．都需要模板、能量、酶、原料B．都在细胞核内进行

C．所有生物都可以进行转录和逆转录D．都需要tRNA转运核苷酸原料

【特别提醒】

（1）逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。

（2）中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。

2．基因、蛋白质和性状的关系

项目间接控制直接控制

实例豌豆的粒型、白化病囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症

结论基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。

联系基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。有些性状是由单个基因决定的；有些性状是由多个基因共同决定的，如人的身高；有的

基因可决定或影响多种性状。一般来说，性状是基因与环境共同作

用的结果。

【例5】正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚γ—裂解酶（G酶），体液中

的H

2

S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为B-B-的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了一只基因型为B+B-的雄性小鼠（B+表示具有B基因，B-表示去除了B基因，B+和B-不是显隐性关系），请回答：

（1）B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的上进行，通过tRNA上的与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。

酶的催化反应具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H

2

S的速率加快，这是因

为。

（2）右图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H

2

S浓度的关系。B-B-个体的血

浆中没有G酶而仍有少量H

2

S产生，这是因

为。通过比较B+B+和B+B-个体的

基因型、G酶浓度与H

2

S浓度之间的关系，可得出的结论

是。

【特别提醒】

（1）生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。

（2）基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。

五、基因表达中相关数量计算

1．基因控制蛋白质合成过程中几种数量关系的比较

比较内容基因中能

编码蛋白

质的碱基

数

mRNA

上的碱

基数

参与转

运氨基

酸的

tRNA数

蛋白

质中

的氨

基酸

数

蛋白质

中的肽

链数

蛋白质中的

肽键数

缩合失去的

水分子数

数目6m 3m M m n m-n m-n

2．计算中“最多”和“最少”的分析

（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此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上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。