《基因的表达讲》PPT课件
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人教版高中生物必修二《基因的表达》课件(共78张PPT)
RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补 配对原则。
思考？
DNA和RNA之间的碱基互补 配对关系是怎样的？
13
ห้องสมุดไป่ตู้
DNA和RNA之间的碱基互补配对关系
DNA
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
RNA
14
mRNA是怎样传递遗传信息的呢？
mRNA是如何把DNA的遗传信息从 细胞核传递到细胞质中的呢？
mRNA
形成 mRNA 链，DNA的遗传信息就传递到mRNA上
请你用自己的语言描述转录的过程：
RNA聚合酶结合在DNA的模板链上，该 部位的双螺旋解开成为单链。
接着以DNA一条单链为模板，按碱基互 补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷 酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。
最后，合成的RNA链与ＤＮＡ模板链脱 离，局部解旋的两条DNA单链复旋，恢复为 原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被 复制到了mRNA上。
DNA分子两条链中， 具有转录功能的这条 DNA的平面结构图 链叫做模板链. 无转 录功能的链叫做非模 版链。
以DNA的一条链为模板合成mRNA
DNA
T A C C A A T A G
RNA 聚合酶
G
游 离 的 核 糖 核 苷 酸
T A C C A A T A G A
G
19
T A C C A A T A G A U
G
25
T A C C A A T A G A U G G U U A
G
26
T A C C A A T A G A U G G U U A U
G
27
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
《基因的表达》PPT课件
场所
模板
遗传信息传 DNA→mRNA 递的方向 含A、U、C、G的4 原料 种核糖核苷酸
产物 实质
信使RNA 是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
重点：弄清基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质 中氨基酸的数量关系
DNA RNA 蛋白质
碱基数 碱基数 氨基酸数
肽键数
6 3
6n 3n
1
n
0 （n-m）
基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基 酸的数量比为：6：3：1
基因 ______指导蛋白质的合成
遗传效应 DNA 基因是有_________的_____片段； DNA 主要存在于 ________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。 细胞核 细胞质
DNA 控制 蛋白质的合成
主要在细 胞核中 通过RNA
在细胞质 里进行
U U A G U U A U C
RNA种类
mRNA——信使 tRNA——转运 mRNA
rRNA——核糖体
蛋白质 rRNA
核糖体
tRNA
mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？
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。 为什么mRNA适于作DNA的信使？
• RNA是由基本单位——核糖核苷酸连接而成，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mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
U U A G A U A U C
tRNA离开，再去转运下一个氨基酸
U U A G A U A U C
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
基因的表达课件ppt
转录水平调控
基因表达首先经历转录水平的调控，即DNA转录成RNA的过程，这种调控可以控制RNA 的种类和数量。
翻译水平调控
转录完成后，RNA需要进行翻译，即RNA转变为蛋白质的过程，这种调控可以控制蛋白 质的种类和数量。
表观遗传调控
除了转录和翻译水平的调控外，基因表达还受到表观遗传调控的影响，这种调控可以通过 修饰DNA或RNA来影响基因的表达。
基因的分类
根据功能和结构，基因可分为编码基因和非编码基因。
基因表达的必要性
生物生长和发育
基因表达是生物生长和发育的基础，通过基因的表达，生物体会产生相应的蛋白 质，进而实现生物的生长发育。
环境应答
基因表达也是生物对环境应答的基础，生物体会根据环境的变化，通过基因的表 达来调整自身的状态。
基因表达的调控
某些基因的突变可以导致基因表达异常，进而引发疾病 ，如遗传性疾病、癌症等。
基因甲基化
DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一，当甲基化 异常时，基因表达也会受到影响，进而可能导致疾病发 生。
基因印记
基因印记是指来自父母双方的基因在表达上存在差异， 这种差异可能导致一些疾病的发生。
通过基因表达研究疾病分子机制
基因编辑技术
改进和优化CRISPR-Cas9等基因编辑技术，使其更加精准、高效、 安全。
未来可能的研究热点和挑战
跨学科融合
整合生物学、化学、物理学和计算机科学等多学科的前沿技术与方法，为基因表达研究提供新的视角和工具。
数据科学在基因表达研究中的应用
充分利用大数据和人工智能技术，挖掘基因表达数据的隐藏信息和规律。
以基因表达为靶点的药物开发
靶点
通过研究基因表达在疾病中的作用，科学家们可以找到新的药物靶点，这些 靶点可以是调控基因表达的分子或者是与基因表达相关的通路。
基因表达首先经历转录水平的调控，即DNA转录成RNA的过程，这种调控可以控制RNA 的种类和数量。
翻译水平调控
转录完成后，RNA需要进行翻译，即RNA转变为蛋白质的过程，这种调控可以控制蛋白 质的种类和数量。
表观遗传调控
除了转录和翻译水平的调控外，基因表达还受到表观遗传调控的影响，这种调控可以通过 修饰DNA或RNA来影响基因的表达。
基因的分类
根据功能和结构，基因可分为编码基因和非编码基因。
基因表达的必要性
生物生长和发育
基因表达是生物生长和发育的基础，通过基因的表达，生物体会产生相应的蛋白 质，进而实现生物的生长发育。
环境应答
基因表达也是生物对环境应答的基础，生物体会根据环境的变化，通过基因的表 达来调整自身的状态。
基因表达的调控
某些基因的突变可以导致基因表达异常，进而引发疾病 ，如遗传性疾病、癌症等。
基因甲基化
DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一，当甲基化 异常时，基因表达也会受到影响，进而可能导致疾病发 生。
基因印记
基因印记是指来自父母双方的基因在表达上存在差异， 这种差异可能导致一些疾病的发生。
通过基因表达研究疾病分子机制
基因编辑技术
改进和优化CRISPR-Cas9等基因编辑技术，使其更加精准、高效、 安全。
未来可能的研究热点和挑战
跨学科融合
整合生物学、化学、物理学和计算机科学等多学科的前沿技术与方法，为基因表达研究提供新的视角和工具。
数据科学在基因表达研究中的应用
充分利用大数据和人工智能技术，挖掘基因表达数据的隐藏信息和规律。
以基因表达为靶点的药物开发
靶点
通过研究基因表达在疾病中的作用，科学家们可以找到新的药物靶点，这些 靶点可以是调控基因表达的分子或者是与基因表达相关的通路。
基因表达教学课件ppt
翻译是将基因中的遗传信息转变成蛋白质的过程，是基因表达的重要环节之 一。
翻译的场所
翻译主要在细胞质的核糖体上进行，核糖体是由RNA和蛋白质组成的复合体 。
翻译的起始
起始密码子
翻译的起始信号是mRNA上的起始密码子，它与核糖体上的起始因子结合，起始 翻译过程。
起始因子的作用
起始因子与起始密码子结合后，可以促进核糖体与mRNA的结合，并启动翻译过 程。
02
基因表达研究在农业领域也得到了广泛应用，通过对植物和动物基因表达的研 究，可以更好地了解生长发育和适应环境的机制，提高生产效率。
03
基因表达研究在环境科学领域也扮演着重要的角色，通过对不同生物在相同环 境下的基因表达比较，可以更好地了解生物对环境的适应性，为环境保护提供 科学依据。
基因表达研究的发展趋势
02
基因表达的转录
转录的概述
01
02
03
定义
转录是指将DNA序列转 化为RNA序列的过程。
转录的酶
转录需要RNA聚合酶的 参与。
转录的场所
转录主要发生在细胞核内 。
转录的启动
启动子
转录的启动子是RNA聚合酶识别和结合DNA序列的位点。
转录起始复合物
启动子与RNA聚合酶结合形成转录起始复合物。
转录起始复合物的形成过程
基因表达谱
通过基因表达谱可以了解疾病状态下哪些基因在发生变化，从而 为疾病的诊断提供依据。
生物标志物
一些基因表达产物可以作为疾病的生物标志物，例如：前列腺癌 中的PSA基因。
疾病分型
基因表达数据可以用于疾病的分型，例如：肺癌可以分为鳞状细 胞癌、腺癌和小细胞肺癌。
基因表达异常与疾病的治疗
靶向治疗
翻译的场所
翻译主要在细胞质的核糖体上进行，核糖体是由RNA和蛋白质组成的复合体 。
翻译的起始
起始密码子
翻译的起始信号是mRNA上的起始密码子，它与核糖体上的起始因子结合，起始 翻译过程。
起始因子的作用
起始因子与起始密码子结合后，可以促进核糖体与mRNA的结合，并启动翻译过 程。
02
基因表达研究在农业领域也得到了广泛应用，通过对植物和动物基因表达的研 究，可以更好地了解生长发育和适应环境的机制，提高生产效率。
03
基因表达研究在环境科学领域也扮演着重要的角色，通过对不同生物在相同环 境下的基因表达比较，可以更好地了解生物对环境的适应性，为环境保护提供 科学依据。
基因表达研究的发展趋势
02
基因表达的转录
转录的概述
01
02
03
定义
转录是指将DNA序列转 化为RNA序列的过程。
转录的酶
转录需要RNA聚合酶的 参与。
转录的场所
转录主要发生在细胞核内 。
转录的启动
启动子
转录的启动子是RNA聚合酶识别和结合DNA序列的位点。
转录起始复合物
启动子与RNA聚合酶结合形成转录起始复合物。
转录起始复合物的形成过程
基因表达谱
通过基因表达谱可以了解疾病状态下哪些基因在发生变化，从而 为疾病的诊断提供依据。
生物标志物
一些基因表达产物可以作为疾病的生物标志物，例如：前列腺癌 中的PSA基因。
疾病分型
基因表达数据可以用于疾病的分型，例如：肺癌可以分为鳞状细 胞癌、腺癌和小细胞肺癌。
基因表达异常与疾病的治疗
靶向治疗
基因的表达ppt课件
mRNA中碱基数目是基因中碱基数目的 1/2 2、翻译时，mRNA中3个碱基决定1个AA，所以经翻译合成的 蛋白质中AA数目是mRNA中碱基数目的 1/3 基因中碱基数： mRNA中碱基数：Pr中AA数：＝ 6 ：3 ：1
推断过程：AA数目 →密码子个数 → 1/3 mRNA中碱基数目 → 1/6 基因中碱基数
考点二、中心法则
转录
翻译
DNA
RNA
蛋白质
逆转录
附注：只有在极少数的病毒中，才有逆转录的过程
中心法则的5个过程全都运用了碱基互补配对原则
基因 基因对性状的控制
基因
酶合成代谢 蛋白质结构
性状 性状
► 考点三 相关基因对性状的控制
1．中心法则的内容图解 图解表示出遗传信息传递的 5 个途径：
图 20－2
例 3 关于生物的信息流的说法错误的是( ) A．真核生物的信息流可表示为 B．细菌的信息流可表示为
C．HIV 的信息流可表示为 D．烟草中“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 准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目 的3倍还要多一些，即mRNA上的碱基数目最少是蛋白 质中氨基酸数目的3倍。 (2)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，转录产生此mRNA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。 (3)做题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是 个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。
④相关数据：密码子有______6_4______种，其中终止密码 子有___3____种，剩余的密码子对应____2__0__种氨基酸。 tRNA有____6__1___种。
推断过程：AA数目 →密码子个数 → 1/3 mRNA中碱基数目 → 1/6 基因中碱基数
考点二、中心法则
转录
翻译
DNA
RNA
蛋白质
逆转录
附注：只有在极少数的病毒中，才有逆转录的过程
中心法则的5个过程全都运用了碱基互补配对原则
基因 基因对性状的控制
基因
酶合成代谢 蛋白质结构
性状 性状
► 考点三 相关基因对性状的控制
1．中心法则的内容图解 图解表示出遗传信息传递的 5 个途径：
图 20－2
例 3 关于生物的信息流的说法错误的是( ) A．真核生物的信息流可表示为 B．细菌的信息流可表示为
C．HIV 的信息流可表示为 D．烟草中“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 准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目 的3倍还要多一些，即mRNA上的碱基数目最少是蛋白 质中氨基酸数目的3倍。 (2)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，转录产生此mRNA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。 (3)做题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是 个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。
④相关数据：密码子有______6_4______种，其中终止密码 子有___3____种，剩余的密码子对应____2__0__种氨基酸。 tRNA有____6__1___种。
必修2：基因的表达中图版ppt课件
A A T C AA T AG
G
A A T C AA T AG
RNA 聚合酶
G
A A T C AA T AG UU
G
A A T C AA T AG U UA G
G
A A T C AA T AG U UA G U
G
A A T C AA T AG U UA G UU
G
A A T C AA T AG U UA G UU A
亮氨酸
肽键
天门冬 氨酸
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
亮氨酸
天门冬 氨酸
异亮氨酸
UAG U U A G AU AUC
U U A G AU AUC
转录、翻译与DNA复制的比较
模板
原料
产物
酶
碱基互补
DNA复制 DNA DNA
转录 DNA RNA
亲代DNA 的两条链
游离的脱 氧核苷酸
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
mRNA
G
细胞核
A A T C AA T AG U U A GAU AUC
mRNA
核孔
细胞质
2翻译——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。翻译是在细胞质中进行的
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
核糖体
U U A G AU AUC
亮氨酸
A AU U U A G AU AUC
亮氨酸
天门冬 氨酸
G
A A T C AA T AG
RNA 聚合酶
G
A A T C AA T AG UU
G
A A T C AA T AG U UA G
G
A A T C AA T AG U UA G U
G
A A T C AA T AG U UA G UU
G
A A T C AA T AG U UA G UU A
亮氨酸
肽键
天门冬 氨酸
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
亮氨酸
天门冬 氨酸
异亮氨酸
UAG U U A G AU AUC
U U A G AU AUC
转录、翻译与DNA复制的比较
模板
原料
产物
酶
碱基互补
DNA复制 DNA DNA
转录 DNA RNA
亲代DNA 的两条链
游离的脱 氧核苷酸
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
mRNA
G
细胞核
A A T C AA T AG U U A GAU AUC
mRNA
核孔
细胞质
2翻译——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。翻译是在细胞质中进行的
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
核糖体
U U A G AU AUC
亮氨酸
A AU U U A G AU AUC
亮氨酸
天门冬 氨酸
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2、烟草、烟草花叶病毒中，所含的核苷酸种 类和碱基种类各有多少？ 烟草中的核苷酸种类有8种，碱基种类有5种。
烟草花叶病毒中所含的核苷酸种类有4种，碱
基种类有4种。
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15
由DNA转录出mRNA之后，mRNA就通过核孔 到达细胞质中的核糖体上，直接指导蛋白质的 合成，这个过程我们把它叫做翻译。
18
密 码 子 表
UU A GA U A UC
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19
mRNA
提问
1、把氨基酸合成蛋白质的场所在哪里？ 核糖体
而原料氨基酸大量分散在细胞质中，那么氨 基酸是怎样被运送到核糖体上的呢？
运载工具：转运 RNA（tRNA)
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20
运载工具：转运 RNA（tRNA)
天冬氨 酸
CUA
反密码子
直接传递给蛋白质的，而是在细胞核中先把DNA的
遗传信息传递给RNA，然后RNA进入细胞质中，在
蛋白质的合成中起模板作用。我们把这种RNA形象
的叫做信使RNA。
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7
RNA有三种： 信使RNA，简写为mＲＮＡ；
转运RNA，简写为tＲＮＡ； 核糖体RNA，简写为rＲＮＡ。
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8
RNA和DNA的比较
条件： ▪模板：DNA的一条链 ▪酶： 解旋酶、RNA聚合酶 ▪原料：四种核糖核苷酸
▪能量： ATP ▪结果： 形成一条mRNA
这样：DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
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14
练习
1、 mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶， 则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基
总数的（ ）C
A 50％ B 25％ C 30％ D 35％
基本单位 五碳糖 含N碱基
单双链？ 分子大小
DNA 脱氧核苷酸
脱氧核糖 A、T、G、C
双链 很大
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、U、G、C 单链
比较小
U—尿嘧啶
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9
DNA分 子
A A T C AA T AG T T A G AT AT C
U U A G AU AUC
mRNA
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10
构成人体的核酸有两种，构成人体 核酸的基本单位－－核苷酸有（ D ）
三、基因的表达
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1
复习
什么是生物的性状？
性状是指生物体所表现出来的 形态特征、生理特征和行为方式的 特征。比如：高矮胖瘦、血型、卷 发等等。
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2
生物的性状是通过蛋白质的结构和功能来体现 的。例如、子女像父母，从现象上看是性状的 相似，而性状的相似说明子女与父母之间在蛋 白质结构和功能上相似或相同；从本质上看， 是由于父母把自己的DNA传给子女。
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
C 2、“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
A.2种 B.4种 C.5种 D.8种
磷酸 磷酸
脱氧 核糖
核糖
含N碱基 含N碱基
基因控制蛋白质合成的过程包括“转录”和
“翻译”两个阶段。 精选ppt
11
1、遗传信息的转录： 在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱 基互补配对的原则合成RNA的过程，叫做转录。
DNA的 一条链
mRNA
A A T C T A T AG U U A G AU AU C
因此可总结为子女获得父母的DNA，DNA控制 合成蛋白质，蛋白质体现性状。
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3
据科学家推算，人体内约含有10万种以上的蛋 白质，而人体的细胞中只含有46个DNA分子， 那么46个DNA分子如何控制合成10万种蛋白质 的？
人们推测：1个DNA分子应该可以控制合成多 种蛋白质，进而控制多种性状。
2、遗传信息的翻译
指以mRNA为模板，以细胞质中的各种氨 基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白 质的过程。
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16
mRNA： 碱基的数量
决定
蛋白质：氨基酸的数量
排列顺序
决定
排列顺序
种类 ?种4种
决定
种类 ?种20种
讨论：4种碱基如何决定20种氨基酸？
就像10个数字如何决定无数种手机号码？
科学家们在20世纪60年代初开始了对遗传密
码的研究工作，几年后终于弄清楚了： 3个
碱基决定1个氨基酸，四个碱基决定哪种
氨基酸.
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17
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三 个相邻的碱基。
密码子
密码子
密码子
U U A GAU AUC
mRNA
（模板）
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思考：与DNA复制的异同点？
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12
二.基因控制蛋白质的合成
（一）DNA的转录和翻译
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13
1. DNA的转录
场所： 主要在细胞核 过程：a. DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA
b. DNA与RNA的碱基互补配对：A—U ；T—A C—G； G—C
c. 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
信息（脱氧核苷 酸的排列顺序）
细胞核
核苷酸的排 细胞质 列顺序)
定的氨基酸 顺序）
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24
中心法则
遗传信息的传递只有这种模式吗？
转录 DNA
逆转录
翻译
RNA
蛋白质
基因对性状的控制
▪控制蛋白质分子的结构而直接影响性状
▪控制酶的合成来间接控制代谢过程而控制性状
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25
练习
A 1、“遗传信息”是指：（ ）
现代遗传学的研究认为：生物的性状是由基因 控制的，每个DNA分子上有很多个基因，这些 基因分别控制不同的性状。(
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4
基因
基因存在于染色体上，每条染色 体含有一个DNA分子，每个DNA 分子上有很多个基因。
肤色
有遗传效应的DNA片段 控制生物性状
基因
眼皮单双 血型
在染色体上呈线性排 列
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5
基因控制生物性状
指导 合成
体现者
蛋白质
基因指导合成出蛋白质，从而使生物表现出一定
的性状，这个过程叫做基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
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6
1.DNA（基因）主要存在哪里？ 2.蛋白质在哪里合成？
DNA
指导 蛋白质的合成
主要在
在细胞质
细胞核
进行
通过mRNA
大量的科学实验表明：遗传信息的传递不是由DNA
注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸
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21
二.基因控制蛋白质的合成
（一）DNA的转录和翻译
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22
2、翻译
场所： 细胞质的核糖体上 条件： ▪模板：mRNA
▪原料：20种氨基酸 ▪能量： ATP ▪结果： 多肽
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23
信息传递：
DNA上的遗传 转录 mRNA(核糖 翻译 蛋白质（特