DNA的复制转录和翻译
DNA的复制、转录、翻译
遗传密码的性质
（1）密码的简并性：64种密码决定20种氨基酸，必然同 一个氨基酸有多个密码。这种由一种以上密码编码同一种 氨基酸的现象称为简并性。密码的简并性减少了突变对生 物的影响。一般说来，编码同一氨基酸的密码越多，该氨 基酸在蛋白质中出现的频率也越高。
（2）密码的通用性：遗传密码不论在体外还是在体内， 对绝大多数病毒、原核生物、真菌、植物和动物都是适用 的。从病毒到高等动植物，几乎所有生物都共用一套遗传 密码的现象是生物彼此间有亲缘关系的一个有力证据。
●复制的条件：复制过程需要模板、原料、能量 和酶等基本条件。
DNA的复制
●复制的过程：
①解旋：利用细胞提供的能量， 在解旋酶的作用下，把两条螺旋结 构的双链逐渐解开。
②合成子链：以解开的每段链为 模板，以细胞中游离的脱氧核苷酸 为原料在酶的作用下，按照碱基互 补配对原则，合成与母链互补的子 链。每条母链和新合成的子链形成 新的DNA分子。
X（2n -1）
对基因概念的理解
（1）与性状的关系：控制性状的遗传物 质的结构、功能单位（功能）。
（2）与DNA的关系：具有遗传效应的 DNA片断（成分）。
（3）与染色体的关系：染色体为主要载 体，且在染色体上呈线性排列（位 置）。
DNA与RNA的比较
结构 基本单位 五碳糖
嘌呤
嘧啶 无机盐
DNA
碱基配对原则 DNA RNA
A——U T——C C——G G——C
遗传信息与遗传密码
遗传信息：基因中控制遗传性状的 脱氧核苷酸顺序称为遗 传信息。
遗传密码：mRNA上决定一个氨基 酸的三个相邻碱基，称 为遗传密码。
RNA翻译形成蛋白质的过程
在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程
DNA复制、转录、翻译的比较(表格)
分解成单个
DNA 分子中
合成双螺旋结构
核糖核苷酸
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 上可以连续 结合多个核糖体，顺次
合成多肽链
两个双链 DNA 分子
mRNA
蛋白质（多肽链）
亲代 DNA→子代 DNA 复制遗传信息，使遗 传信息从亲代传给
子代
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质质
Байду номын сангаас
表达遗传信息，使生物体表现出
各种遗传性状
DNA 的两条链
NDA 的一条链
mRNA
DNA 解旋，分别以两 条链为模板，按碱基 互补配对原则，合成 两条子链，子链与模
板螺旋化
DNA 解旋，以其中一 条链为模板，按碱基 互补配对原则，形成
mRNA
mRNA 进入细胞质与核 糖体结合，以 mRNA 为 模板，合成具有一定氨
基酸序列的多肽链
分别进入两个子代 与非模板链重新组
DNA 复制、转录、翻译的比较
功能
项目 区别
遗传信息的传递
遗传信息的表达
过程 场所
原料 条件 模板 过程
模板去向
特点
产物 信息传递方向
意义
复制
转录
翻译
主要在细胞核中，少 部分在线粒体、叶绿
体中
细胞核
细胞质中 的核糖体
4 种脱氧核苷酸
4 种核糖核苷酸
20 种氨基酸
酶、ATP
酶、ATP
酶、ATP、tRNA
DNA复制、转录和翻译
03
复制
是指以DNA的两条链为模板，合成两条新的DNA分子的过程。
翻译的过程
01
起始
延伸
02
03
终止
核糖体与mRNA结合，并确定起 始密码子所在位置。
核糖体沿着mRNA移动，氨基酸 按照mRNA上的密码子序列连续 加入肽链中。
核糖体遇到终止密码子，肽链合 成停止，核糖体释放mRNA和蛋 白质。
翻译的生物学意义
DNA复制、转录和翻译的共同点
遗传信息的传递
DNA复制、转录和翻译都是遗传信息从DNA传递到蛋白质的过 程，是生物体遗传信息的传递和表达的关键环节。
模板依赖性
DNA复制、转录和翻译都需要以DNA或RNA为模板，按照碱基 互补配对原则进行合成或转录。
酶的参与
DNA复制、转录和翻译都需要酶的参与，这些酶能够催化合成 过程中的化学反应，调节合成速度和准确性。
DNA复制、转录和翻译之间存在相互调控的关系，例如某 些基因的表达受到其他基因的调控，通过调控这些基因的 表达可以影响其他基因的表达。
相互补充
DNA复制、转录和翻译在遗传信息的传递和表达中存在相 互补充的关系，通过不同的方式共同完成遗传信息的传递 和表达。
05 DNA复制、转录和翻译 的调控
DNA复制的调控
细胞周期调控
DNA复制主要发生在细胞周期的S期，受到细胞周期蛋白和周期蛋 白依赖性激酶的调控。
生长因子与激素调控
某些生长因子和激素能够影响DNA复制，如胰岛素、生长激素等。
基因表达调控
某些基因的表达产物能够影响DNA复制，如细胞周期蛋白、DNA 聚合酶等。
转录的调控
转录因子调控
转录因子能够与DNA上的顺式作用元件结合，影响RNA聚合酶的 转录活性。
生物化学-DNA复制、转录、翻译
4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单
单DNA结合蛋 白(SSB）
链状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一 股，张力下降后封闭。
拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶
切断DNA双链，使另一 双链经过此缺口，再封闭。
5、引发体
RNA引物的合成和复制的起始必需。
蛋白质 DnaA蛋白
结合到DNA双链复制起始部位
DnaB蛋白 引物酶
解链酶的作用 合成RNA引物
6、DNA连接酶
催化二段DNA链之间3’,5’ 磷酸二酯键的形
DNA互补链取代杂交链中的RNA，恢复双 螺旋结构。
5’
RNA链的延长
合成方向
3’
DNA
5 3
RNA
RNA聚合酶 核糖体
原核生物转录过程中的羽毛状现象
3、终止
RNA聚合酶到达终止位点，聚合反应停止。
分类： 依赖ρ因子（终止子）的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止
释放RNA分子
RNA聚合 酶
遗传信息的传递
—DNA、RNA、蛋白质的生物合成
中心法则
复制
转录
翻译
复制 DNA
RNA
蛋白质
逆转录
第一节 DNA的生物合成 — DNA的复制
-概念： 以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的 过程。
-时期： 有丝分裂间期、减数第一次分裂间期
-场所： 细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 -碱基互补配对原则： A＝T G≡C
DNA复制与转录、翻译、PCR的区别
DNA复制（细胞内复制）转录翻译PCR技术（体外DNA复制技术）概念DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链（如果复制过程正常的话），每条双链都与原来的双链一样DNA分子首先解开双链以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程以mRNA为模板，以tRNA为运载工具．合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
场所细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体细胞质（核糖体）体外原料4种游离脱氧核苷酸4种游离核糖核苷酸20种游离氨基酸4种游离脱氧核苷酸模板DNA分子中的两条链DNA中的一条链mRNA目的基因（或目的基因的两条链）酶解旋酶、DNA聚合酶等(DNA连接酶)解旋酶、RNA聚合酶等不要求氨基酰tRNA合成酶、氨肽酶等耐热DNA聚合酶（Taq酶）能量ATP ATP ATP 不需要ATP，能量来自外界加热过程1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP释放的能量解开双螺旋；2、在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则，把游离的脱氧核苷酸连接到模板链上，并使脱氧核苷酸之间过磷酸二酯键连接；3、沿着模板链不断延伸，最终形成两个一模一样的DNA分子。
1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP释放的能量解开双螺旋；2、以解开的一条DNA链为模板，按碱基互补配对原则，游离的核糖核苷酸与脱氧核苷酸配对，3、核糖核苷酸间通过磷酸二酯键连接成RNA（mRNA，tRNA，rRNA）mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合，从起始密码子（AUG）开始翻译。
tRNA一端携带氨基酸进入核糖体．另一端的反密码子与mRNA上的密码子配对，两氨基酸间形成肽键。
核糖体继续沿mRNA 移动，每次移动一个密码子，至终止密码结束，肽链形成1、变性：即加热至高温使得目的基因的双链打开（解旋，但不需要解旋酶）；2、退火 (复性)：降温使得解开的两条链分别与引物结合；3、延伸：在Taq酶的作用下，按碱基互补配对原则，脱氧核苷酸之间过磷酸二酯键连接成新链。
DNA复制、转录、翻译
(6)切除引物，补齐缺口：由DNA聚合酶（主要是酶Ⅰ） 催化，切去RNA引物；按碱基互补原则，沿5’→3’ 方向，补齐缺口。
(7)连接封口：由DNA连接酶催化，将补齐缺口的3’OH基与下一个冈崎片段的5’-P以磷酸二酯键连接 起来，最终形成完整的、与模板互补的DNA新链。
(8)校正并修复DNA：由DNA聚合酶校正并切除错配， 再按5’→3’方向加上正确核苷酸。
端粒酶：催化端粒复制的一种RNA-蛋白质复合物，携
带RNA模板（与端粒互补）的逆转录酶。 功能：1）起模板作用； 2）有逆转录酶的作用。
精品课件
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端粒复制:
1）借RNA与末端DNA互 补；
2）以酶上RNA为模板合 成一段DNA；
3）延长的DNA反折为双 链。
是不依赖模板DNA的 复制来补偿切除引物 引起的末端缩短。
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4、解链、解旋酶类
DNA解链酶
解开DNA双链 每个bp消耗2个ATP
与单链DNA结合,维持单链
单DNA结合蛋白 (SSB）
状态 (“镇纸”)
使其不受核酸酶水解，保 持完整性。
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4、DNA拓扑异构酶
改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行。
拓扑异构酶Ⅰ 转轴酶
切断DNA双螺旋中的一股， 张力下降后封闭。
DNA聚合酶Ⅱ与Ⅲ
5’ 3’聚合酶 3’ 5’外切酶
DNA聚合酶Ⅲ DNA 复制的主要酶。 DNA聚合酶Ⅰ用于切除RNA引物， 损伤后修复。 DNA聚合酶Ⅱ只是在无pol I及pol Ⅲ的情况下才起作用 。
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DNA聚合酶Ⅰ
N
5’ 3’ 3’ 5’
5’ 3’
C
外切酶 外切酶
DNA复制、转录、翻译的比较(表格)
DNA 分子中
边解旋边复制 半保留复制
两个双链 DNA 分子 亲代 DNA→子代 DNA
复制遗传信息，使遗 传信息从亲代传给
子代
转录 细胞核
翻译
细胞质中 的核糖体
4 种核糖核苷酸 酶、ATP
NDA 的一条链 DNA 解旋,以其中一 条链为模板，按碱基 互补配对原则,形成
mRNA
DNA→mRNA
mRNA → 蛋 白 质
质
表达遗传信息，使生物体表现出
各种遗传性状
1
20 种氨基酸 酶、ATP、tRNA
mRNA mRNA 进入细胞质与 核糖体结合，以 mRNA 为模板,合成具有一定 氨基酸序列的多肽链
与非模板链重新组 合成双螺旋结构
边解旋边转录， DNA 双链全保留
mRNA
分解成单个 核糖核苷酸 一个 mRNA 上可以连 续结合多个核糖体,顺 次合成别
DNA 复制、转录、翻译的比较
遗传信息的传递
遗传信息的表达
过程 场所
原料 条件 模板 过程
模板去向
特点 产物 信息传递方向 意义
复制 主要在细胞核中，少 部分在线粒体、叶绿
体中 4 种脱氧核苷酸
酶、ATP DNA 的两条链 DNA 解旋，分别以 两条链为模板，按碱 基互补配对原则，合 成两条子链,子链与
功能项目区别遗传信息的传递过程复制转录翻译场所主要在细胞核中少部分在线粒体叶绿细胞核原料种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶atp酶atp酶atptrna模板dna的两条链nda的一条链mrnadna解旋分别以两条链为模板按碱基互补配对原则合成两条子链子链与模板螺旋化dna解旋以其中一条链为模板按碱基互补配对原则形成mrnamrna进入细胞质与核糖体结合以mrna为模板合成具有一定氨基酸序列的多肽链分别进入两个子代dna分子中与非模板链重新组合成双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸一个mrna上可以连续结合多个核糖体顺次合成多肽链产物两个双链dna分子mrna蛋白质多肽链亲代dna子代dna意义复制遗传信息使遗传信息从亲代传给子代遗传信息的表达细胞质中的核糖体边解旋边复制半保留复制边解旋边转录dna双链全保留特点模板去向过程dnamrnamrna蛋白质信息传递方向表达遗传信息使生物体表现出各种遗传性状dna复制转录翻译的比较
017 DNA复制、转录、翻译的区别知识点小结
2011-2012-1高三年级生物作业纸知识点小结DNA 复制 转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂前)的间期个体生长发育的整个过程场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA 的两条单链 DNA 的一条链 mRNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶（解旋酶、DNA 聚合酶等）、ATP 酶（解旋酶、RNA 聚合酶）、ATP酶、ATP 、tRNA产物 2个双链DNA 一个单链RNA(mRNA ，tRNA ，rRNA) 多肽链(或蛋白质) 产物去向传递到2个子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白质 或功能蛋白质模板 去向 分别进入2个子代DNA 分子中恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸特点①半保留复制 ②边解旋边复制①边解旋边转录 ②转录后DNA 仍恢复原来的 双链结构 ①核糖体沿着mRNA 移动②一个mRNA 结合多个核糖体，顺次合成多条多肽链 ③翻译结束后，mRNA 分解成单个核苷酸 碱基配对 A-T ，T-A ，C-G ，G-CA-U ，T-A ，C-G ，G-C A-U ，U-A ，C-G ，G-C 遗传 信息 传递 图象DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物表现出各种性状注意(1)对细胞结构生物而言，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、分化以及生长等过程。
(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)在翻译过程中，一条mRNA 上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链， ……………………装…………………订…………………线……………………内……………………不…………………准…………………答……………………题………………姓名____________ 班级____________ 学号___________ 编号 017比较项目遗传信息遗传密码子反密码子位置DNA mRNA tRNA含义DNA上碱基对或脱氧核苷酸的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸或提供转录终止信号的3个相邻的碱基tRNA上的可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基种类4n种(n为碱基对的数目) 64种，其中决定氨基酸的密码子有61种（还有3个终止密码子，不对应氨基酸）61种作用间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序识别密码子相关特性具有多样性和特异性①一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能由一种或几种密码子决定（密码子的简并性）；②密码子在生物界是通用的，说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。
DNA的复制、转录与翻译
龙文教育学科老师个性化教案教师学生姓名上课日期3-1学科生物年级高二教材版本浙教版学案主题DNA的知识点课时数量（全程或具体时间）第（ 1 ）课时授课时段13:00-15:00教学目标教学内容DNA的复制、转录和翻译个性化学习问题解决针对学生对相关知识点的不理解设计教案教学重点、难点该部分的知识点是高考的重难点！要好好把握！教学过程DNA复制、转录、翻译的比较功能项目区别遗传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译场所主要在细胞核中，少部分在线粒体、叶绿体中细胞核细胞质中的核糖体特点边解旋边复制，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。
最新017-DNA复制、转录、翻译的区别知识点小结
2011-2012-1高三年级生物作业纸知识点小结使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物表现出各种性状(1)对细胞结构生物而言，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、分化以及生长等过程。
(2)DNA 中含有T 而无U ，而RNA ，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)在翻译过程中，一条mRNA 上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链， ……………………装…………………订…………………线……………………内……………………不…………………准…………………答……………………题…………………姓名____________ 班级____________ 学号___________ 编号 017三、基因表达中相关数量计算1．基因中碱基数与mRNA 中碱基数的关系转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。
基因为双链结构而RNA 为单链结构，因此转录形成的mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2．mRNA 中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中，信使RNA 中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是 信使RNA 碱基数目的1/3。
列关系式如下：3．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。
(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。
(3)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？个氨基酸。
(4)蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数(肽键数＝脱去的水分子数)。
四、中心法则的提出及其发展1．中心法则的提出(1)提出人：克里克。
(2)基本内容(用关系简式表示)：2．发展(1)RNA肿瘤病毒的遗传信息流向：RNA―→RNA(2)致癌RNA病毒能使遗传信息流向：RNA―→DNA3．完善后的中心法则内容(用简式表示)：(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(3)中心法则体现了DNA的两大基本功能①传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。