高中生物 · 基因的表达：从 DNA 到蛋白质
转录
DNA→mRNA，核内
翻译
mRNA→蛋白质，核糖体
密码子tRNA
三个碱基配一个氨基酸
中心法则
DNA RNA 蛋白质
开场场景：细胞核像档案室，图纸(DNA)不能外借；于是有人抄一份副本(mRNA)送出档案室，核糖体照着副本(密码子)把氨基酸一颗颗串成蛋白质。这就是基因表达。
义是什么：一份图纸两次抄写
大白话：转录是“抄副本”：以 DNA 的一条链为模板，把信息写成 mRNA(注意 RNA 里没有 T，改用 U 配 A)。翻译是“照图施工”：核糖体读 mRNA 上的密码子，tRNA 扛来对应氨基酸，一个接一个连成肽链。
为什么需要两套核酸：DNA 是总图纸要保存在核里，不能乱动；mRNA 是临时副本，用完就扔。这样既保护了原始蓝图，又能按需大量生产蛋白质。
路怎么想到的：碱基与氨基酸数目关系
数目关系(常用计算)：DNA(基因)碱基数 : mRNA 碱基数 : 蛋白质氨基酸数 ≈ 6 : 3 : 1。因为基因双链、mRNA 单链、三个碱基编码一个氨基酸。
配对对照：转录时 DNA 模板链 A→U、T→A、G→C、C→G；翻译时 mRNA 密码子与 tRNA 反密码子互补。
核心过程：三道例题
用途与案例
医学：镰状细胞贫血
血红蛋白基因一个碱基对改变→一个氨基酸替换→血红蛋白结构异常、红细胞变镰刀。这就是基因通过控制蛋白质结构直接控性状。
工业：胰岛素工程菌
把人的胰岛素基因转入大肠杆菌，让细菌按人的图纸合成人胰岛素——基因工程的开山之作。
展往哪儿长
初中：知道基因控制性状。高中：本章讲清转录翻译；下一章讲基因什么时候会出错(变异)。大学：分子生物学讲内含子外显子、表观遗传、基因表达调控。
拓展：一个 mRNA 上可相继结合多个核糖体(多聚核糖体)，同时合成多条相同肽链，提高翻译效率。
别把转录和翻译的场所、原料搞混：转录在细胞核、原料是核糖核苷酸、产物 mRNA；翻译在核糖体、原料是氨基酸、产物多肽。密码子在 mRNA 上，反密码子在 tRNA 上，别放反。
练习
基础：密码子位于哪种核酸上？一个密码子由几个碱基组成？
查看解答
位于 mRNA 上；由 3 个相邻碱基组成，决定一个氨基酸。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
进阶：合成一条含 50 个氨基酸的肽链，对应的 mRNA 至少有多少个碱基？基因至少多少个碱基对？
查看解答
mRNA 至少 150 个碱基(50×3)；对应的基因(双链)至少 150 个碱基对(即 300 个碱基)。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
思考：为什么少量 mRNA 能在短时间内合成大量相同蛋白质？
查看解答
一个 mRNA 上可结合多个核糖体(多聚核糖体)，同时翻译出多条肽链；mRNA 还可被反复利用。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
证教材级补充：中心法则及其发展
为什么 HIV 这类病毒难治：它是 RNA 病毒，入侵后先经逆转录把 RNA 变成 DNA，再整合进人细胞的基因组，随人 DNA 一起复制。药物如逆转录酶抑制剂，就是卡在“RNA→DNA”这一步。
拓展例题：基因通过什么途径控制生物性状？举两例。
①控酶的合成→控代谢(如白化病：酪氨酸酶异常不能合成黑色素)；②直接控蛋白质结构(如镰状细胞贫血：血红蛋白结构异常)。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
① 转录：细胞核内，DNA→mRNA(A-U、T-A)。
② 翻译：核糖体上，mRNA 密码子→tRNA 反密码子→氨基酸连成肽链。
③ 碱基数 6:3:1；中心法则=复制+转录+翻译(病毒另有逆转录)。
- 用自己的话讲：把细胞核比作档案室、mRNA 比作快递员、核糖体比作车间——怎么把图纸变成产品？
- 举个反例：为什么皮肤细胞有全套基因却不长牙齿？基因是选择性表达的。
- 哪里还卡壳：转录翻译配对、6:3:1 计算——哪句要翻书就圈哪里。