基因指导蛋白质的合成第2课时高一下学期生物人教版必修2

第1节

基因指导蛋白质的合成（第2课时）01概述遗传信息的翻译过程。02阐明中心法则的基本内容，认同科学是不断发展的。03计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。转录的实质：通过转录，遗传信息由DNA传递给了mRNA。AGTACGGAACTCATGCCTTGαβAGTACGGAAC转录UCAUGGCCUUGαDNADNA的一条链RNA（DNA上的碱基排列顺序）那么，遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？遗传信息储存在细胞核的DNA中蛋白质的合成在细胞质的核糖体上充当信使的中间物质——mRNA遗传信息的转录遗传信息的翻译遗传信息是怎样从mRNA传递给蛋白质的?翻译的实质：是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。

游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。UAUGCAUGAUCGAGCUU碱基4种氨基酸21种1.翻译的概念：实质mRNA的碱基序列蛋白质的氨基酸序列翻译三、遗传信息的翻译mRNA上的4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸？决定一个氨基酸碱基个数决定氨基酸种类图示1个2个

3个氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4442＝1643＝642.碱基与氨基酸之间的对应关系后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。密码子的示意图位置：在mRNA上识别：密码子认读是从mRNA的5'→3'，相邻的密码子无间隔、不重叠。密码子：信使RNA（mRNA）上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。科普：第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克3.密码子表第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG

第1个碱基第2个碱基

第3个碱基密码子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸

AGAAGA第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG种类()种起始密码子:

(真、原核，

)；

(原核，

)。终止密码子:

、

、

(特殊时编码

)。编码氨基酸的密码子一般有

个64GUG甲硫氨酸甲硫氨酸AUGUAAUGAUAG硒代半胱氨酸61第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG密码子的特点1种密码子决定

种氨基酸①专一性：11种氨基酸可由

种密码子决定1种或多②简并性：几乎所有生物共用一套遗传密码子增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。③通用性：生物可能有着共同的起源。基因信使物质蛋白质的合成转录组甲硫精半胱半胱脯谷丝“搬运工”4.运输氨基酸的工具——tRNARNA链经过折叠，形成三叶草形。比mRNA小，RNA单链经过折叠形成4环4臂，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。形态识别氨基酸转运氨基酸功能3'5'结合氨基酸的部位碱基配对每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运功能特性3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACU位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基，有61或62种。（终止密码子不决定氨基酸，不需转运，无对应的反密码子）反密码子氨基酸与tRNA是一一对应的吗？密码子UGA反密码子4.运输氨基酸的工具——tRNA遗传信息、密码子、反密码子的比较存在位置含义生理作用遗传信息DNA碱基的排列顺序直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序密码子mRNAmRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序反密码子tRNAtRNA上与密码子互补配对的三个碱基识别密码子5.翻译的过程：1.翻译的场所在哪？其产物是什么？2.阐述翻译的具体过程，该过程中需要的条件有哪些？3.遗传信息的流动方向？结合课本68页的文字和图4-7,思考并回答以下问题。大亚基小亚基mRNA结合区tRNA结合位点甲CAU5’3’5.翻译的过程：AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子甲CAU5’3’

mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。第1步核糖体移动方向5.翻译的过程：5.翻译的过程AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向

携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。第2步CAU5’3’GUG5’3’组

通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。第3步甲5.翻译的过程AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向

核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。第4步CAU5’3’GUG5’3’组甲色CCA5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向CAU5’3’GUG5’3’组甲色CCA5’3’精ACG5’3’5.翻译的过程：AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向CAU5’3’GUG5’3’CCA5’3’组甲色精ACG5’3’GCA5’3’半5.翻译的过程：AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向CAU5’3’GUG5’3’CCA5’3’ACG5’3’GCA5’3’组甲色精半ACA5’3’半5.翻译的过程：AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子核糖体移动方向CAU5’3’GUG5’3’CCA5’3’ACG5’3’GCA5’3’ACA5’3’组甲色精半半AGG5’3’脯5.翻译的过程：AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子CAU5’3’GUG5’3’CCA5’3’ACG5’3’GCA5’3’ACA5’3’AGG5’3’直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。肽链合成后，从核糖体上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。组甲色精半半脯5.翻译的过程：翻译mRNA分子

碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白质场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：蛋白质转录翻译21种游离氨基酸、ATP、酶tRNA思考：下图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题：该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？不完全一样复制A—T、T—A、G—C、C—G转录A—U、T—A、C—G、G—C翻译A—U、U—A、C—G、G—C多肽链tRNA核糖体思考：复制、转录、翻译它们三者之间还有哪些不同真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译时间场所模板原料酶能量原则特点产物方向信息传递细胞分裂前的间期主要是细胞核DNA的两条链四种脱氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶ATPA-T,T-A,C-G,G-C半保留复制边解旋边复制子代DNA分子主要是细胞核基因特定的一条链四种核糖核苷酸RNA聚合酶ATPA-U,T-A,G-C,C-G边解旋边转录mRNA、tRNA、rRNA生长发育过程细胞质mRNA21种氨基酸肽酰转移酶ATP特定氨基酸顺序的肽链A-U,U-A,G-C,C-G一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多条肽链DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质从起始密码子到终止密码子新链从5’端-3’端延伸新链从5’端-3’端延伸(2)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸多肽链tRNA核糖体mRNA核糖体肽链长的翻译在前真核生物：先转录，后翻译原核生物：边转录边翻译6.基因表达的相关计算A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A

基因表达的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？A—C—U—G—G—A—U—C—UUGA

CCU

AGA苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸转录翻译ACU

GGA

UCUDNA136mRNA蛋白质注意：因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，而mRNA中也存在终止密码子等片段，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”字样才能使用这个比例关系。6.基因表达的相关计算真核细胞的基因结构与RNA聚合酶结合位点外显子内含子12345编码区下游非编码区非编码区编码区转录前体mRNA加工成熟mRNA翻译肽链

让作为模板的mRNA中的“遗传密码”是连续的，这有利于提高翻译的速度。知识拓展1.克里克，在1957年，提出中心法则遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。克里克（F.Crick）复制转录翻译蛋白质DNARNA复制逆转录2.中心法则的完善不是所有生物都能进行这5种生理过程。四、中心法则（1）能分裂的细