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

第四章

基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成

（翻译过程）学习目标1.概述遗传信息的翻译过程。（重难点）2.说明密码子、反密码子和遗传信息之间的关系。（重点）3.中心法则的具体内容。（重难点）DNA分子DNA→

RNA

遗传信息流动方向：RNA转录基因的表达：？蛋白质转录→蛋白质翻译mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始翻译。

翻译：

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。氨基酸：碱基：21种4种个数很多mRNA的碱基序列氨基酸的种类、数量和排列顺序决定

密码子

：

mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基碱基与氨基酸的对应关系：密码子64个缬氨酸组氨酸精氨酸与

克里克

有关第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G1.一共有多少个密码子？编码氨基酸的密码子一般有多少个？2.起始密码子是哪些？3.终止密码子是哪些？64个AUG21种氨基酸的密码子表62个GUGUAAUGAUAG一种密码子决定一种氨基酸。专一性一种氨基酸可以由

不同的密码子决定，体现密码子的简并性。

一种或多种

AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCGAUAG下面为一段mRNA，

查密码子表

，

写出对应的氨基酸序列：甲硫氨酸

谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸精氨酸终止密码子思考.讨论：1.你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？2.几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？（1）

增强密码子的容错性

（2）

提高了翻译速度说明生物可能有着共同的起源，或生命在本质上是统一的，体现密码子的通用性3'5'结合氨基酸部位碱基配对mRNA5'3'ACUUGA反密码子密码子结构：RNA单链经过折叠

，

像三叶草形态：其一端是（3’端）携带氨基酸的部位，另一端是反密码子。种类：62种数量关系：1种tRNA只能转运1种氨基酸；1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。氨基酸的“搬运工”—tRNA识别并转运特定的氨基酸作用：注意：转运的氨基酸由密码子决定。有氢键游离在细胞质中的氨基酸，是怎么送到合成蛋白质的“生产线”上的？？3'5'结合氨基酸的部位碱基配对密码子UGA反密码子mRNA5'3'ACUUAC甲硫氨酸组氨酸G

U

G色氨酸A

CC第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG________，进入位点____。AGUCCAUAAGGUmRNAmRNA核糖体翻译过程AGUCCAUAAGGU色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸第1步:______进入细胞质，与_______结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG________，进入位点____。mRNA核糖体互补配对1第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点_____。2组氨酸G

U

G核糖体沿着mRNA移动，形成2个tRNA的结合位点AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸肽键第3步:甲硫氨酸与这个氨基酸形成_____，从而转移到位点_____的tRNA上。2肽键脱水缩合AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

GUAC甲硫氨酸第4步:

_______沿______移动，读取下一个密码子，原占位点___的tRNA离开核糖体，原位点___的tRNA进入位点__，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点___，继续肽链的合成。核糖体mRNA1212色氨酸A

CCAGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸XXXXXX随着________的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的____________，合成才告终止。核糖体终止密码子AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸组氨酸色氨酸XXX肽链合成后，就从

脱离，往往需

要

和

的加工处理，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。核糖体与mRNA的复合物上内质网高尔基体（反密码子）tRNAmRNA氨基酸（21种）运输编码互补配对3'5'结合氨基酸部位碱基配对mRNA5'3'ACUUGA反密码子密码子mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系（密码子）小结1.概念：2.场所：3.条件：4.产物：5.原则：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顺序的蛋白质的过程。核糖体模板：原料：能量：工具：

多种酶具有一定氨基酸序列的蛋白质

（肽链）碱基互补配对

（A-U，U-A，C-G，G-C）6.遗传信息传递的方向：RNA

→

蛋白质提醒：肽链合成后，通常经过盘曲折叠，才能形成特定空间结构和功能的蛋白质分子。mRNA21种氨基酸ATPtRNA注：tRNA和rRNA都参与蛋白质的合成过程，但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质。

在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。①由该图得出翻译的方向（核糖体移动的方向）是什么？由肽链_____→肽链_____的方向进行短长（从左到右）②合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。多聚核糖体现象真、原核细胞基因的表达有什么区别？真核细胞：

先转录后翻译原核细胞：

边转录边翻译基因蛋白质DNA蛋白质RNA转录翻译基因的表达小结中心法则1957年，克里克

率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；复制转录翻译蛋白质DNARNA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。随着研究的深入，科学家对中心法则进行补充：资料：1.1965年，科学家在某种RNA病毒中发现了RNA复制酶，RNA复制酶

能催化RNA的复制。2.1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现了逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。逆转录复制在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。不同生物的遗传信息传递过程归纳生物种类遗传信息传递过程真核生物原核生物DNA病毒（T2噬菌体）RNA病毒（烟草花叶病毒）逆转录病毒（艾滋病病毒）

复制

RNA

蛋白质DNA

RNA

蛋白质复制转录翻译翻译蛋白质RNADNARNA转录逆转录翻译复制基因表达的相关计算GCACGTGCA模板链丙氨酸DNA（基因片段）mRNA氨基酸DNA碱基数目mRNA碱基数目氨基酸数目：：：：631说明：真核生物基因中存在不编码蛋白质的片段（内含子），所以实际上基因上所含有的碱基数要大于6n；转录的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上mRNA所含的碱基数大于3n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。mRNA往往需要加工修饰DNA复制转

录翻

译时间场所模板原料能量酶产物碱基配对特点方向意义细胞分裂前的间期个体生长发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核核糖体DNA的两条母链DNA中的一条链mRNA4种游离脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种氨基酸解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等多种酶两个双链DNA分子mRNA、tRNA、rRNA多肽（蛋白质）A-T

T-AG-C

C-GA-U

T-A

G-C

C-GA-U

U-A

G-C

C-G半保留复制边解旋边复制边解旋边转录原核生物可以边转录边翻译；一个mRNA上结合多个核糖体提高翻译效率新链从5’端-3’端延伸从起始密码子到终止密码子ATPAT