基因指导蛋白质的合成（第二课时）-高一生物教学课件（人教版2019必修2）

第1节基因指导蛋白质的合成（第二课时）12遗传信息的翻译中心法则转录的实质：通过转录，遗传信息由DNA传递给了mRNA。AGTACGGAACTCATGCCTTGαβAGTACGGAAC转录UCAUGGCCUUGαDNADNA的一条链RNADNA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？游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。①概念：转录得到的RNA是核糖核酸，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列与蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序有何关系？mRNA：碱基的数量蛋白质：氨基酸的数量碱基的排列顺序碱基的种类氨基酸的排列顺序氨基酸的种类4种21种讨论：4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的呢？碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？1个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：决定决定决定2个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：3个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：41=442=1643=64②密码子:mRNA5'3'密码子密码子密码子决定决定决定缬氨酸组氨酸精氨酸mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子21种氨基酸的密码子表1.试着找出苯丙氨酸、丝氨酸的密码子是？2.有找到特殊密码子吗？UUU、UUCAGU、AGC真核生物的起始密码子均为AUG，编码甲硫氨酸原核生物GUG也可以是起始密码子，编码甲硫氨酸。但，GUG作为肽链中间的密码子，编码缬氨酸。起始密码子：终止密码子：AUG、GUGUAA、UAG、UGA概念：信使RNA上决定1个氨基酸的

。种类：共

种，其中编码氨基酸的密码子有

种。

其中起始密码子

种（AUG甲硫氨酸，GUG缬氨酸）

终止密码子

种（不编码氨基酸：UAA、UAG）。数量关系：1种密码子决定

种氨基酸；

而1种氨基酸却可以由

种不同密码子决定。3个相邻碱基64622311种或多②密码子:小结遗传密码的特点：（1）遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码有62个（含UGA）。有3个终止密码子（含UGA），一般情况下没有对应的氨基酸。（2）一个密码子决定一个特定的氨基酸。（3）密码子的简并性：多数氨基酸有2个以上的密码子。（4）密码子的通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。1．从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。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？可以增强密码子的容错性，当密码子中一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。说明当今生物可能有着共同的起源，或生命在本质上是统一的。3.已知一段mRNA的碱基序列是：5΄-AUGUACAACCGGCCCCUACAGGAUUAA-3΄，你能写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸-酪氨酸-天冬酰胺-精氨酸-脯氨酸-亮氨酸-谷氨酰胺-天冬氨酸游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?将氨基酸运送到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA——tRNA。③tRNA(转运RNA)结构：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形形态：其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。结合氨基酸的部位碱基配对反密码子种类：61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。④mRNA翻译成蛋白质的过程④mRNA翻译成蛋白质的过程5'3'5'3'第1步mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1第2步携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点25'3'5'3'第3步甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上④mRNA翻译成蛋白质的过程第4步核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点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，继续肽链的合成核糖体移动方向随着核糖体的移动，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的终止密码子，合成才告终止。肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。氨基酸肽链蛋白质如何在短时间内由一条mRNA合成出多个相同的蛋白质分子？（1）结合右图，如何判断翻译的方向？（2）翻译结束后得到的多条肽链有什么特点？为什么？左→右氨基酸序列相同一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链因为模板mRNA相同ATACGGAACαTATGCCTTGβ转录UAUGCCUUGDNA模板链RNADNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系ATACGGAACα翻译遗传信息密码子反密码子AUACGGCAA酪氨酸丙氨酸缬氨酸肽链氨基酸DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。(2)计算中“最多”和“最少”的分析DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是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注意“最多”或“最少”：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/3个氨基酸。科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则：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。DNA复制转录RNA翻译蛋白质逆转录复制DNA复制转录RNA翻译蛋白质随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充：【资料1】许多RNA病毒（如脊髓灰质炎病毒、双链RNA噬菌体等）在感染宿主细胞后，其RNA能进行自我复制；一些小型核酶（如锤头核酶、发夹核酶等）也参与自我复制，表明有一部分RNA具有自我复制的能力。【资料2】在逆转录病毒（如HIV）中的逆转录酶的作用下，遗传信息可以从RNA传递到DNA。①遗传信息的转录场所：产物：模板：条件原料：酶：能量：信息流动方向：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体mRNA（还有tRNA和rRNA）DNA的

链一条核糖核苷酸RNA聚合酶（作用于

键）游离的四种

磷酸二酯键和氢ATPDNA→mRNA（遗传信息）（密码子）（以真核生物为例）场所：产物：模板：条件原料：酶：能量：信息流动方向：游离21种

。核糖体有一定

顺序的蛋白质mRNA氨基酸rRNA（催化

）ATPmRNA→蛋白质（密码子）（控制性状）氨基酸肽键形成②遗传信息的翻译（以真核生物为例）③DNA的复制、转录和翻译的联系一、概念检测1．基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（

）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（

）××2．密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指（

）A．基因上3个相邻的碱