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(共26张PPT)
第三章 遗传的分子基础
第四节 基因控制蛋白质合成
第二课时 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
DNA的遗传信息
RNA
转录
转录的场所？
1
转录的条件
3
碱基互补配对方式
4
转录的产物？
5
细胞核、叶绿体、线粒体、拟核
模板：DNA分子的一条链
原料：四种游离的核糖核苷酸
能量
G-C C-G T-A A-U
三种RNA（mRNA rRNA tRNA)
导入
酶：RNA聚合酶
边解旋变转录
转录的时间？
2
细胞的整个生命历程
合成好的mRNA
核孔
通过转录，mRNA 携带了 DNA 的遗传信息，那么，mRNA 的遗传信息又是如何指导蛋白质的合成的呢？
核糖体
mRNA合成后，通过核孔进入细胞质，在核糖体上合成蛋白质。以 mRNA 为模板，合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程称
为翻译。
多肽（蛋白质）
翻译
核苷酸序列
氨基酸序列
实质：mRNA的核苷酸序列 → 蛋白质的氨基酸序列
碱基4种：A、U、C、G
组成蛋白质的氨基酸：20种
如何对应？
【讨论】20种氨基酸和看似无数的蛋白质是如何被只含有4种不同碱基的核酸分子所编码的呢？
4种核糖核苷酸
小资料 · 遗传密码的破译
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
1个核苷酸决定一个氨基酸，
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
2个核苷酸决定一个氨基酸，
3个核苷酸决定一个氨基酸，
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
4 (A.U.C.G)
4 (A.U.C.G)
4 (A.U.C.G)
能决定4种
能决定42＝16种
能决定43＝64种
A
U
C
G
4 (A.U.C.G)
4 (A.U.C.G)
64种排列方式就有64个密码子，其中可能有些密码子不决定任何氨基酸，而有的氨基酸又可能具有不止一个密码子。
小资料 · 遗传密码的破译
小资料 · 遗传密码的破译
又称为遗传密码，指在 mRNA 上每 3 个相邻的核苷酸排列成的三联体，决定一种氨基酸
mRNA
5'
3'
氨基酸：
G
U
G
密码子
A
C
U
密码子
G
A
C
密码子
怎么对应？
密码子：
遗传密码与氨基酸的对应关系
P73
mRNA上的遗传密码
1.密码子有几个？
2.编码氨基酸的密码子有几个？
3.起始密码子是谁？
4.终止密码子有几种？
5.一个密码子最多能编码几种氨基酸？
6.一个氨基酸能被几种密码子编码？
1种
AUG----甲硫氨酸；
原核生物少数蛋白质：GUG
64个
3种，UAA, UGA, UAG
少数：1种；大多数：2种即以上
61个
终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止的信号。
P73-74
密码子的特点：
1、除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的，所有的生物都使用相同的遗传密码。
2、mRNA上3个核苷酸序列决定特定的氨基酸或终止密码子。
3、不同的密码子可能决定同一个氨基酸。除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个及以上的遗传密码。
A
A
G
U
C
A
U
G
C
U
A
C
G
C
U
U
A
A
甲硫氨酸
组氨酸
精氨酸
酪氨酸
丙氨酸
终止密码子：不编码氨基酸
mRNA
说明地球上所有生物都来自共同的祖先。
统一性
专一性
简并性
氨基酸是怎样转运到核糖体上合成蛋白质的呢？
P73
P74
思考：氨基酸是如何按照mRNA上的密码运送到核糖体上呢？
A
A
U
亮氨酸
A
C
A
缬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
反密码子
U
C
A
U
G
U
U
U
A
mRNA
密 码 子
反密码子：在tRNA上与mRNA分子上的密码子互补配对的三个核苷酸序列。
一种密码子→____种氨基酸
一种密码子→____种反密码子
一种反密码子→____种氨基酸
1
1
1
P74
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
第一步：
结合、起始：
翻译过程
核糖体结合到mRNA链上，遇到起始信号（起始密码子）开始翻译
功能：合成蛋白质的场所；
形态特点：电镜下呈现微小的悬滴状，由大、小两个亚基组成。
核糖体
P74
翻译过程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
组
U
G
G
丝
G
G
A
携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG（起始密码子）互补配对，进入位点1
第二步： 运输
A
U
C
甲硫
位点1
位点2
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
核糖体沿mRNA移动，认读mRNA上的密码子，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸的肽链中，继续肽链的合成
P74
翻译过程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
组
U
G
G
丝
G
G
A
第三步： 延伸
A
U
C
甲硫
位点1
位点2
核糖体沿mRNA移动，认读mRNA上的密码子，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸的肽链中，继续肽链的合成
C
A
C
色
两个氨基酸发生脱水缩合
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
翻译过程
第三步： 延伸
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
位点1
位点2
脱水缩合形成肽键
翻译过程
第三步： 延伸
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
色
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
终止密码子
无tRNA与之配对
第四步： 停止
翻译过程
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
色
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
肽链释放，核糖体从mRNA上解离，成为亚基，mRNA解体→游离核糖核苷酸，翻译结束
翻译过程
第五步： 脱离
翻译是一个高效的过程
P75
在翻译过程中会观察到如图所示的一个mRNA分子结合多个核糖体现象，观察图片回答下列问题：
（1）图中显示有几条肽链正在同时合成？每条肽链合成结束后，它们都相同吗？翻译的方向？每条肽链的合成是同时开始的吗？
（2）这样翻译有什么意义？
若干核糖体串联在一个mRNA 分子上，可以同时翻译多条相同的肽链，这种合成方式大大提高了翻译效率。
4
√
×
基因表达中的相关数量计算
(1)以某个 DNA的一条链（2n个核苷酸/碱基）进行转录，转录形成的mRNA中的碱基数目
mRNA上的碱基数:多肽中的氨基酸数
(2) mRNA 上有n个碱基，由该mRNA 指导合成的多肽中的氨基酸数目？
最多n个碱基
最多有 n/3 个氨基酸(不考虑终止密码子)
基因表达中的相关数量计算
(3)转录形成的mRNA中的碱基A和U共80个，请问其对应的DNA片段中碱基A的数目多少
(4)若翻译所得多肽含有n个氨基酸，则需要多少个tRNA协助运输？其模板mRNA 上有多少个碱基？转录mRNA 的DNA上有多少个碱基？
n个
最少80个A
最少3n
最少6n
P74
mRNA（信使RNA）
G U U
U U A
A U C G C U
A
A
U
亮氨酸
A
C
A
缬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
5’
3’
①多个核糖体存在于一条mRNA：
短链→长链
②起始密码子→正在翻译的区域
②正在翻译的区域→终止密码子
③tRNA释放的方向→正在翻译的区域
③正在翻译的区域→携带新氨基酸的tRNA的方向 (多肽的延伸方向)
翻译的方向判别
5’→ 3’
tRNA反密码子读取从氨基酸连接端开始 ：3’
缬氨酸
真核生物：
先转录，后翻译
边转录边翻译
原核生物：
转录和翻译
翻译小结
P
（1）翻译场所：
（2）翻译的条件：
模板：
原料：
能量、酶、tRNA
（3）原则：
（4）产物：
核糖体
mRNA
游离的氨基酸
碱基互补配对
A-U；C-G
多肽
复制、转录和翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量
酶
产物
碱基互补 配对原则
特点
细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体，拟核
细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体，拟核
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
20种游离的氨基酸
√
√
√
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
与蛋白质合成有关的酶
双螺旋的DNA
mRNA、 tRNA、 rRNA
多肽
A-T G-C
A-U T-A G-C
A-U G-C
半保留复制、边解旋边复制、多起点复制（真核）
边解旋边转录
高效性（若干个核糖体串联在1个mRNA上）
仅可分裂的细胞能发生DNA复制
原核生物：边转录边翻译
真核生物：先转录后翻译
tRNA
基因表达
P76
蛋白质就是由多肽链或多肽链结合其他物质形成的高分子化合物。
简单地说，DNA是这样控制蛋白质的合成的：首先，以DNA自身为模板，在细胞核中合成RNA；然后，RNA转移到细胞质中，在细胞质中控制蛋白质的合成。基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程称为基因表达。
【思考】基因表达的产物是什么？
tRNA、rRNA、mRNA
蛋白质
牛刀小试
P76
例1．如图为某六肽化合物的合成过程示意图，图中序号①～⑤表示物质。下列叙述错误的是(　　)
A．③→⑤为翻译过程，该过程共有3种RNA参与
B．推断图中③上的终止密码子是UAA
C．①→②的过程可产生④代表的物质，④中含有反密码子
D．图中核糖体沿③从右向左移动
D

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