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第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递
必修2 遗传与进化 第1章 遗传的分子基础
知识点
1.DNA半保留复制使完整的遗传信息传给子细胞
2.转录使特定遗传信息从DNA传递到RNA
？那么RNA接下来要怎样将遗传信息去传递给蛋白质呢
聚焦
特定遗传信息如何从RNA传递给蛋白质的？
如何描述遗传信息的传递规律？
遗传信息的转录
RNA作DNA的信使
（1）RNA也可储存遗传信息
（2）RNA能够通过核孔转移到细胞质中
转录
翻译
遗传信息的翻译
定义：把英文写成中文
？RNA上的碱基序列
如何能变成蛋白质中的氨基酸序列？.
RNA指导蛋白质肽链合成的过程称为翻译（translation），这一过程需要mRNA, tRNA , rRNA和各种蛋白因子的参与。
遗传信息的翻译
碱基的数量
排列顺序
种类
氨基酸的数量
排列顺序
种类
决定
决定
决定
mRNA 的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
mRNA
4种
蛋白质
20种
遗传信息的翻译
如果mRNA上的1个碱基决定1种氨基酸：4种碱基→4种氨基酸
如果mRNA上的 2个 决定 1种 ：4种碱基→42种氨基酸
如果mRNA上的 3个 决定 1种 ：4种碱基→43种氨基酸
尼伦伯格破译第一个密码子
“4”决定“20”
如果mRNA上的1个碱基决定1种氨基酸：4种碱基→4种氨基酸
mRNA中每三个相邻的核苷酸对应一个氨基酸（或翻译终止信号），称为密码子。
如果mRNA上的 2个 决定 1种 ：4种碱基→42种氨基酸
如果mRNA上的 3个 决定 1种 ：4种碱基→43种氨基酸
遗传信息的翻译
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G U UUU 苯丙氨酸 UUC 苯丙氨酸 UUA 亮氨酸 UUG 亮氨酸 UCU 丝氨酸 UCC 丝氨酸 UCA 丝氨酸 UCG 丝氨酸 UAU 酪氨酸 UAC酪氨酸 UAA 终止 UAG 终止 UGU 半胱氨酸 UGC 半胱氨酸 UGA 终止 UGG 色氨酸 U
C
A
G
C CUU 亮氨酸 CUC 亮氨酸 CUA 亮氨酸 CUG 亮氨酸 CCU 脯氨酸 CCC 脯氨酸 CCA 脯氨酸 CCG 脯氨酸 CAU 组氨酸 CAC 组氨酸 CAA 谷氨酰胺 CAG 谷氨酰胺 CGU 精氨酸 CGC 精氨酸 CGA 精氨酸 CGG 精氨酸 U
C
A
G
A AUU 异亮氨酸 AUC 异亮氨酸 AUA 异亮氨酸 AUG 甲硫氨酸（起始） ACU 苏氨酸 ACC 苏氨酸 ACA 苏氨酸 ACG 苏氨酸 AAU 天冬酰胺 AAC 天冬酰胺 AAA 赖氨酸 AAG 赖氨酸 AGU 丝氨酸 AGC 丝氨酸 AGA 精氨酸 AGG 精氨酸 U
C
A
G
G GUU 缬氨酸 GUC 缬氨酸 GUA 缬氨酸 GUG 缬氨酸 GCU 丙氨酸 GCC 丙氨酸 GCA 丙氨酸 GCG 丙氨酸 GAU 天冬氨酸 GAC 天冬氨酸 GAA 谷氨酸 GAG 谷氨酸 GGU 甘氨酸 GGC 甘氨酸 GGA 甘氨酸 GGG 甘氨酸 U
C
A
G
通用遗传密码表
通用遗传密码表具有哪些特征呢？
一种氨基酸对应一种或多种密码子（简并性）
一种密码子对应一种氨基酸（或翻译终止信号）
想一想，议一议
从密码子表中可以看出，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？
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？
当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，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一种氨基酸，可以保证翻译的速度
地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的
翻译的场所：核糖体
rRNA与多种蛋白质结合形成核糖体，
含大、小两个亚基，为翻译提供场所，
并兼有识别mRNA以及催化肽键形成的功能。
遗传信息的翻译
mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“运输车”，才能生产产品。
？谁是运输车
翻译的搬运工：tRNA
形状：三叶草形
结构：一端是携带氨基酸的部位，另一端是反密码子，能与密码子的碱基互补配对
特性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，即具有专一性
C
U
G
A
A
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G
A
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G
G
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U
U
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G
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U
U
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A
甲
色
A
C
C
组
精
G
A
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G
G
U
遗传信息的翻译
mRNA在细胞质中与核糖体结合
遗传信息的翻译
携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
位点1
位点2
位点3
U
C
A
甲
色
A
C
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组
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A
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A
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G
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甲
U
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A
遗传信息的翻译
携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2
位点1
位点2
位点3
C
U
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G
A
C
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G
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色
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A
C
甲
U
C
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G
G
U
G
G
U
组
G
G
U
组
G
G
U
遗传信息的翻译
甲硫氨酸与组氨酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
位点1
位点2
位点3
C
U
G
A
A
U
G
A
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G
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U
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G
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色
A
C
C
精
G
A
C
甲
U
C
A
组
G
G
U
甲
遗传信息的翻译
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
位点1
位点2
位点3
位点1
位点2
位点3
色
A
C
C
精
G
A
C
U
C
A
组
G
G
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C
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A
A
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A
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G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
遗传信息的翻译
一个新的携带氨基酸的RNA进入位点2，继续肽链的合成
位点1
位点2
位点3
色
A
C
C
精
G
A
C
G
G
U
组
甲
C
U
G
A
A
U
G
A
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U
C
G
G
C
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U
U
G
C
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G
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C
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A
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C
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A
A
G
G
C
U
U
C
A
A
C
C
色
A
C
C
色
A
C
C
组
甲
遗传信息的翻译
就这样，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
位点1
位点2
位点3
G
A
C
G
G
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C
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A
A
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A
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A
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G
C
U
U
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A
A
C
C
A
G
G
半
色
组
甲
精
谷
半
脯
丝
U
C
U
终止密码
遗传信息的翻译
就这样，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
位点1
位点2
位点3
G
A
C
G
G
U
C
U
G
A
A
U
G
A
C
U
C
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
G
A
U
C
C
U
A
A
G
G
C
U
U
C
A
A
C
C
A
G
G
半
色
组
甲
精
谷
半
脯
丝
U
C
U
终止密码
遗传信息的翻译
场所：
模板：
原料：
运载工具：
产物：
细胞质中的核糖体
mRNA
氨基酸
tRNA
肽链（蛋白质）
原核生物翻译过程特点
边转录，边翻译
遗传信息的翻译
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
播放视频●翻译过程
直观动画
遗传物质的复制与表达过程
讨论：
遗传信息传递有什么规律？
1. DNA
2. DNA→RNA
3.RNA→蛋白质
DNA
中心法则
1957年，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，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
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
病毒RNA
尝试归纳
艾滋病病毒
和麻疹病毒
遗传信息传递的方向。
中心法则
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 （麻疹病毒）
逆转录病毒 （艾滋病病毒）
翻译
RNA
蛋白质
复制
翻译
RNA
蛋白质
DNA
复制
转录
RNA
逆转录
翻译
RNA
蛋白质
DNA
复制
转录
中心法则的补充
少数生物（如一些RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
逆转录
复制

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