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(共40张PPT)
第四章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
（第二课时）
基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程称为基因表达。
绿色荧光
基因指导蛋白质的合成
DNA(基因)
蛋白质
mRNA
转录
翻译
遗传信息的翻译
1、概念：
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的过程。
实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
遗传信息的翻译：
mRNA碱基序列→氨基酸序列
问题1：mRNA的4种碱基如何对应蛋白质的20种氨基酸？
问题2：谁来翻译？（既懂核苷酸“语言”，又懂氨基酸“语言”？）
遗传信息的翻译
: 短音 念作"滴（di）"
— : 长音 念作"答（da）"
字码:
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M: — — N: — O: — — — P: — — Q: — — — R: —
S: T: — U: — V: — W: — — X: — —
Y: — — — Z: — — : — — /: — — — : — —
数码(长码):
1: — — — — 2: — — — 3: — — 4: — 5:
6: — 7: — — 8: — — — 9: — — — — 0: — — — — —
莫尔斯密码表
探究活动一：
碱基与氨基酸之间的对应关系
1个碱基决定一个氨基酸，
只能决定4种
探究活动一：
碱基与氨基酸之间的对应？
提出假说：一对一
碱基 A U G C
氨基酸 氨基酸1 氨基酸2 氨基酸3 氨基酸4
2个碱基决定一个氨基酸，
只能决定42＝16种
提出假说：二对一
第一个 碱基 第二个碱基 A U G C
A 氨基酸1 氨基酸2 氨基酸3 氨基酸4
U 氨基酸5 氨基酸6 氨基酸7 氨基酸8
G 氨基酸9 氨基酸10 氨基酸11 氨基酸12
C 氨基酸13 氨基酸14 氨基酸15 氨基酸16
碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
3个碱基决定一个氨基酸，
只能决定43＝64种
提出假说：三对一
第一个 碱基 第二个碱基 第三个碱基
A U G C A 氨基酸1 氨基酸2 氨基酸3 氨基酸4 …… …… …… A
U
G
C
U …… …… …… …… A
U
G
C
G …… …… …… …… A
U
G
C
C …… …… …… 氨基酸61 氨基酸62 氨基酸63 氨基酸64 A
U
G
C
密码子1
密码子2
密码子3
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻
的碱基。
密码子
演绎推理：任意三个碱基指导一种氨基酸，那么在相关碱基序列中任意增加或者删除一个或者两个碱基，则无法产生正常功能的蛋白质。
提出假说：三对一
实验检验 (选学内容P74） ：1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，在相关基因碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质;增加或者删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质;但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。
得出结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。
1961年，尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术，在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸（UUUUUU…），结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链 。
此后六七年，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，破译出了全部的密码子，编制了密码子表。
学生活动一：找茬游戏（2分钟）
思考：
密码子如何读取？
能对应氨基酸的密码子有几个？
特殊密码子有哪几个？
第一个字母 第二个字母 第三个
字母
U C A G U 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 色氨酸 U
C
A
G
C 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 U
C
A
G
A 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 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （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 U
C
A
G
a. 密码子表查法
例:CCU
脯氨酸
c.特殊密码子
b.密码子的特点
一个密码子只对应一种氨基酸
专一性
一种氨基酸可对应多个密码子
简并性
地球上几乎所有生物都共用一套密码子
通用性
3个终止密码:
UAA UAG UGA
2个起始密码:
AUG GUG
亮氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻
的碱基。
问题2：
谁来翻译？ （既懂核苷酸“语言”，又懂氨基酸“语言”？）
谁来搬运？ （游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
A
C
G
U
G
A
U
U
A
异亮氨酸
甲硫氨酸
谷氨酸
亮氨酸
学生活动二：模拟现场
招纳贤士
精通两种语言；
能胜任应聘工作；
能重复劳动；
服从安排，有大局意识。
搬运工—tRNA
氨基酸的搬运工—tRNA
反密码子
与mRNA上的密码子碱基互补配对(A-U U-A G-C C-G)
tRNA—“搬运工”
1.tRNA的功能：
2.tRNA(反密码子)的种类：
3.tRNA与氨基酸的关系：
识别并转运特定氨基酸到相应位置。
61种。
一种tRNA只转运一种氨基酸，
一种氨基酸可由多种tRNA转运。
练一练
1、遗传信息、遗传密码、反密码子依次位于:
Ａ DNA、mRNA、tRNA
Ｂ mRNA、tRNA、DNA
Ｃ DNA、tRNA、mRNA
Ｄ mRNA、DNA、tRNA
探究活动二： 翻译的过程
阅读课本P66页，（1）小组讨论，概述出翻译的过程；
（2）利用模型，模拟翻译过程。
学生活动二：合作探究翻译的过程
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
核糖体
mRNA与核糖体结合
1.mRNA进入细胞质，与核糖体结合，形成两个tRNA的结合位点.(位点一和位点二）
位点1
位点2
【聚焦】遗传信息的翻译
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
核糖体
tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对
A
C
U
天冬氨酸
位点1
位点2
【聚焦】遗传信息的翻译
2.携带一个特定氨基酸的tRNA,通过与mRNA上的密码子互补配对，进入位点1.
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
核糖体
A
C
U
天冬氨酸
3.携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
A
U
G
异亮氨
酸
位点1
位点2
【聚焦】遗传信息的翻译
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫 氨酸
核糖体
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
两个氨基酸脱水缩合
脱水缩合
位点1
位点2
【聚焦】遗传信息的翻译
4.位点1位点2相应的氨基酸脱水缩合形成肽键，位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
5.核糖体读取下一个密码子，原占据位点１的tRNA离开核糖体，再去转运新的氨基酸；占据位点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。重复进行，直到读取到mRNA的终止密码。
位点1
位点2
核糖体沿着 mRNA滑动
【聚焦】遗传信息的翻译
A
C
U
A
U
G
甲硫氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸
以mRNA为模板合成了有一定氨基酸顺序的多肽链
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
A
【聚焦】遗传信息的翻译
终止阶段：识别终止密码子，多肽链合成终止并被释放。
翻译
场所
模板
转运工具
碱基配对
原料
产物
细胞质
mRNA
tRNA
A-U U-A G-C C-G
多肽链（蛋白质）
游离的氨基酸
课堂小结
复制
转录
翻译
核糖核苷酸
氨基酸
遗传密码
遗传性状
复制 转录 翻译
时间 场所
模板
原料
条件
配对
产物
信息传递
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
复制
分裂间期
生长发育的整个过程
细胞核
细胞核
核糖体
DNA两条母链
DNA的一条链
mRNA
游离脱氧核苷酸4种
DNA→ DNA
DNA→ mRNA
mRNA→蛋白质
游离核糖核苷酸4种
氨基酸约20种
模板、原料、能量、
酶
模板、原料、能量、
酶
模板、原料、能量、
酶
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
两个相同的DNA
一个mRNA
多肽→蛋白质
DNA
翻 译
蛋白质
苏氨酸
甘氨酸
丝氨酸
肽键
基因中碱基数
mRNA中碱基数
蛋白质中氨基酸数
1
3
6
肽键
基因表达过程中碱基和氨基酸的数量关系
A—C—T—G—G—A—T—C—T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
mRNA
A—C—U—G—G—A—U—C—U
转 录（假设以b链为模板进行转录）
b链
a链
∶
∶
基因控制蛋白质合成的过程
DNA的遗传信息
mRNA的遗传信息
蛋白质的氨基酸排列顺序
转录
翻译
数量
n
3n
6n
某个基因片段含有3000个碱基，由它控制合成的一条肽链所含有的氨基酸数最多是:
Ａ 1500个 Ｂ 500个
Ｃ 749个 Ｄ 1000个
练一练
A
密码子
精氨酸
氨基酸
转运RNA
G
信使RNA
G
G
DNA
双链
1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：
C
C
C
A
A
T
C
G
U
C
G
课堂反馈
2、图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
课堂反馈
C
新冠病毒的遗传物质是如何指导合成蛋白质外壳的？
联系生活，关注健康
课后练习：完成导学案中巩固练习题
思考？
谢谢大家！

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