资源简介

(共37张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成
第4章基因的表达
基因
信使物质
蛋白质的合成
转录
三、遗传信息的翻译
1.翻译的概念
mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。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。
实质
将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
思考
mRNA上的碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的？
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
决定？
氨基酸
4种
21种
三、遗传信息的翻译
2.碱基与氨基酸之间的对应关系
推测
1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；
2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；
3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸，
4
64
16
密码子的概念
最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸。3个相邻碱基为1个密码子。
科普：第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克
三、遗传信息的翻译
3.密码子表
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
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、硒代半胱氨酸 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、甲硫氨酸(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
第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子
苯丙氨酸 U U U UUU
精氨酸 A G A AGA
三、遗传信息的翻译
3.密码子表
起始密码子：AUG（甲硫氨酸）、GUG（甲硫氨酸）
终止密码子：UAA、UAG、UGA（前两种不编码任何氨基酸）
密码子与氨基酸关系：
特殊密码子说明
①在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
②在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。
①1种密码子只能决定1种氨基酸（正常情况下）。
②1种氨基酸可以由1种或几种密码子决定。
三、遗传信息的翻译
思考·讨论
1.从密码子表中可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作 密码的简并。
你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？
当密码子中有一个碱基改变时，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，可以保证遗传信息的翻译速度。
A
C
G
A
U
U
G
A
U
C
G
A
C
G
A
正常mRNA
G
C
G
A
U
U
G
A
C
C
G
A
C
G
A
错误mRNA
天冬氨酸
天冬氨酸
精氨酸
精氨酸
三、遗传信息的翻译
思考·讨论
2.地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。
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。
根据这一事实，你能想到什么？
称为密码的通用性
基因
信使物质
蛋白质的合成
转录
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
“搬运工”
三、遗传信息的翻译
4.tRNA与反密码子
tRNA的发现：1955年詹美尼克等三位科学家分别很意外的在同一溶液中发现氨基酸先附着在一种小分子量的RNA上，然后这些氨基酸再被带到一种微粒体进行蛋白质合成，这种RNA后来被命名为tRNA 。
每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对。
RNA链经过折叠，形成三叶草形
形态：
识别和转运氨基酸
功能：
反密码子
3'
5'
结合氨基酸的部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
密码子
U
G
A
反密码子
遗传信息、密码子、反密码子的比较
存在位置 含义 生理作用
遗传信息 DNA 碱基的排列顺序 直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序
密码子 mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序
反密码子 tRNA tRNA上与密码子互补配对的三个碱基 识别密码子
三、遗传信息的翻译
5.翻译的过程
1.翻译的场所在哪？其产物是什么？
2.阐述翻译的具体过程，该过程中需要的条件有哪些？
3.遗传信息的流动方向？
观看视频，结合课本68页的文字和图4-7思考并回答以下问题。
基因
信使物质
蛋白质的合成
转录
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
“搬运工”
蛋白质的合成
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
三、遗传信息的翻译
5.翻译的过程
大亚基
小亚基
mRNA结合区
tRNA结合位点
甲
C
A
U
5’
3’
三、遗传信息的翻译
5.翻译的过程
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
甲
C
A
U
5’
3’
mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。
第1步
核糖体移动方向
三、遗传信息的翻译
5.翻译的过程
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。
第2步
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
组
通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。
第3步
甲
三、遗传信息的翻译
5.翻译的过程
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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。
第4步
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
组
甲
色
C
C
A
5’
3’
三、遗传信息的翻译
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
组
甲
色
C
C
A
5’
3’
精
A
C
G
5’
3’
5.翻译的过程
三、遗传信息的翻译
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
C
C
A
5’
3’
组
甲
色
精
A
C
G
5’
3’
G
C
A
5’
3’
半
5.翻译的过程
三、遗传信息的翻译
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
C
C
A
5’
3’
A
C
G
5’
3’
G
C
A
5’
3’
组
甲
色
精
半
5.翻译的过程
A
C
A
5’
3’
半
三、遗传信息的翻译
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
核糖体移动方向
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
C
C
A
5’
3’
A
C
G
5’
3’
G
C
A
5’
3’
5.翻译的过程
A
C
A
5’
3’
组
甲
色
精
半
半
A
G
G
5’
3’
脯
三、遗传信息的翻译
A
U
G
C
A
C
U
G
G
C
G
U
U
G
C
U
G
U
C
C
U
U
A
A
3’
5’
起始
密码子
C
A
U
5’
3’
G
U
G
5’
3’
C
C
A
5’
3’
A
C
G
5’
3’
G
C
A
5’
3’
5.翻译的过程
A
C
A
5’
3’
A
G
G
5’
3’
直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。
肽链合成后，从核糖体上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
组
甲
色
精
半
半
脯
三、遗传信息的翻译
转录和翻译的比较
转录 翻译
场所 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的一条链 mRNA
原料 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸
条件 RNA聚合酶、能量 酶、能量、tRNA
产物 RNA 多肽
碱基互补配对 A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
遗传信息的传递 DNA→RNA mRNA→蛋白质
联系 DNA→mRNA→蛋白质
大量信息
如：快递单号
511100023456278
中通
中间站
菜鸟驿站场所：rRNA
取件码：（mRNA→tRNA）
0542
快递员等：酶、能量
根据指令行动取到快递
完成信息表达
RNA
翻译
转录
遗传信息的表达（类比生活情境 形象理解）
复杂、有序
三、遗传信息的翻译
思考：下图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题：
该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
不完全一样
复制 A—T、T—A、G—C、C—G
转录 A—U、T—A、C—G、G—C
翻译 A—U、U—A、C—G、G—C
(2)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。
甲硫氨酸
丙氨酸
丝氨酸
多肽链
tRNA
核糖体
三、遗传信息的翻译
(3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
mRNA
核糖体
相同。因为它们的模板是同一条mRNA。
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
(5)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？
三、遗传信息的翻译
真核生物：先转录，后翻译
原核生物：边转录边翻译
三、遗传信息的翻译
6.基因表达的相关计算
A—C—T—G—G—A—T—C —T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
基因表达的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？
A—C—U—G—G—A—U—C —U
UGA CCU AGA
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
转录
翻译
ACU GGA UCU
DNA
1
3
6
mRNA
蛋白质
三、遗传信息的翻译
6.基因表达的相关计算
注意：因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，而mRNA中也存在终止密码子等片段，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”字样才能使用这个比例关系。
三、遗传信息的翻译
知识拓展
真核细胞的基因结构
与RNA聚合酶结合位点
外显子
内含子
1
2
3
4
5
编码区下游
非编码区
非编码区
编码区
转录
前体mRNA
加工
成熟mRNA
翻译
肽链
让作为模板的mRNA中的“遗传密码”是连续的，这有利于提高翻译的速度。
1.如图是甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是
A.图中只含有tRNA和mRNA
B.甲硫氨酸处于图中a的位置
C.tRNA中含有氢键
D.该过程需要RNA聚合酶
C
四、中心法则
1.克里克，在1957年，提出中心法则
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。
克里克（F.Crick）
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
复制
逆转录
2.中心法则的完善
四、中心法则
（1）能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递
（2）高度分化的细胞（洋葱表皮细胞、胰岛B细胞）
（3）哺乳动物成熟的红细胞（高度分化）
无DNA复制、转录、翻译过程。
请同学思考并写出以下细胞或生物遗传信息的传递方向。
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
注意病毒遗传信息的传递过程发生于宿主活细胞内。
四、中心法则
生命是物质、能量和信息的统一体
DNA、RNA是信息的载体；
蛋白质是信息的表达产物；
ATP为信息的流动提供能量。
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
复制
逆转录
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
练习与应用
D
×
×
课堂小结

展开更多......

收起↑