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第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第二课时
思考：翻译还需哪些条件？
已具备：
模板：mRNA
翻译原则：密码子与氨基酸的对应关系
蛋白质的合成机器：核糖体
原料：氨基酸
mRNA进入细胞质之后，就与核糖体结合，而氨基酸是怎样运送到核糖体上的？
tRNA由几条链构成？
tRNA为什么能运输氨基酸？每种tRNA为何能准确运输特定的氨基酸？
1条，局部由于碱基互补配对形成双链。
tRNA上有能与氨基酸结合的部位；tRNA上的反密码子会和mRNA上的密码子精确配对。
与核糖体结合部位
与mRNA结合部位
氨基酸的运输工具：tRNA
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸吗？
一种氨基酸只能由一种tRNA携带吗？
A
U
G
异亮氨酸
是
不是
氨基酸的运输工具：tRNA
反密码子：与密码子互补，从而携带相应的氨基酸。
A
U
A
异亮氨酸
密码子与反密码子有何区别和联系？
密码子 反密码子
存在位置
含义
生理 作用
种类
mRNA
mRNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基
直接决定氨基酸的排列顺序
tRNA
与密码子互补的三个相邻碱基
识别密码子并转运一种氨基酸
共64种；61种能决定氨基酸
61种
若细胞中合成的蛋白质由28个氨基酸构成，最多需要 种tRNA；若合成的蛋白质由100个氨基酸构成，最多需要 种tRNA。
28
61
阅读教材P66-67，结合图4-6，思考下列问题：
（1）翻译时是核糖体沿着mRNA移动，还是mRNA沿着核糖体移动？
（2）核糖体与mRNA的结合部位会形成几个tRNA的结合位点？
（3）核糖体中的氨基酸结合后转移到占据哪个位点的tRNA上？
（4）翻译过程是如何开始、如何终止的？
（5）如何让少量mRNA在短时间内快速合成大量的蛋白质？
翻译的过程
A
A
G
U
G
A
A
A
G
mRNA
细胞质中的mRNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
U
U
U
A
C
U
U
谷氨酸
核糖体
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
U
U
U
A
U
U
C
谷氨酸
A
A
G
U
G
A
A
A
G
mRNA
C
A
U
甲硫氨酸
起始：mRNA 与核糖体结合
运输：tRNA 携带氨基酸置于特定位置。
A
A
G
U
G
A
A
A
G
mRNA
脱水缩合
U
U
C
谷氨酸
C
A
U
甲硫氨酸
C
U
U
谷氨酸
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
U
U
U
A
延伸： 核糖体沿mRNA移动，读取
mRNA
A
U
G
A
U
A
C
C
G
A
U
U
U
G
A
G
G
G
C
U
C
A
U
A
A
U
U
A
肽键
核糖体
翻译的过程
A
U
G
A
U
A
C
C
G
A
U
U
U
G
A
G
起始密码
小飞守角制作
1、起始：mRNA与核糖体结合。
2、运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。
A
U
G
A
U
A
C
C
G
A
U
U
U
G
A
G
U
A
A
U
U
A
翻译的过程
U
C
A
G
G
C
终止密码
小飞守角制作
3、延伸： 核糖体沿mRNA移动，读取下一密码子。
4、终止： 核糖体读取到终止密码子，翻译停止。
5、脱离： 肽链从核糖体和mRNA的复合物上脱离。
注意：翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
翻译的过程
阅读教材P66-67，结合图4-6，思考下列问题：
（1）翻译时是核糖体沿着mRNA移动，还是mRNA沿着核糖体移动？
（2）核糖体与mRNA的结合部位会形成几个tRNA的结合位点？
（3）核糖体中的氨基酸结合后转移到占据哪个位点的tRNA上？
（4）翻译过程是如何开始、如何终止的？
翻译的过程
核糖体沿着mRNA移动
2个
新位点
以起始密码子开始，终止密码子结束。
翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
原料：______________
多种氨基酸
场所：_____________________
过程：______________________________
细胞质中的核糖体
起始、运输、延伸、终止、脱离
模板：__________
产物：____________
遗传信息传递方向：：__________________
mRNA
多肽链
mRNA
蛋白质
工具：______________
tRNA
图中，核糖体的移动方向是从左往右，判断依据是什么呢？
汉水丑生侯伟作品
多聚核糖体：1个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成。
（5）如何让少量mRNA在短时间内快速合成大量的蛋白质？
依据多肽链的长短，长的翻译在前，说明核糖体移动的距离长，读取的密码子多。
(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？
图1表示真核细胞的翻译过程，图2表示原核细胞的转录和翻译过程。真核细胞中转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，翻译在核糖体，先转录后翻译。原核细胞无核膜包被的细胞核，转录、翻译同时进行，边转录边翻译。
(2) 图1中翻译的方向？
从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(3)多聚核糖体合成的多条多肽链中氨基酸序列相同吗？为什么？
相同，因为有相同的模板mRNA
意义：在单位时间内，少量的mRNA分子可以迅速合成出大量相同的蛋白质，提高了翻译的速率。
翻译过程中多聚核糖体模式图解读
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 模板 原料 产物 遗传信息传递方向
DNA复制： DNA DNA
转录： DNA RNA
翻译： RNA 蛋白质
游离的脱
氧核苷酸
游离的核
糖核苷酸
游离的 氨基酸
DNA
mRNA
蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
亲代DNA的 每一条链
DNA的一条链（模板链）
mRNA
小结
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
细胞核
细胞质
细胞核
细胞核
细胞质
mRNA→Pro
反馈训练
1.下列关于密码子的叙述，正确的是（ ）
A. 密码子存在于mRNA上，每个mRNA都有64种密码子
B. 一种密码子决定一种氨基酸，与一种反密码子的碱基互补
C. 同种mRNA在不同生物中的产物相同，表明密码子具有简并性
D. 起始密码子具有决定某种氨基酸与启动翻译过程的作用
反馈训练
2. 某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有
A、600 B、300 C、297 D、594
基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目=
（双链） （单链）
6 ： 3 ： 1
反馈训练
DNA的碱基数： mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数 ＝ 6:3:1:1 。
注意：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA，mRNA含有终止密码子等情况，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要远大于6N，mRNA的碱基数目远大于3N或氨基酸数目小于N。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
蛋白质中
氨基酸数
n
密码子
n
mRNA的
碱基数
3n
DNA的
碱基数
6n
小结：基因、mRNA的碱基数与氨基酸数的对应关系
3、mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的（ ）
A 50％ B 25％ C 30％ D 35％
C
反馈训练
DNA
RNA
蛋白质
克里克提出的中心法则，揭示了遗传信息传递的一般规律。
复制
转录
翻译
根据基因指导蛋白质合成的过程，画出
表示遗传信息流动的流程图。
三、中心法则及其发展
任务2：阅读P69资料分析，完善中心法则。
材料1　1965年，科学家发现，很多RNA病毒，在感染宿主细胞后，它们的RNA在宿主细胞内进行复制，这种复制是以导入的RNA为模板，而不是通过DNA。
(1)材料1说明遗传信息还可以从＿＿流向＿＿。
RNA
RNA
三、中心法则及其发展
任务2：阅读P69资料分析，完善中心法则。
材料2　1970年，巴尔的摩(D·Baltimore)和梯明(H·M·
Temin)在致癌的RNA病毒中，发现一种酶，能以RNA为模板合成DNA。他们称这种酶为依赖RNA的DNA多聚酶，现在一般称为逆转录酶。也就是说，遗传信息流也可以反过来，即从RNA→DNA。这是一项重要的发现，巴尔的摩和梯明于1975年荣获诺贝尔奖。
(2)材料2说明遗传信息还可以从＿＿流向＿＿。
RNA
DNA
三、中心法则及其发展
任务2：阅读P69资料分析，完善中心法则。
材料3　1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量“增殖”引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。
(2)材料3说明遗传信息还可以从＿ ＿ 流向＿＿ 。
蛋白质
蛋白质
DNA
RNA
蛋白质
三、中心法则及其发展
任务2：阅读P69资料分析，完善中心法则。
DNA
RNA
蛋白质
根据上述图，你能找出遗传信息传递的哪些途径？
1、DNA DNA （DNA自我复制）
2、DNA RNA 蛋白质
3、RNA RNA （RNA自我复制）
4、RNA 　　 DNA
5、蛋白质 蛋白质
转录
翻译
逆转录
正常情况下动植物具有的过程
烟草花叶病毒
HIV病毒
（需逆转录酶）
三、中心法则及其发展
反馈训练:写出下列生物符合的中心法则
(1)细胞生物(原核、真核)及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(1)图示中 为转录过程； 为翻译过程；
为DNA复制过程； 为RNA复制过程； 为逆转录过程。
(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为 ；乙为 ；丙为 。
1、8
2、5、9
4、6
3、10
7
DNA病毒
RNA病毒
逆转录病毒
反馈训练

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