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第四章 第一节
基因指导蛋白质的合成
第四章 基因的表达
第二课时
1
本节聚焦
课本第64页
2
3
生命观念：遗传信息翻译过程
科学思维：分析碱基与氨基酸的对应关系
科学探究：分析密码子的确定方式
社会责任：认同基因指导蛋白质合成的方法
4
遗传信息的翻译
DNA
（脱氧核苷酸语言）
RNA
（核糖核苷酸语言）
特点氨基酸
序列的蛋白质
（氨基酸语言）
碱基
氨基酸
遗传信息的翻译
资料：
上世纪50～60年代，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：在T4噬菌体的相关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。
克里克T4噬菌体实验
遗传信息的翻译
种类（ 种 ）
终止密码子： 、 、 、
起始密码子： （甲硫氨酸）、
____（缬氨酸、甲硫氨酸）
编码氨基酸的密码子______种或_____种
UAA
UGA
UAG
64
AUG
GUG
61
61
特点
在正常情况下，UGA是终止密码子，但特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。
在原核生物中，GUG也可以做起始密码子，编码甲硫氨酸。
简并性：一种氨基酸可由多种密码子决定；
专一性：一种密码子决定一种氨基酸；
通用性：几乎所以生物共用一套遗传密码；
遗传信息的翻译
你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？
①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；
②提高使用频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源。
遗传信息的翻译
3'
5'
结合
氨基酸部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
U
G
A
反密码子
密码子
结构：
RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形
形态：
其一端是携带氨基酸的部位，
另一端是反密码子。
种类：
61种
数量关系：
1种tRNA只能转运1种氨基酸；
1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。
氨基酸的搬运工——tRNA
识别并转运氨基酸。
作用：
遗传信息的翻译
（反密码子）
tRNA
mRNA
氨基酸
（21种）
运输
编码
互补配对
3'
5'
结合
氨基酸部位
碱基配对
mRNA
5'
3'
A
C
U
U
G
A
反密码子
密码子
mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系
遗传信息的翻译
遗传信息：
在DNA（基因）上。是脱氧核苷酸的排列顺序。决定性状。
密码子 ：
在mRNA上，决定一个氨基酸的3 个相邻碱基。决定氨基酸。
反密码子：
与mRNA上的密码子互补的 tRNA一端的三个碱基。翻译作用。
辨析：遗传信息、密码子、反密码子
遗传信息的翻译
①翻译
③条件
④产物：
②场所
在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
核糖体
模板：
原料：
酶和能量
工具：
mRNA
21种氨基酸
tRNA
核糖体
细胞器：
不成熟的蛋白质(多肽链）
⑤碱基配对方式：
A-U,U-A,C-G,G-C
阅读课本P66
遗传信息的翻译
mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与mRNA上的密码子AUG互补配对，进入位点1。
位点1
位点2
携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
位点1上的tRNA将甲硫氨酸交给位点2上的tRNA通过与组氨酸形成肽键，从而转移到占据位点2的tRNA上。
核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占据位点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。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，翻译终止。
核糖体移动方向
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
多聚核糖体——高效翻译的机制
多聚核糖体翻译方向：
由短肽链向长肽链延伸
原核、真核生物转录与翻译的区别
原核生物：
基因组转录和翻译可同时进行 。
真核生物：
由于核膜的阻隔，先转录再进行翻译。
基因表达的相关计算
DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1
基因表达的相关计算
计算中“最多”和“最少”的分析
①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上碱基数目比对应蛋白质中氨基酸数目6倍还要多一些。
③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
中心法则
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。
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。
RNA
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
RNA复制
中心法则
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
RNA复制
1
2
3
4
5
烟草花叶病毒（TMV）
人免疫缺陷病毒（HIV）
3
1
2
3
RNA
病毒
5
4
具备分裂能力的细胞
不能分裂的细胞
造血干细胞：
1
2
3
神经细胞：
2
3
原核细胞
噬菌体
1
2
3
1
2
3
(发生在：_____________)
宿主细胞内
中心法则
生物种类 遗传信息的传递过程
原核生物
真核生物
DNA病毒
RNA复制病毒
逆转录病毒
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
翻译
蛋白质
RNA
RNA复制
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
逆转录
RNA

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