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人教版必修2·第4章
第一节 基因指导蛋白质的合成
第2课时 遗传信息的翻译、中心法则
转录得到的是RNA，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸排列顺序呢？
mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程——翻译。
阅读课本 P64页，同时仔细观察表4-1，思考下列问题：
（1）什么是翻译？
（2）碱基和氨基酸之间有怎样的对应关系？
（3）什么叫密码子？
1、翻译的概念：
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，这一过程叫做翻译。
mRNA的碱基序列
蛋白质的氨基酸序列
翻译的实质：
1个碱基决定1个氨基酸
2个碱基决定1个氨基酸
3个碱基决定1个氨基酸
决定4种氨基酸
决定16种氨基酸
氨基酸组合64种
mRNA
5'
3'
G
U
G
G
A
A
C
C
U
碱基序列
氨基酸序列
数量对应关系？
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。
组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸
远远不够
还是不够
满足生命需求
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}第一个碱基
第二个碱基
第三个碱基
U
C
A
G
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
C
亮氨酸
丝氨酸
终止
终止、硒代半胱氨酸
A
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
G
C
亮氨酸
脯氨酸
组氨酸
精氨酸
U
亮氨酸
脯氨酸
组氨酸
精氨酸
C
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
A
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
G
A
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
U
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
C
异亮氨酸
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
A
甲硫氨酸（起始）
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
G
G
缬氨酸
丙氨酸
天冬氨酸
甘氨酸
U
缬氨酸
丙氨酸
天冬氨酸
甘氨酸
C
缬氨酸
丙氨酸
谷氨酸
甘氨酸
A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始）
丙氨酸
谷氨酸
甘氨酸
G
密码子：共64个
起始密码子：编码氨基酸
UAA、UAG、UGA
因此，能编码氨基酸的密码子共62个
终止密码子：不编码氨基酸
原核生物——AUG、GUG
真核生物——AUG
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}第一个碱基
第二个碱基
第三个碱基
U
C
A
G
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
C
亮氨酸
丝氨酸
终止
终止、硒代半胱氨酸
A
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
G
C
亮氨酸
脯氨酸
组氨酸
精氨酸
U
亮氨酸
脯氨酸
组氨酸
精氨酸
C
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
A
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
G
A
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
U
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
C
异亮氨酸
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
A
甲硫氨酸（起始）
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
G
G
缬氨酸
丙氨酸
天冬氨酸
甘氨酸
U
缬氨酸
丙氨酸
天冬氨酸
甘氨酸
C
缬氨酸
丙氨酸
谷氨酸
甘氨酸
A
缬氨酸、甲硫氨酸（起始）
丙氨酸
谷氨酸
甘氨酸
G
第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子
苯丙氨酸
谷氨酸
色氨酸
G A A和G GAA和GAG
U U C和U UUC和UUU
U G G UGG
密码子 决定的氨基酸
UUA
AUG
UAA
终止
甲硫氨酸(起始）
亮氨酸
一种密码子决定____种氨基酸
一种氨基酸由 密码子决定。
1种或几种
1
——密码子的简并
密码子的特性：简并性、通用性
①简并性：绝大多数氨基酸都有几个密码子。
②通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
——增强容错性；保证翻译速度
——生物有共同的祖先
G
C
G
A
U
C
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
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3'
5'
色
组
甲硫
精
半胱
半胱
脯
谷
丝
如何精准运送过来的？
tRNA
2、运输氨基酸的工具——tRNA
tRNA比mRNA小得多，其单链经过折叠，形成三叶草形（含有氢键）。
结构
3'
5'
5?
3?
功能
转运氨基酸：依靠tRNA的3’-端-OH。
识别密码子：依靠tRNA的反密码子。
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运
功能特性
tRNA的种类不超过 种
62
例1 下列叙述正确的是( ) 。
C
A.密码子有64种，每个密码子都与一个反密码子相对应
B.反密码子位于mRNA上，密码子位于tRNA上
C.除原核生物外，一个密码子最多只能对应一个氨基酸
D.每种氨基酸可以对应多种tRNA ，每种tRNA也可以对应多种氨基酸
对点练1 根据下表提供的信息，可以确定色氨酸的密码子是( ) 。
DNA
G
C
信使 RNA
C
转运 RNA
A
氨基酸
色氨酸
C
C
A
氨基酸
色氨酸
UCC
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
进入细胞质，
与 结合。
3、翻译过程
mRNA
核糖体
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
氨基酸脱水缩合形成肽键
C
A
C
色
甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
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1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
终止密码子
无tRNA与之配对
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C
色
组
U
G
G
A
U
C
甲硫
精
G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A
脯
A
G
G
谷
C
U
U
丝
G
G
A
肽链释放，核糖体从mRNA上解离，翻译结束
1.概念：
2.场所：
4.条件：
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，这一过程叫做翻译。
核糖体
模板：
原料：
能量：
工具：
酶：多种酶
mRNA
21种氨基酸
ATP
tRNA
3.时间：
个体生长发育的整个过程
5.产物：
6.原则：
多肽
碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C）
7.遗传信息传递的方向：
mRNA→蛋白质
提醒：肽链合成后，通常经过盘曲折叠，才能形成特定空间结构和功能的蛋白质分子。
如何加快翻译速度？
在细胞质中，翻译是一个快速的过程。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出大量的蛋白质。（生物学意义)
①由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？
由肽链_____→肽链_____的方向进行
短
长
（从左到右）
②这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？
相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。
先转录，后翻译
边转录边翻译
真核生物
原核生物
例1 下图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是( ) 。
D
A.①是DNA，其一条链可进入细胞质作为转录的模板
B.该图可以表示原核生物基因表达的过程
C.③是核糖体，翻译过程中③将由 3′ 向 5′ 方向移动
D.④是tRNA ，能识别mRNA 上的密码子
?
对点练1 下图表示生物细胞中基因的表达过程，下列相关判断不正确的是( ) 。
C
A.图示现象不可能发生在人体细胞的核基因表达过程中
B.一个基因可在较短时间内合成多条肽链
C.一条多肽链的合成需要多个核糖体的共同参与
D.图示过程中既有DNA与RNA之间的碱基
互补配对，也有 RNA 与 RNA 之间的碱基互补配对
1957年，克里克提出中心法则
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
补充后的中心法则内容：
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
复制
复制
基因指导蛋白质的合成
DNA
转录
mRNA
翻译
蛋白质
逆转录
转录
tRNA
rRNA
工具
核糖体
复制
复制
脱氧核苷酸序列
核糖核苷酸序列
氨基酸序列
生命是物质、能量和信息的统一体
例1 下图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述，不正确的是( ) 。
?X??酶、原料?能量?Y?
?
C
A.图中的“能量”直接来源于ATP水解
B.若X、Y 均表示DNA，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶
C.若 X 是RNA，则Y只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸
D.若 X 是DNA ，Y是RNA ，则此过程要以 X 为模板，酶是RNA 聚合酶
?
对点练1 （2023·张掖校考）下图为中心法则示意图。下列相关叙述
正确的是( ) 。
D
A.①②③分别表示转录、复制、翻译
B.正常人体细胞能完成的过程是①②⑤
C.④过程为逆转录过程，存在 A—U 、
C—G 、 T—A 、 G—C 碱基配对方式
D.某些病毒可进行④⑤过程
?
DNA复制
转录
翻译
蛋白质
时间
场所
模板
原料
条件
原则
特点
产物
信息传递
细胞分裂间期
主要是细胞核
DNA的两条链
4种脱氧核苷酸
解旋酶，DNA聚合酶等
A-T、T-A、C-G、G-C
半保留复制、边解旋边复制
2个子代DNA分子
生长发育过程
主要是细胞核
基因的一条链
4种核糖核苷酸
RNA聚合酶等
边解旋边转录
RNA
生长发育过程
细胞质
mRNA
21种氨基酸
tRNA、酶等
多核糖体翻译蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
A-U、T-A、C-G、G-C
A-U、U-A、C-G、G-C
真核细胞中复制、转录、翻译的比较
课本P69
一、概念检测
1.基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）
(2)一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（ ）
×
×
2.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指（ ）
A.基因上3个相邻的碱基 B.DNA上3个相邻的碱基
C.tRNA上3个相邻的碱基 D.mRNA上3个相邻的碱基
D
二、拓展应用
红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。
三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。具体而言，红霉素影响翻译过程，环丙沙星影响复制过程，利福平影响转录过程。
感谢观看

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