4.1基因指导蛋白质的合成（第2课时） ppt课件--2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、第四章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成（第2课时）制作：Rosivy复制与转录的比较复制转录场所模板原料酶能量碱基配对产物主要是细胞核主要是细胞核DNA的两条链DNA上基因的一条链4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP两个完全相同的子代DNA3种RNAGC、AU、TACG、TA知识回顾 转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的遗传信息是如何传递到蛋白质中的呢？翻译翻译 Are you ok?你还好吗？24.1基因指导蛋白质的合成一.遗传信息的翻译二.中心法则遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种游离在细胞质中的各种氨基酸氨基酸，以，

2、以mRNAmRNA为模板为模板合成合成具有一定氨基酸顺序的具有一定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质的过程。的过程。1、概念：mRNA蛋白质翻译（碱基）核苷酸氨基酸多样性原因数量排列顺序种类数量排列顺序种类思考：4种碱基如何决定21种氨基酸？遗传信息的翻译41=4，不足42=16，不足43=64，有余 1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？2个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果3个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？推测：三个碱基决定一个氨基酸 1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基序列。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

3、删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；增加或删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。为什么会产生这样的结果？克里克T4噬菌体实验 证明了遗传密码中3个碱基（密码子）编码1个氨基酸。遗传信息的翻译遗传信息的翻译2、密码子：U UC CA AU UG GA AU UU UA AmRNAmRNA 密码子 密码子 密码子（1）概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。科学家沿着蛋白质合成的思路，不断改进实验方法，终于破译全部64个密码子，并将64个密码子编制成了表格。称为密码子表。第一个第一个字母字母第二个字母第二个字母第三个第三个字母字母U UC CA AG GU U苯丙氨酸苯丙氨酸

4、苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸终终 止止终终 止止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终终 止止色氨酸色氨酸U UC CA AG GC C亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸U UC CA AG GA A异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨

5、酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸U UC CA AG GG G缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸U UC CA AG G（2）种类：64种密码子终止密码子:UAA UAG UGA包括起始密码:AUG（真核、原核）GUG（原核）编码甲硫氨酸密码子表（起始）（起始）（起始）（起始）不编码氨基酸的：编码氨基酸的：61种3种起始，缬氨酸甲硫氨酸起始，缬氨酸甲硫氨酸2、密码子：遗传信息的翻译注意：（1）64种密

6、码子 =59种普通密码子+2种起始密码子+3种终止密码子（2）正常情况下，21种氨基酸由61种密码子编码。（其余三种为终止密码子，仅作为翻译终止的信号，不编码氨基酸）（3）特殊情况下，终止密码子UGA也可编码硒代半胱氨酸。遗传信息的翻译2、密码子：（3）特点：专一性：一个密码子决定一个特定的氨基酸。简并性：一种氨基酸可以对应一种或多种密码子。通用性：生物体都共用上述密码子。思考讨论1、像苯丙氨酸、亮氨酸等，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象 称作密码子的简并。密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？2、几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？密码子中一个碱基改变可能

7、不改变其对应的氨基酸，在一定程度上保证了遗传性状的稳定性；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2、反密码子：“搬运工”兼“翻译员”氨基酸氨基酸结合部位结合部位tRNA上的3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。tRNA是局部双链的结构碱基配对tRNA：A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用遗传信息的翻译（2）每种tRNA只能识别并转 运一种氨基酸,但是一种氨 基酸由一种或几种tRNA携带。（1）编码氨基酸的密码子有61种 反密码子也有62种，tRNA也有6

8、2种。遗传信息的翻译A AC CG GU UC CA AC CU UA AC CA AC C翻译方向翻译方向U UA AC C甲硫氨酸甲硫氨酸G GG GU U组氨酸组氨酸当读取到当读取到mRNA上的上的起始起始密码子，翻译开始密码子，翻译开始脱水缩合脱水缩合AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体核糖体AG C精氨酸精氨酸5533遗传信息的翻译3、翻译过程：AGGUC A CGUC A C甲硫氨酸甲硫氨酸U A CGG U 组氨酸组氨酸CAC色氨酸色氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸AG C精氨酸精氨酸5533遗传信息的翻译3、翻译过程：AGGUC A CGUC G U甲硫氨酸甲硫氨酸GG U 组氨酸组氨酸CA

9、C色氨酸色氨酸AG C精氨酸精氨酸当读取到当读取到mRNA上的上的终止终止密码子，翻译结束密码子，翻译结束AUG异亮氨酸异亮氨酸5533遗传信息的翻译3、翻译过程：遗传信息的翻译 4.翻译的条件：模板、原料、酶、能量、工具 多肽链肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。5.碱基配对方式：RNA:A U C GRNA:U A G C遗传信息的翻译7、翻译的高效性 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。真核生

10、物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物遗传信息的翻译8、真核与原核生物转录翻译的区别核糖体核糖体mRNAmRNA从这幅图你能否判断核糖体的移动方向？遗传信息的翻译项目DNA复制转录翻译场所原料模板条件模板去向特点产物两个双链DNA分子肽链RNA细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸DNA的两条链DNA的一条链mRNA模板、原料、特定的酶和ATP等进入两个子代DNA中恢复双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA结合多个核糖体CT ACC ACT GGA TGG TGA CGA UG

11、G UGA CDNA的遗传信息mRNA蛋白质的氨基酸排列顺序氨基酸n3n6nDNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸6:3:1注意：无特别说明，不考虑终止密码基因表达过程中的数量计算一段mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含的碱基数依次为（）A.33、11、66 B.36、12、72 C.12、36、24 D.11、36、72B小试牛刀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中心法则随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。复制翻译蛋白质DNARNA转录逆转录复制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转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA翻译蛋白质逆转录转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA不同生物遗传信息传递途径：