4.1基因指导蛋白质的合成课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第1节 基因指导蛋白质的合成 第4章基因的表达 侏罗纪公园电影片段 问题探讨 （P64） 问题探讨 （P64） 美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想：各种各样的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来。 讨论： 从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？ 一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此在可预见的将来，利用DNA来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。 问题探讨 （P64） 生物体所有特征的总和我们称之为性状，性状的主要承担者或体现者是谁? 蛋白质 基因(DNA) 生物体性状主要是由谁决定的? DNA ？ 蛋白质 细胞核 核糖体 （蛋白质合成场所） 细胞质 DNA(2nm) (遗传信息) 核孔0.9nm DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质是在细胞质（核糖体）中合成的。 DNA和核糖体两者在空间上是隔开的。DNA携带的遗传信息是怎么传递到细胞质中的呢？ 思考 （P64） ? 1953年7月的一天,沃森和克里克收到了一封信，这封信来自著名的理论和天文物理学家伽莫夫。在信中，他表示他对 DNA如何控制蛋白质的合成非常感兴趣，并且还提出了自己的设想。他认为：DNA本身就是蛋白质合成的直接模板。 DNA能否直接作为模板指导蛋白质的合成？ 实验1：1955年，J.Brachet分别用洋葱根尖和变形虫进行了实验；发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。 说明：蛋白质合成与RNA有关 思考 （P64） DNA 蛋白质 RNA 为什么RNA适于做DNA的信使呢？ 结构决定→功能 核糖核苷酸 1.RNA的组成 C、H、O、N、P 基本单位： 核糖核苷酸（4种） A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 元素组成： 一般为单链: 一、RNA的结构和功能 8 RNA的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成的，也能储存遗传信息。 RNA一般为单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 遵循“碱基互补配对原则” 总结：为什么RNA适于作DNA的信使？ 一、RNA的结构和功能 DNA RNA 9 单链 单链 单链 2.RNA的分类和功能 信使RNA（mRNA） 核糖体RNA（rRNA） 转运RNA（tRNA） 携带遗传信息，蛋白质合成的模板 识别并运载氨基酸 核糖体的组成成分 一、RNA的结构和功能 ① ② ③ tRNA 作为某些病毒的遗传物质（烟草花叶病毒、新冠病毒） 某些RNA具有催化作用（酶） 常见的功能 10 一、RNA的结构和功能 RNA 种类 mRNA—信使RNA tRNA—转运RNA rRNA—核糖体RNA 空间 结构 单链 单链 三叶草结构 单链 特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸,另一 端特定的三个碱基可与 mRNA上的密码子互补配对, 叫反密码子 核糖体的组成成分 功能 翻译时作模板 识别并转运氨基酸 参与构成核糖体 共同点 ①都是转录的产物；②基本单位都相同；③都与翻译过程有关 11 思考：如何判断其是DNA还是RNA？ 一、RNA的结构和功能 (1)五碳糖：若有核糖为RNA；若有脱氧核糖，为DNA (2)含氮碱基种类：若含T为DNA；若含U为RNA (3)链数与结构：两条链，规则的双螺旋结构为DNA；单链为RNA 12 一、RNA的结构和功能 DNA RAN 全称 分布 链数与结构 碱基 五碳糖 组成单位 代表生物 脱氧核糖核酸 核糖核酸 主要在细胞核中，线粒体、叶绿体中有少量 细胞核和细胞质中 两条链，规则的双螺旋结构 一般是链 A G C T A G C U 脱氧核糖 核糖 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 真核生物、原核生物、噬菌体 烟草花叶病毒、艾滋病毒、新冠病毒 13 基因 信使物质 蛋白质的合成 转录 思考：DNA携带的遗传信息是怎样传给mRNA的？ 二、遗传信息的转录 任务：观看视频，理解转录的概念。 15 二、遗传信息的转录 1.概念： 时间： 场所： 条件： 产物： 特点： RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录 个体生长发育的整个过程 细胞核（主要场所） 模板： 原料： 能量： 酶： RNA（三种RNA） 边解旋边转录 转录方向（子链的5´→3´） 提醒：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA）。 遗传信息传递的方向： DNA→RNA DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 16 细胞核 细胞质中的核糖体 转录场所 2.转录过程： 二、遗传信息的转录 17 RNA聚合酶 T C G A T C G A T T G C A A C G T A C A C G G T A A T T 解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。 第一步 该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用； 18 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U 游离的核糖核苷酸 C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 19 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 20 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 21 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 22 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 23 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 24 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’ 3’ 转录方向 5’ 3’ C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。 模板链 （新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 （RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键） 第二步 第三步 25 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 26 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A C G G G A U C A A C G G G C C A A A U U U U U U U 合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。 第四步 27 二、遗传信息的转录 01 解旋 02 配对 03 连接 04释放 思考： 二、遗传信息的转录 如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，分析回答下列问题。 ①图中遗传信息的转录方向? ②RNA链延伸的方向是_____________________。 原料： 模板： 能量： 酶： （1）转录的条件 （2）方向 由5’端到3’端 5’ 3’ 原料： 4种游离的核糖核苷酸 模板： DNA的一条链的某片段 能量： 由ATP提供 酶： RNA聚合酶 29 二、遗传信息的转录 （3）RNA聚合酶的作用 （4）此过程中的碱基配对方式为： ①作用于氢键，使DNA双螺旋解开。 ②催化核糖核苷酸连接到RNA链上 （形成磷酸二酯键） A—U、T—A、C—G、G—C （5）转录的特点：______________________________ （6）b和c的名称分别是：___________________________________________ 边解旋边转录 胞嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸 30 真核细胞的转录及与DNA复制的比较 1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 转录与DNA复制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循碱基互补配对原则，这保证了遗传信息的准确转录。 2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？ 原料： 4种游离的脱氧核苷酸 模板： DNA的两条链 能量： 由ATP提供 酶： 解旋酶、DNA聚合酶 DNA复制的条件 回顾： RNA转录的条件 4种游离的核糖核苷酸 DNA的一条链的某片段 由ATP提供 RNA聚合酶 真核细胞的转录及与DNA复制的比较 3.转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，可成为反意义链，与其互补的另一条链称为有意义链。下图表示了一个DNA分子的片段： 非模板链（有意义链） 模板链（反意义链） 5’-TACGCTCCGTACCC-3’ 3’-ATGCGAGGCATGGG-5’ 转录不是转录整个DNA，是转录其中要表达的基因。 转录以基因为单位，一个基因只以一条链为模板，不同基因模板链不同。 真核细胞的转录及与DNA复制的比较 ①写出该片段转录出的mRNA中的碱基排列顺序。 ②转录出的mRNA碱基序列与DNA模板链的碱基序列有哪些异同？ 5’-UACGCUCCGUACCC-3’ 转录出的mRNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。 ③转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列有哪些异同？ 两者的序列基本相同，区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。 3.转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，可成为反意义链，与其互补的另一条链称为有意义链。下图表示了一个DNA分子的片段： 非模板链（有意义链） 模板链（反意义链） 5’-TACGCTCCGTACCC-3’ 3’-ATGCGAGGCATGGG-5’ 真核细胞的转录及与DNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 时间 场所 解旋 模板 原料 酶 配对方式 特点 方向 产物 意义 细胞分裂前的间期 生长发育过程 主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒 完全解旋 DNA的两条链均为模板 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 新链从5′－端→3′－端延伸 2个子代DNA分子 使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性 只解有遗传效应的片段(基因) DNA的一条链上某片段 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 A—U、C—G、T—A、G—C 半边解旋边转录 新链从5′－端→3′－端延伸 mRNA、tRNA、rRNA 遗传信息从DNA传递到RNA(mRNA)上，为翻译做准备 × √ [辨正误] (1)核糖核酸是组成RNA的基本单位，一共有4种。( ) 提示：核糖核苷酸是组成RNA的基本单位。 (2)RNA是某些病毒的遗传物质。( ) (3)RNA一般是单链，所以所有的RNA都不含有氢键。( ) 提示：tRNA的局部含有氢键。 (4)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。( ) √ × 【 学以致用 】 C 1.(2024·吉林长春实验中学期末)关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是(　　) A.RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸 B.RNA含有的五碳糖是核糖 C.所有RNA中都不含氢键 D.某些RNA能在细胞内催化化学反应 解析：常见的RNA有三种：mRNA、rRNA和tRNA。mRNA可在细胞内传递遗传信息，tRNA可以携带氨基酸，A正确； tRNA存在碱基互补配对区域，含有氢键，C错误； 大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA，因此某些RNA具有催化作用，D正确。 C 2.(2024·黑龙江哈尔滨高一下期末)下列关于细胞中DNA和RNA分子的叙述，错误的是(　　) A.DNA和RNA分子的组成成分中含有单糖 B.细胞核和细胞质中均有DNA和RNA的分布 C.DNA、RNA分子中嘌呤数目等于嘧啶数目 D.真核生物的RNA主要分布在细胞质中 解析：DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖，脱氧核糖和核糖都属于单糖，A正确； 真核细胞中，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，细胞核和细胞质中均有DNA和RNA的分布，B正确； DNA为双链结构，两条链之间存在碱基互补配对，嘌呤数目等于嘧啶数目，而RNA一般为单链结构，嘌呤数目不一定等于嘧啶数目，C错误。 × [辨正误] (1)转录只发生在细胞核内。( ) 提示：转录可发生于细胞核、线粒体和叶绿体内。 (2)遗传信息转录的产物只有mRNA。( ) 提示：转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA。 (3)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。( ) 提示：转录以DNA的一条链作为模板。 × × (4)转录是以DNA完整的一条链为模板合成RNA的过程。( ) 提示：转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，而基因通常是有遗传效应的DNA片段。 (5)解旋酶、原核生物中的RNA聚合酶均能打开氢键。( ) √ × 【 学以致用 】 C 3.(2024·成都七中高一诊断)下图表示真核细胞某基因的转录过程。下列有关叙述错误的是(　　) A.转录结束后①和②重新形成双螺旋结构 B.③不一定是mRNA C.④是游离的脱氧核苷酸 D.该过程中存在T与A的碱基配对方式 解析：转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA等，B正确； ④是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误； 该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，D正确。 C 4.(2024·湖北武汉高一期末)RNA聚合酶在执行基因转录时类似高速行驶的汽车，以大约每秒50个核苷酸的速度合成RNA，当RNA聚合酶转录至终止序列时，需要从高速延伸的状态刹车，停止转录并释放RNA。下列相关说法错误的是(　　) A.RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时不需要将DNA双链完全解开 B.一条染色体上的多个部位可同时启动转录过程，从而提高转录效率 C.在细胞周期中，mRNA的种类和含量基本没有变化 D.细胞中RNA的合成在细胞核和细胞质中均能发生 B 1.(2024·四川眉山高一期末)细胞内的RNA具有多种功能。下列有关RNA的叙述，错误的是(　　) A.DNA转录形成的RNA有三种类型 B.每个tRNA都是转录形成的，只有3个碱基含有氢键 C.细胞内某些RNA具有降低化学反应活化能的作用 D.细菌细胞内的rRNA可与蛋白质结合构成核糖体 【随堂检测 】 B ●(2024·湖南长沙一中高一质检)如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是(　　) A.①链中的碱基A与②链中的碱基T互补配对 B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的 C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D.转录完成后，②需要通过两层生物膜才能与核糖体结合 解析：图中①链为模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对，A错误； ③表示RNA聚合酶，C错误； 转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，D错误。　　　 C 2.(2024·福州一中高一月考)下图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述错误的是(　　) A.①为DNA上的模板链，②链的左侧为5′端 B.RNA聚合酶可以催化①②之间氢键的断裂 C.图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖 核苷酸 D.RNA聚合酶与DNA上的启动部位结合后开始转录 C 3.(2024·河北承德高一期末)解旋酶和RNA聚合酶都有解旋功能。下列有关这两种酶的作用特点的说法，正确的是(　　) A.两种酶都对DNA分子进行全部解旋 B.两种酶都对DNA分子进行局部解旋 C.前者对DNA分子全部解旋，后者对DNA分子局部解旋 D.前者对DNA分子局部解旋，后者对DNA分子全部解旋 4.(2024·河南洛阳一中高一质检)当某些基因转录形成的mRNA分子难以与模板链分离时，会形成RNA—DNA杂交体，这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构。如图是细胞内相关过程的示意图，请据图回答下列问题。 (1)R环结构中最多存在________种核苷酸，其中含T的核苷酸名称是________________________________。 8 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 (2)图中的酶是____________，该酶起作用时可以与DNA形成DNA—蛋白质复合物，除该酶外，细胞中能与DNA形成该类复合物的蛋白质还有____________________(至少两种)。 (3)图中新形成的mRNA自左至右的顺序是__________(填“5′端到3′端”或“3′端到5′端”)。 RNA聚合酶 解旋酶、DNA聚合酶 5′端到3′端 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？ 增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质结构或生物体性状的稳定； 保证翻译速度：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。　 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 L形（三级结构） tRNA三叶草结构（二级结构） 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。 组 甲 色 精 半 半 脯 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。 三、遗传信息的翻译 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 1.下图是翻译过程的示意图，请据图分析并回答相关问题。 (1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是________________________________。 tRNA、核糖体、多肽链 (2)核糖体的移动方向是从mRNA的________向________移动，判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向：_________________。根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的部分氨基酸序列：_____________________________________。 5′端 3′端 从左向右移动 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸 深度探究 1.下图是翻译过程的示意图，请据图分析并回答相关问题。 (3)图乙中的①⑥分别是________________，核糖体的移动方向是__________。 mRNA、核糖体 由右向左 ●最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？__________________________________________。 ●图乙所示的翻译特点，其意义是_______________________________________。 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 深度探究 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 说明：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。 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：切除内含子，连接外显子 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。 三、遗传信息的翻译 知识拓展 原核细胞的基因结构 × √ [辨正误] (1)tRNA由三个碱基构成。( ) (2)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。( ) (3)mRNA在核糖体上移动，翻译出蛋白质。( ) 提示：核糖体在mRNA上移动。 (4)每种tRNA能识别并转运一种或多种氨基酸。( ) 提示：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 (5)每种氨基酸仅由一种密码子编码。( ) 提示：一种氨基酸可由一种或多种密码子编码。 (6)tRNA由单链构成，因此不含氢键。( ) 提示：tRNA含氢键。 × × × × 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 四、中心法则 2.中心法则的完善 资料1：在中心法则被详细阐述之后，人们发现了逆转录病毒。这些病毒可通过一种叫做逆转录酶的催化，以RNA为模板逆转录合成cDNA再由cDNA转录出RNA。这肯定了RNA向DNA转录的存在。 资料2：有些病毒的遗传物质是RNA分子，靠RNA复制而传代，以RNA为模板的RNA复制酶催化下合成RNA分子，RNA复制酶中缺乏校正功能，复制时错误率很高。RNA复制酶只对病毒本身的RNA起作用，而不会作用于宿主细胞中的RNA分子。新冠病毒是自我复制病毒。其复制过程复杂且高效，这也是其快速传播的原因之一。 人类免疫缺陷病毒（HIV） 2019新型冠状病毒（2019-nCoV） 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 四、中心法则 中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题： (1)②表示______过程，需要____________酶；④表示________过程，需要________酶的参与。 (2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是________。 (3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是____________。 RNA聚合 转录 逆转录 逆转录 ①②③ ①②③④⑤ (4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？ (5)请写出流感病毒(一种RNA病毒)遗传信息传递的过程。 高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。 中心法则各过程的适用范围 练习与应用 D × × 课堂小结 Lavf57.58.101 www.aliyun.com - Media Transcoding $$