1.2遗传信息通过复制和表达进行传递第二课时课件-2025-2026学年高一下学期生物沪科版必修2

第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递 第二课时 思考：mRNA中碱基具有一定的排列顺序 蛋白质中氨基酸也有一定的排列顺序 两者之间有什么关联吗？ 回顾：遗传信息的传递方向 DNA RNA 蛋白质 转录 基因：在DNA上能转录出RNA的特定功能片段（碱基片段）称为基因 复制 基因的表达：即基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程 如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即       如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即   如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即 4 16 64 问题1：什么是密码子？ 阅读课本P16页思维训练 ？ 碱基(4种) 氨基酸(21种) 美国科学家尼伦伯格（M. Nirenberg）巧妙地破译了第一个三联体密码子:通过人工合成一条只含多个尿密啶(U)的“mRNA"，在体外成功模拟了蛋白质合成的过程（图1-16)。结果得到了全部由苯丙氨酸（Phe）组成的多肽链，并证实了密码子是由3个核苷酸组成的，确定了密码子UUU 对应苯丙氨酸。 问题1：什么是密码子？ 密码子： mRNA上每3个相邻的核苷酸对应1个氨基酸，叫做一个密码子。 问题1：什么是密码子？ （读取方向从mRNA的5’→3’端） 问题1：什么是密码子？ 密码子（共64个） 种类 起始 密码子 终止 密码子 3种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸 原核——GUG 真核——AUG（甲硫氨酸） 问题1：什么是密码子？ 特点 生物界共用一套遗传密码 ①专一性： ②简并性： ③通用性： 一般一种密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可以由几种密码子决定 ①由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸; ②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。 形态：三叶草形 1种tRNA只能转运一种氨基酸，1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输 tRNA与氨基酸的对应关系： tRNA链折叠成类似三叶草的叶形，其中有两个重要部位：携带氨基酸的部位位于tRNA的3′端；另一端有3个能与mRNA上的密码子互补配对的碱基，叫反密码子；读取方向为3’→5’端，即由长臂端向短臂端读取。 存在氢键 一般是61种 问题2：翻译的工具——tRNA 运输车 联络员（与密码子碱基互补配对 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子三者关系 DNA mRNA tRNA 遗传信息 密码子 反密码子 DNA中的 碱基序列 mRNA上决定一个氨 基酸的3个相邻碱基 tRNA上与密码子对 应的3个相邻碱基 决定蛋白质中氨基酸 序列的最终模板 决定蛋白质中氨基酸 序列的直接模板 识别并转运氨基酸；识别密码子 翻译 mRNA分子 碱基互补配对 细胞质的核糖体（大小亚基） mRNA A－U、U－A G－C、C－G mRNA→蛋白质 场所： 原则： 模板： 条件： 遗传信息流动： 蛋白质 21种游离氨基酸、 ATP、酶 tRNA RNA指导蛋白质肽链合成的过程称为翻译 问题3：翻译的过程 10 U A C 甲硫氨酸 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C A G U C C A U A A G G U 5´ 3´ 细胞质中的mRNA与核糖体小亚基结合 问题3：翻译的过程 11 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 A G U C C A U A A G G U 5´ 3´ 识别到起始密码子处，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对 问题3：翻译的过程 12 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 A G U C C A U A A G G U 5´ 3´ 大亚基结合，形成完整核糖体，tRNA将氨基酸转运到 mRNA上的相应位置 问题3：翻译的过程 13 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 肽键 A G U C C A U A A G G U 5´ 3´ 酶的催化下，氨基酸脱水缩合形成二肽 问题3：翻译的过程 14 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C U A C 甲硫氨酸 问题3：翻译的过程 15 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 问题3：翻译的过程 空载tRNA移位并释放，空出的位置准备接受第三个tRNA 16 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对 问题3：翻译的过程 17 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构 问题3：翻译的过程 18 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 G U G 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 tRNA离开，再去转运新的氨基酸 问题3：翻译的过程 19 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 色氨酸 A C C 甲硫氨酸 问题3：翻译的过程 20 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 组氨酸 色氨酸 X X X 甲硫氨酸 XXX 问题3：翻译的过程 识别到终止密码子时，翻译结束，肽链合成结束 21 5´ 3´ A G U C C A U A A G G U 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 XXXX 以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 问题3：翻译的过程 22 生物学意义： 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 注意：多个核糖体翻译的是同一条mRNA，得到的是同一种多肽链。 是核糖体在mRNA上移动 如何加快翻译的速度？ →多个核糖体同时进行翻译 翻译的方向： 5'-端→3'-端 图中合成的多肽链种类相同吗？最终形成的蛋白质呢？ 在移动的是mRNA还是核糖体？ 翻译方向是？为何多肽链长短不同？ 快速高效 问题3：翻译的过程 原核：mRNA无需加工 转录和翻译同时进行 真核：mRNA需加工 先转录，后翻译 问题3：翻译的过程 真核生物 先转录，后翻译 DNA mRNA RNA聚合酶 边转录边翻译 原核生物 注: 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 问题3：翻译的过程 DNA复制、转录、翻译的区别与联系 复　制 转  录 翻  译 时间 场所 模板 原料 条件 产物 碱基配对 特点 方向 意义 细胞分裂前的间期 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA 4种脱氧核苷三磷酸 4种核糖核苷三磷酸 21种氨基酸 两个双链DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 多肽（蛋白质） A-T T-A G-C C-G A-U T-A G-C C-G A-U U-A G-C C-G 半保留复制、边解旋边复制、双向复制 边解旋边转录 原核生物可以边转录边翻译；一个mRNA上结合多个核糖体提高翻译效率 新链从5’端-3’端延伸 从起始密码子到终止密码子 酶(解旋酶、DNA聚合酶)、ATP 酶(RNA聚合酶)、ATP 酶(多种)、ATP、tRNA 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 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 新链从5’端-3’端延伸 1. 提出者： 克里克 2. 内容： 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。 复制 DNA 逆转录 转录 复制 RNA 翻译 蛋白质 (注：蓝色部分表示少数生物遗传信息的流向) 问题4：遗传信息的传递方向——中心法则 ①细胞生物(原核、真核) ②DNA病毒(如噬菌体) ③复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒)： ④逆转录病毒(如HIV)： ⑤高度分化的细胞 ： 问题4：遗传信息的传递方向——中心法则 复制 DNA 逆转录 转录 复制 RNA 翻译 蛋白质 (注：蓝色部分表示少数生物遗传信息的流向) $