4.1基因指导蛋白质的合成课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第4章：基因的表达 第1节：基因指导蛋白质的合成 1 基因？ 肤色 眼皮单双 血型 基因 通常是有遗传效应的DNA片段 控制生物性状 在染色体上且呈线性排列 蛋白质 体现者 指导合成 基因指导蛋白质合成的过程，叫基因表达。 “线性排列”理解：基因是具有遗传效应的DNA片段“基因在染色体上呈线性排列”并不是说基因的形状是线形的，而是指基因的排列是线性的（注意是“线性”，而不是“线形”）。基因线性排列是指基因是一个接着一个，之间没有重复、倒退、分枝等现象。但现代生物学的发展，重叠基因、跳跃基因等现象的发现也使人们认识到基因的线性排列是相对的 2 核DNA的遗传信息 mRNA的遗传信息 细胞质中的蛋白质 转录 翻译 RNA是什么？为什么RNA适合作为DNA的信使呢？ 核糖体 DNA 蛋白质 疑问：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质（核糖体）中进行的，两者如何联系起来的呢？ 推测： DNA与蛋白质之间，必有一种物质充当信使。 3 染色体是DNA的主要载体 ，，，遗传信息的载体是 DNA （一）RNA 1.基本组成单位（单体）： 核糖核苷酸 2.结构： 单链（不稳定）、比DNA短 3.种类： rRNA、 mRNA、 tRNA RNA能不能储存遗传信息？ 一、遗传信息的转录 （二）比较DNA与RNA的不同 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 主要存在部位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A T C G A U C G 双螺旋结构 多为单链结构 细胞核 细胞质 阅读课本65页（含图4-4）,关注以下问题： 1、转录的场所主要在哪里？所需的原料是什么？ 2、转录时需要那种酶？这种酶的结合位点是在DNA上还是RNA上？ 3、转录时，DNA两条链都作为模板链吗？整个DNA分子都被转录吗？ 4、想一想，转录过程是否需要能量？ （三）转录 转录：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，合成RNA 疑问：DNA的遗传信息怎样传给RNA呢？ 想一想，转录过程为什么不需要解旋酶？ 因为RNA聚合酶本身具有解旋的作用 6 U A A G U C C C T T G G A A A 游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA DNA 1. 解旋 DNA双链解开（RNA聚合酶），碱基暴露出来。 游离的核糖核苷酸（原料）与DNA模板链上的碱基互补配对（哪种方式），在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 新结合的核糖核苷酸连接（形成磷酸二酯键）到正在合成的mRNA分子上。 4. 释放 3. 连接 2. 配对 合成的mRNA（三种）从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 边解旋边转录 ★总结：遗传信息的转录 1.定义： 在细胞核中，通过RNA聚合酶，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程 2.场所： 主要在细胞核（线粒体、叶绿体中也有转录） 模板： DNA的一条链（局部解旋） 原料： 4种核糖核苷酸 能量，酶： ATP，RNA聚合酶 4.转录时的碱基配对： A－U 、T－A 、 G－C、C－G 5.产物： RNA（三种RNA ） 6.遗传信息传递的方向： DNA→RNA 3.条件 7.转录的方向： 5 端 3端延伸 在逆转录酶的作用下，水解掉RNA链 以cDNA为模板合成第二条DNA链 问题：真核生物通过最终的mRNA逆转录出的DNA分子，含有非编码序列吗？ 9 逆转录酶的作用是以dNTP为底物，以RNA为模板，tRNA(主要是色氨酸tRNA)为引物，在tRNA3'-末端上，按5'→3'方向，合成一条与RNA模板互补的cDNA单链，它与RNA模板形成RNA-cDNA杂交体。随后又在反转录酶的作用下，水解掉RNA链，再以cDNA为模板合成第二条DNA链。至此，完成由RNA指导的DNA合成过程。 RNA聚合酶 识别、结合位点 编码区 非编码区 非编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 真核细胞的基因结构 终止转录 RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点，并与其结合的一种蛋白质。 初级转录产物 问题：真核生物通过最终的mRNA逆转录出的DNA分子，含有非编码序列吗？ 10 不需要引物，通过核酶切割 不含有启动子.但是含有终止子序列. 启动子是一段结合RNA聚合酶的DNA区域,在它的下游开始转录成mRNA.把RNA开始转录的碱基位置叫+1的话,启动子就是在上游-10位置的6个碱基和-35区域的6个碱基,它们构成启动子的核心结构.而在更上游的地方有一些蛋白结合位点,目的是调控这个启动子的启动状况.总的来说,启动子自己在-10区上游,而+1区才开始转录. 终止子是在基因的下游终止转录的序列,它是可以被转录出来的.终止子分为两种,一种是需要rho因子的,一种是自己就能起作用的.工作原理是相似的,终止子那段RNA被转录出来之后,会因为自身配对形成一个小发夹一样的结构（茎-环结构）并带有一个尾巴.这个结构能占据（或者在rho因子的帮助下占据）RNA聚合酶本来要接着聚合下去的位置,并且用这个茎环结构去卡住聚合酶不让它继续下去.聚合酶被卡住了,转录就停止了.而RNA上会带有这一段序列. mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共穿过几层磷脂分子层（ ） A A．0         B．2 C．4         D．6 2．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，转录该mRNA的DNA 分子上腺嘌呤占碱基总数（ ） A．50％ B．25％ C．30％ D．35％ C 12 4．一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA（ ） A．一种一个 B．一种多个 C．多种多个 D．多种一个 C 3．在下列的转录简式中有核苷酸（ ） DNA: --A--T--G--C-- RNA: --U--A--C--G— A．4种 B．5种 C．6种 D．8种 D 谢谢观赏 13 ★总结：遗传信息的转录 1.定义： 在细胞核中，通过RNA聚合酶，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程 2.场所： 主要在细胞核（线粒体、叶绿体中也有转录） 模板： DNA的一条链（局部解旋） 原料： 4种核糖核苷酸 能量，酶： ATP，RNA聚合酶 4.转录时的碱基配对： A－U 、T－A 、 G－C、C－G 5.产物： RNA（三种RNA ） 6.遗传信息传递的方向： DNA→RNA 3.条件 7.转录的方向： 5 端 3端延伸 温故知新 细胞核 DNA 核糖体 氨基酸 肽链（蛋白质） mRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 核糖体是如何读懂mRNA上的遗传信息，并精准将其“翻译”成蛋白质的？ 密码子 tRNA 反密码子 15 1个氨基酸的编码至少需要 个碱基，才可以组合出21种氨基酸。 问题：组成蛋白质的氨基酸有多少种？ mRNA上的碱基有几种？ 21种 4种 如果1个碱基决定1个氨基酸，能决定___种 如果2个碱基决定1个氨基酸，能决定___种 4 16 3 二、遗传信息的翻译 游离在细胞质中各种氨基酸，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。 通过大量的尝试，科学家确定mRNA上三个相邻的碱基决定一种氨基酸---密码子，并编制密码子表。 密码子 密码子 密码子 缬氨酸 组氨酸 精氨酸 mRNA 3’ 5’ G U C G A U C G A 1. 密码子： 密码子有 种 ，决定氨基酸的密码子 种。真核生物中，起始密码子有 种，原核生物中，起始密码子有 种。 密码子 AUG GAA GCA UGU… 对应氨基酸序列为: 谷氨酸— 丙氨酸— 半胱氨酸—… 甲硫氨酸— 64 62 1 2 一种密码子决定 氨基酸 密子码的特性 一种氨基酸可有 密码子 自然界中的生物都共用一套密码子 一种或多种 一种 专一性 通用性 简并性 在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传性状的改变 18 在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。 ⑶简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。 19 碱基对替换 19 1、密码子简并性 2、某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。 3、隐性突变（杂合子） 4、多基因决定的性状 5、性状=基因+环境因素 2. 反密码子-----位于tRNA上 反密码子 tRNA可识别并转运氨基酸（21种） 反密码子有多少种？ tRNA有多少种？ 5’ 3’ 氨基酸 A A G 碱基对 一种tRNA只能识别并转运 氨基酸， 一种氨基酸可由 tRNA转运； 反密码子理论上有62种,tRNA有62种 （决定氨基酸的密码子62种） 密码子 5’ 3’ 一种 一种或几种 反密码子是从携带氨基酸的一端开始读码（3端）密码子（5端到3端） 20 （62反密码子） tRNA （64种密码子） mRNA 氨基酸 （21种） 运输 编码 互补配对 一种或多种 一种氨基酸 一种氨基酸 一种或多种 一种 密码子、反密码子、氨基酸、tRNA之间的关系 一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对? mRNA上所含有的密码子不一定能在tRNA上找到相对应的反密码子? 核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质? 每种tRNA能识别并转运多种氨基酸 每种氨基酸只有一种tRNA能转运它 tRNA能识别mRNA上的密码子 tRNA转运氨基酸到细胞核内 一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸 每种氨基酸都可由几种tRNA携带 判 断 题 × × √ × × × 色氨酸、甲硫氨酸---只能由一种tRNA携带 例2. 研究表明，反密码子是从携带氨基酸的一端开始读码。已知DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息与最终翻译成的氨基酸有如下对应关系。则如图所示tRNA所携带的氨基酸是（　　　） GCA CGT ACG TGC 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 苏氨酸　　B. 丙氨酸　　C. 半胱氨酸　　D. 赖氨酸 A 例1、同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的（　　　） 　A. tRNA种类不同 B. mRNA碱基序列不同 　C. 核糖体成分不同 D. 同一密码子所决定的氨基酸不同 B 3. 翻译的过程（核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点） 位点1 位点2 携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。 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 位点1 位点2 位点2 位点1 核糖体 核糖体 核糖体 核糖体 核糖体 U A U C G U U A C U A G A U A C A G U C A C C G G A U mRNA G G A C U G U A C C G U G G A C U G U A U 终止密码 位点1 位点2 翻译的过程中 ① 模板： ② 原料： ③ 酶： ④ 能量： ⑤转运工具： ⑥场所： mRNA 游离的21种氨基酸 多种酶（转位酶、转肽酶） ATP tRNA 核糖体(含rRNA) 翻译的结果： 形成多肽链 多肽链进而盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子 ⑧碱基配对方式： A U C G U A G C ⑦方向： 核糖体沿mRNA的5 端 3端移动 26 ★ 提高了蛋白质合成的速度。 真核细胞先转录后翻译 翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个蛋白质分子所需的时间约为1分钟，其原因是 。 一条mRNA上有多个核糖体同时翻译 多聚核糖体——高效翻译的机制 多聚核糖体的形成，具有什么意义？ 原核细胞、叶绿体、线粒体可 边转录边翻译 这些核糖体合成出的蛋白质相同吗？ ★ 相同。 27 仔细观察下面两图，分析回答下列问题。 (1)大肠杆菌为原核生物，只进行图 过程。 (2)两图中a～f依次为a 、b、___、c、____、d______e__ f (酶)。 (3)解读图甲、图乙的过程。 ①数量关系：一个mRNA可同时结合__________，形成多聚核糖体。 ③方向：图甲从左向右，图乙________，判断依据是多肽链的长短，肽链_____的翻译在前。 ④结果：合成________________________的多肽，因为模板mRNA相同。 ②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 乙 mRNA 核糖体 多肽链　 DNA mRNA RNA聚合酶　 多个核糖体　 从右向左　 长 多个氨基酸序列完全相同 28 比较项目 复制 转录 翻译 ★场 所 模 板 ★酶 能量，水 原 料 产 物 ★碱基配对 （主要）细胞核 （主要）细胞核 细胞质（核糖体） DNA的两条链（完全解旋） DNA的一条链（局部解旋） mRNA 解旋酶，DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶 ATP，有 ATP，有 ATP，有 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 两个相同DNA分子 3种RNA 多肽链 A-T T-A G-C C-G A-U T-A G-C C-G A-U U-A G-C C-G 真核细胞中复制、转录、翻译的比较 例1、甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，下列有关说法正确的是(　　) A．图甲所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B．图甲所示翻译过程的方向是从右到左 C．图乙所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为图甲中的模板 D．图甲和图乙中都发生了碱基配对并且碱基互补配对方式相同 B 30 A、甲图所示为翻译过程，多个核糖体同时完成多条多肽链的合成，A错误； B、乙是转录过程，其产物是RNA，包括mRNA、rRNA、tRNA，其中只有mRNA可以作为翻译的模板，B错误； C、甲图中，根据多肽链的长度可知，翻译的方向是从右到左，C正确； D、甲图和乙图中都发生了碱基互补配对，但两者配对方式不同，甲图中碱基配对的方式为A-U、U-A、C-G、G-C，乙图中碱基配对的方式为A-U、T-A、C-G、G-C，D错误． 例2. 如图为真核细胞中蛋白质合成的部分过程示意图，②③④⑤为正在合成中的四条多肽链。下列说法错误的是（　　　） A. 图中所示过程称为翻译，需要氨基酸作为原料 B. ①上的一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运 C. ②③④⑤最终形成的蛋白质通常是相同的 D. 能够决定21中氨基酸的是mRNA上的62种密码子，不是tRNA上的反密码子 B 例3、如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答 （1）图中①表示的过程称为______，发生的主要场所是______，催化该过程的酶是_ _____． （2）②表示的物质是______．构成④的化学物质有___ ． 转录 细胞核 RNA聚合酶 mRNA  蛋白质、RNA (3)图中天冬氨酸的密码子是________，胰岛素基因中决定“             ”的模板链的碱基序列为______________。 GAC —CCA CTG ACC— (4)已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数远大于153，主要原因是_________________。 一个②上结合多个核糖体的意义是___________________________。 mRNA上存在终止密码子等不翻译的序列 在短时间内合成大量的同种蛋白质（答案合理即可） 三、基因表达过程中理论数量的计算 C T A C C A C T G G A T G G T G A C G A U G G U G A C DNA的遗传信息 mRNA 蛋白质的氨基酸排列顺序 转录 翻译 氨基酸 n 3n 6n DNA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 例1、一条肽链含999个肽键，则此蛋白质含( 　)个氨基酸，合成此蛋白质的mRNA至少含碱基( )个，基因中最少含有脱氧核糖数为( 　)个。 1000 3000 6000 例2.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链最多含有肽键的个数是 ( 　 ) A.198个 B.199个 C.200个 D.201个 B 计算中“最多”和“最少”的分析： 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指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。 例3、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均相对分子质量为a ,则该蛋白质的相对分子质量最大为（ ） A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1) D 四、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。 随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 逆转录 RNA 的复制 问题1：DNA的复制，可以发生在所有细胞中吗？ 问题2：逆转录和RNA的自我复制，是RNA病毒所特有的吗？ 问题3：逆转录和RNA的自我复制，发生在哪里？ ★ ①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递： ②大多数RNA病毒遗传信息的传递： RNA 蛋白质 翻译 DNA 转录 RNA 蛋白质 翻译 RNA 逆转录 RNA DNA 蛋白质 转录 翻译 ③逆转录病毒（HIV）遗传信息的传递： 蛋白质 DNA RNA 逆转录 转录 翻译 复制 ① ② ③ ④ ⑤ 对中心法则的理解： 蛋白质 DNA RNA 逆转录 转录 翻译 复制 ① ② ③ ④ ⑤ 1、①②③④⑤都存在碱基互补配对吗？都需要酶吗？ 2、细胞生物体内只能发生 。 3、DNA的生成有两条途径，分别是： 。 4、中心法则体现了DNA的两大功能， 遗传信息 ①②③ DNA复制和逆转录 传递和表达 例1、讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表达过程（用序号表示） 生物种类 遗传信息的传递与表达过程 DNA病毒 RNA病毒 大多数RNA病毒 逆转录病毒 原核、真核生物 ① ② ③ ⑤ ④ DNA RNA 蛋白质 ①②③ ④③ ⑤①②③ ①②③ 39 例2、在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是（ ） A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶 B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷 C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是RNA复制酶 D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸 D 例3、艾滋病(AIDS)是目前威胁人类生命的重要疾病之一。能导致艾滋病的HIV病毒是RNA病毒。它感染人的T淋巴细胞，导致人的免疫力下降，使患者死于广泛感染。请回答： （1）该病毒进入细胞后，能以________为模板，在_________酶的作用下合成_______，并整合于人的基因组中。 （2）整合后它按照____________原则进行复制，又能以_ ____为模板合成mRNA ，并进而通过________过程合成病毒蛋白。 （3）如果将病毒置于细胞外，该病毒不能繁殖，请分析其原因。 病毒RNA 逆转录 DNA 碱基互补配对 DNA的一条链 翻译 缺少病毒繁殖所需的原料和能量、酶、场所等。 （4）不同种生物之间的基因移植后成功表达，说明了所有生物共用 。 一套遗传密码 本节课重点：DNA复制与转录、翻译过程的比较 课堂小结 RNA 基因 蛋白质 转录 翻译 细胞核（主要） 细胞质中 核糖体上 本节课难点：1、识图理解转录与翻译 2、真核、原核生物的多聚核糖体问题 基因的表达包括： 谢谢观赏 例1、甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如下图所示。请据图回答下列问题： (1)HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？ (2)说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。 (3)不管哪种病毒，其增殖都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？ 丙 甲 乙 甲：1为转录，2为翻译，3为DNA的复制； 乙：4为RNA的复制，5为翻译，6为RNA的复制； 丙：7为逆转录，8为转录，9为翻译，10为DNA的复制。 病毒合成蛋白质和核酸所需要的原料由宿主细胞提供 物质、能量、信息 亲代传递给子代的也是信息：DNA上的遗传信息； 亲代传递给子代的是物质：染色体、DNA； 遗传信息作为生命的“设计手册”，通过转录和翻译来支配对应的蛋白质合成，进而控制生物的性状； 生命是物质、能量和信息的统一体。 受精卵 无论是遗传信息的复制、转录、翻译还是个体的生命活动都离不开能量的持续输入。 例4、在A、B、C、D四支试管内都加入一定量的水和ATP，都加入若干种酶，另外： A.加入DNA、脱氧核苷酸 B.加入RNA、脱氧核苷酸 C.加入DNA、核糖核苷酸 D.加入RNA、核糖核苷酸 请根据实验结果回答下列问题： (1)据分析，A、B管内产物相同，但A管内是_________过程；B管内是 过程。 (2)据分析，C、D管内产物相同，但C管内是________过程；D管内是 过程。 (3)加入C管内DNA有60对碱基，那么，C管内产物中最多含有 个碱基，有密码子 个。 (4)B与A相比，B必须有 酶。 DNA复制 逆转录 转录 RNA复制 60 20 逆转录 45 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 46 3、下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（ ） A．图中表示4条多肽链正在合成 B．转录尚未结束，翻译即已开始 C．该图可以表示胰岛细胞和成胰岛素的过程 D．一个基因在短时间内可表达出多条不同肽链 B 47 5、1978年，美国科学家利用工程技术，将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后能通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素。请回答： （1）上述人类胰岛素合成是在_________ 体内进行的，其决定氨基酸排列顺序的mRNA的模板是由_________基因转录而成的。 （2）合成的该胰岛素含51个氨基酸，由2条多肽链组成，那么决定它合成的基因中至少应含碱基_____个。 （3）不同种生物之间的基因移植后成功表达，说明了什么? 。 大肠杆菌 人胰岛素 306 所有生物共用一套遗传密码 48 4、 B基因可编码瘦素蛋白。转录时，首先与B基因启动部位结合的是_____________。B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的瘦素蛋白仅由167个氨基酸组成，说明 。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟，其原因是 。 若B基因中编码第105位精氨酸的GCT突变成ACT，翻译就此终止，由此推断，mRNA上的_________为终止密码子。 RNA聚合酶 转录出来的RNA需要加工才能翻译 一条mRNA上有多个核糖体同时翻译 UGA 1961年8月，尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。 Tyr Ser Phe Cys 各管加入多聚 尿嘧啶核苷酸 Tyr Ser Phe Cys Tyr 利用这个实验系统，破译了第一个遗传密码——UUU(苯丙氨酸) 。 其中有两位名不见经传的年轻人（尼伦伯格和马太），发表了一场仅仅15分钟的汇报，克里克老年回忆时说，听完就像触电一般，我们一直都想靠理论来建立模型，没想到从来没有想到遗传密码可以用这样的生化系统，在试管中破解！这件事情难吗？看上去任务繁重，但只是重复工作，而最初的那个创意很重要。用这个办法，解决了所有种类氨基酸的决定 50 细胞生物的遗传信息、密码子、反密码子的区别和联系？ (1) 区别 (2) 联系 存在位置 含　义 生理作用 遗传信息 密码子 反密码子 DNA mRNA tRNA 脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸3个相邻的碱基 与密码子互补的三个碱基 控制生物体的性状 直接决定氨基酸的排列顺序 识别密码子 51 密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个连续相邻的碱基。 51 ①场所： 核糖体（细胞质） ②模板： mRNA ③原料： 游离的20种氨基酸 ④转运工具： tRNA ⑥碱基配对： ⑦产物： 多肽链（蛋白质） A－U 、U－A 、G－C、C －G ⑤其他条件： ATP、酶（转肽酶等） ⑧遗传信息流动： mRNA 蛋白质 ★总结： 遗传信息的翻译 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的过程。 概念： 52 酶，ATP、模板、原料 资料：上世纪50～60年代，克里克研究发现：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。 The fat cat ate the big rat. 试着插入或删去其中的一个、两个和三个字母，看删除后的语意会有什么变化？ 删掉一个： Tef atc ata tet heb igr at. 删掉二个： Tfa tca tat eth ebi gra 删掉三个： fat cat ate the big rat. 类比推理可得知：DNA转录形成的mRNA上每三个碱基决定一个氨基酸。 反密码子 密码子 5’ 3’ 氨基酸 A A G （反密码子） tRNA （61种密码子） mRNA 氨基酸 （21种） 运输 编码 互补配对 mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系 碱基对 例3. 果蝇常染色体上有基因N和基因Y，它们编码蛋白质的起始密码子对应的碱基序列分别位于图中所示的DNA序列中，起始密码子均为AUG。基因N表达产生的蛋白质N如图所示（不考虑终止密码子）。下列相关叙述正确的是（　　　） 过程①包括转录和翻译两个过程且 两者同时进行 B. 基因N和基因Y在过程①中都以b链为 模板进行转录 C. 指导蛋白质N合成的直接模板至少有 270个碱基 D. 过程②形成蛋白质N时会发生肽键的 断裂　 D 55 （1）密码子存在于 上，共有 种。决定氨基酸的密码子 种；真核生物中，起始密码子有 种，能够决定氨基酸。 （2）反密码子位于 上，共有 种。 （3）一种氨基酸可由 密码子决定，可由 tRNA转运，但一种密码子只决定一种氨基酸（密码子简并性），一种tRNA只能转运一种氨基酸。 mRNA 64 62 1 tRNA 62 一种或多种 一种或多种 密码子、反密码子、氨基酸、tRNA之间的关系 $