4.1.2基因指导蛋白质的合成第二课时课件-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 第二课时 1 01 温故而知新 转录 翻译 蛋白质 DNA （脱氧核苷酸） （核糖核苷酸） 4种AGCU 21种 ？ （氨基酸） mRNA 4种AGCT 游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的 ，这一过程叫做翻译。 mRNA 蛋白质 基因指导蛋白质的合成 4种碱基如何决定21种氨基酸? 一一对应 02 遗传信息的翻译 4种碱基是怎样决定21种氨基酸的呢? 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。 氨基酸 AUCG 4 氨基酸 AUCG 4 AUCG 4 AUCG 4 氨基酸 AUCG 4 AUCG 4 4 64 16 第三种方式能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要 02 遗传信息的翻译 实验证据 1961年克里克实验 课本p70 实验材料：T4噬菌体 实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。 支持遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。 实验结果： ①增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质； ②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。 实验结论： 02 遗传信息的翻译 1961年蛋白质的体外合成实验 科学家：尼伦伯格、马太 实验技术：蛋白质的体外合成技术 实验过程：①在每个试管中分别加入1种氨基酸； ②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液； 加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。 U U U U U U U U U U U U U U RNA 3个碱基是如何与1个氨基酸对应的呢？如UUU对应哪种氨基酸？ 实验结果： ③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。 除去了DNA和mRNA的细胞提取液 人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸 02 遗传信息的翻译 密码子 (1)定义： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 (2)认读： mRNA 5' 3' G U G G A A C C U 密码子 密码子 密码子 密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠 决定 缬氨酸 决定 组氨酸 决定 精氨酸 (2)位置： mRNA上 02 遗传信息的翻译 种类（ 种 ） 终止密码子： 、 、 、 起始密码子： （甲硫氨酸）、 ____（缬氨酸、甲硫氨酸） 编码氨基酸的密码子______种或_____种 UAA UGA UAG 64 AUG GUG 61 62 特点 在正常情况下，UGA是终止密码子，但特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。 在原核生物中，GUG也可以做起始密码子，编码甲硫氨酸。 简并性：一种氨基酸可由多种密码子决定； 专一性：一种密码子决定一种氨基酸； 通用性：几乎所以生物共用一套遗传密码； 02 遗传信息的翻译 你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？ G C G A U U G A U C G A C G A 正常mRNA G C G A U C 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 02 遗传信息的翻译 你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？ 根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？ ①增强密码子的容错性。 当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸； ②提高使用频率。 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。 当今生物可能有着共同的起源。 02 遗传信息的翻译 3' 5' 结合 氨基酸部位 碱基配对 mRNA 5' 3' A C U U G A 反密码子 密码子 结构： RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形 形态： 其一端是携带氨基酸的部位， 另一端是反密码子。 种类： 61种 数量关系： 1种tRNA只能转运1种氨基酸； 1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。 氨基酸的搬运工——tRNA 识别并转运氨基酸。 作用： 反密码子书写从5'-3'，AUG 读取从3'-5',GUA 02 遗传信息的翻译 （反密码子） tRNA mRNA 氨基酸 （21种） 运输 编码 互补配对 5' 结合 氨基酸部位 碱基配对 mRNA 5' 3' A C U U G A 反密码子 密码子 mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系 02 遗传信息的翻译 遗传信息： 在DNA（基因）上。是脱氧核苷酸的排列顺序。决定性状。 密码子 ： 在mRNA上，决定一个氨基酸的3 个相邻碱基。决定氨基酸。 反密码子： 与mRNA上的密码子互补的 tRNA一端的三个碱基。翻译作用。 辨析：遗传信息、密码子、反密码子 02 遗传信息的翻译 ①翻译 ③条件 ④产物： ②场所 在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 核糖体 模板： 原料： 酶和能量 工具： mRNA 21种氨基酸 tRNA 核糖体 细胞器： 不成熟的蛋白质(多肽链） ⑤碱基配对方式： A-U,U-A,C-G,G-C 02 遗传信息的翻译 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 位点2 携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。 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 02 遗传信息的翻译 02 遗传信息的翻译 在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。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大量的蛋白质。 多聚核糖体——高效翻译的机制 多聚核糖体翻译方向： 由短肽链向长肽链延伸 03 原核、真核生物转录与翻译的区别 原核生物： 基因组转录和翻译可同时进行 。 真核生物： 由于核膜的阻隔，先转录再进行翻译。 04 基因的表达过程中碱基与氨基酸的数量关系 tRNA 反密码子 肽链 mRNA 密码子 DNA 编码链 氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 基因的碱基 ： mRNA的碱基 ： 氨基酸 = 6：3：1 05 中心法则  DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质 1957年，弗朗西斯·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 你能从信息传递的角度，用文字和箭头表示细胞中遗传信息的传递规律吗？ 克里克提出的中心法则所有生物均能适用吗？ 05 中心法则  资料1：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。 RNA复制酶 RNA RNA 烟草花叶病毒 资料2： 1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。 艾滋病病毒 RNA 逆转录酶 DNA 05 中心法则  在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的__________，蛋白质是信息的___________，而_____为信息的流动提供能量，可见：生命是______、______和_______的统一体。 表达产物 ATP 物质 能量 信息 物质载体 DNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 复制 RNA 中心法则： 虚线表示少数生物的遗传信息的流向 05 中心法则  复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 逆转录 RNA复制 1 2 3 4 5 烟草花叶病毒（TMV） 人免疫缺陷病毒（HIV） 3 1 2 3 RNA 病毒 5 4 具备分裂能力的细胞 不能分裂的细胞 造血干细胞： 1 2 3 神经细胞： 2 3 原核细胞 噬菌体 1 2 3 1 2 3 (发生在：_____________) 宿主细胞内 05 中心法则  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 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 翻译 蛋白质 RNA RNA复制 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 逆转录 RNA 06 练一练  判断以下图示分别代表什么过程 图1 图2 图3 图4 图5 图6 图7 DNA复制 转录 翻译 翻译 原核细胞：边转录边翻译 真核细胞：先转录后翻译 原核细胞：边转录边翻译 06 练一练  判断下列各图中的翻译方向 07 DNA复制、转录和翻译 项目 复制 转录 翻译 场所 条件 模板 原料 能量 酶 产物 原则 细胞核（主要场所） 细胞核（主要场所） 核糖体 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种游离的氨基酸 ATP ATP ATP 解旋酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 DNA RNA 多肽 碱基互补配对 A-T T-A G-C C-G 碱基互补配对 A-U T-A G-C C-G 碱基互补配对 A-U U-A G-C C-G 特定的酶 THANK YOU 本节课就上到这里，谢谢大家！ $