4.1.2 遗传信息的翻译课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

《柳叶刀》发布全球肥胖数据，中国超重/肥胖成年人数量最多，达到4.02亿。 2024-2026体重管理年三年行动 1 2024-2026体重管理年三年行动 ob(肥胖)基因 转录 ob(肥胖)mRNA ob(肥胖)蛋白 ？ 思考:转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？ 基因的表达 3 4.1 基因指导蛋白质的合成 第4章 基因的表达 人教版 2019 必修二 《遗传与进化》 啥是基 因表达？ 蛋白质 mRNA 转录 （碱基） （氨基酸） DNA 翻译 问题 1 ： mRNA 的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？ 问题 2 ：游离在细胞质中的氨基酸是 怎样运送到核糖体的？ 问题 3 ：遗传信息的传递有什么规律？ 遗传信息的翻译 三 思考与讨论 1.如果1个碱基编码1个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ A C U G A C U G 氨基酸 A C U G A C U G 氨基酸 1个碱基决定一个氨基酸， 2个碱基决定一个氨基酸， A A A U A C A G C A C U C C C G U A U U U C U G G A G U G C G G 只能决定4种 只能决定42＝16种 A U C G 1.mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？ 遗传信息的翻译 三 2.一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ A C U G A C U G 氨基酸 3个碱基决定一个氨基酸， 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) 只能决定43＝64种 A C G U G A U U A mRNA 氨基酸 氨基酸 氨基酸 密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基 遗传信息的翻译 三 (1)定义： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 (3)识别： mRNA 5' 3' 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 1.密码子： (2)位置： mRNA上 遗传信息的翻译 三 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 2.密码子表 遗传信息的翻译 三 表 4—1“21 种氨基酸的密码子表” 终止密码子： 、 、____ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、 （ 种） ___（缬氨酸、甲硫氨酸） 编码氨基酸的密码子______种或_____种 64 UAA GUG AUG UGA（硒代半胱氨酸） 61 UAG 62 特殊密码子说明： ①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。 ②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.密码子表 遗传信息的翻译 三 1.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸这样，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性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 分析密码子的特点 思考·讨论 1.增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。 2.密码子的使用频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。 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？ 通用性 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。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。 遗传信息的翻译 三 3.密码子的特点 (一般)每种密码子只对应 编码____种氨基酸 1 ①专一性： (除终止密码子) 一种氨基酸可对应______种密码子 1或多 (甲硫氨酸、色氨酸各对应1种密码子，绝大多数氨基酸对应多种密码子) ②简并性： 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。 ③通用性： 遗传信息的翻译 三 已知一段mRNA序列为：ACUCUAUGGAAGCAUAAACUCAG，该序列通过翻译，得到对应的氨基酸序列是怎样的？ ACUCUAUGGAAGCAUAAACUCAG 起始密码子 终止密码子 氨基酸序列为： 甲硫氨酸→谷氨酸→苏氨酸 拓展：密码子读取方向：mRNA的5'→3'，从起始密码子开始，相邻的密码子无间隔、不重叠。 课堂小测 A C G U G A U U A 异亮氨酸 甲硫氨酸 天冬氨酸 mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”。 核糖体 氨基酸并不含有碱基，因此不能与mRNA上的密码子直接配对。 那么是谁将氨基酸精准运送到mRNA上的？ 遗传信息的翻译 三 运输氨基酸的工具：tRNA mRNA 5´ 3´ 5´ 3´ 结合氨基酸的部位 密码子 反密码子 OH A A C 碱基配对 （含氢键） ①结构：tRNA链经过折叠，像三叶草 的叶形，其一端是携带氨基酸的部位， 另一端有3个相邻的碱基，可以与mRN A上的密码子配对，叫作反密码子。 ③种类：61/62种，与决定氨基酸的密码子一一对应。 ④特点：1种tRNA识别并 转运 种氨基酸。 1种氨基酸可由 种tRNA运输。 1 1或多 ②功能：转运氨基酸。 2.游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到核糖体的？ 遗传信息的翻译 三 反密码子 密码子 5’ 3’ 氨基酸 A A G （反密码子） tRNA 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 （密码子） 遗传信息的翻译 三 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。一种tRNA只能运输一种氨基酸。一种氨基酸可以由多种tRNA转运。 遗传信息 密码子 反密码子 区别 概念 中脱氧 核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的 个相邻碱基 中与mRNA中 密码子互补的三个碱基 作用 控制生物的 遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子， 转运氨基酸 特点 DNA两条链上的碱基互补 与 上的 碱基互补 与mRNA中密码子的 碱基互补 种类 64种，决定氨基酸的有61(62)种，终止密码子3(2)种 61(62)种，并不是所有密码子都决定氨基酸，如终止密码子不决定氨基酸 DNA 3 tRNA DNA 遗传信息的翻译 三 17 遗传信息 密码子 反密码子 区别 对应关系 一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由 密码子决定 一种tRNA只运输一种氨基酸，一种氨基酸可以由 tRNA转运 联系 ①基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中核糖核苷酸 的排列顺序； ②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补配对； ③密码子和反密码子的碱基序列互补配对； 决定 一种或多种 一种或多种 遗传信息的翻译 三 18 ②场所 ③条件 ④原则 原料： 21种游离的氨基酸 模板： mRNA 能量： ATP 工具： tRNA ①概念 4. 遗传信息的翻译 以mRNA为模板，以细胞质中游离的氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 核糖体 碱基互补配对原则（A-U、G-C、U—A、C—G） 遗传信息的翻译 三 遗传信息的翻译 三 ①mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与mRNA上碱基AUG互补配对，进入位点1 ②携带某个氨基酸的另一tRNA以同样的方式进入位点2 ③甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，转移到位点2的tRNA上 ④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 随着核糖体的移动直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止 5.实验过程 遗传信息的翻译 三 6.产物 7.实质 8.mRNA 的去向 合成的仅是肽链，还需要进一步加工成为成熟蛋白质 mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 翻译结束后，mRNA被迅速降解成单体，以保证生物体生命活动的有序进行。 ①翻译过程rRNA、mRNA、tRNA均参与 注意： ②多聚核糖体→少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 遗传信息的翻译 三 在细胞质中，翻译是一个快速的过程。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出大量的蛋白质。 由肽链_____→肽链_____的方向进行 短 长 以相同mRNA为模板合成的多条肽链是相同的 生物学意义 多聚核糖体现象 9.翻译快速进行的原因： ①由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？ ②这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？ 遗传信息的翻译 三 mRNA 核糖体 由肽链短→肽链长的方向进行 ① mRNA为翻译提供了精确的模板； ②通过mRNA上的密码子和tRNA上的 反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 a f e d c b ③图中a、b分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？ ④翻译能够精确进行的原因是什么？ 遗传信息的翻译 三 易错判断 课堂小测 1.下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( ) A.图中①为亮氨酸 B.图中结构②从右向左移动 C.该过程中没有氢键的形成和断裂 D.该过程可发生在线粒体基质和细 　胞核基质中 E. 图中只有两种RNA B 课堂小测 图中①对应的密码子为AUU，所以①是异亮氨酸，A错误； 核糖体沿mRNA从5′到3′移动进行翻译，所以②从右向左移动，B正确； 该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误； 细胞核中不会发生翻译过程，D错误。 26 2.核糖体含有甲、乙和丙3个供tRNA结合的位点如图所示，其中序号代表氨基酸。下列说法正确的是（　　） A．丙位点是空载tRNA的释放位点 B．2号和3号一定代表两种氨基酸 C．乙位点正在结合的tRNA上的反密码子是5'-ACC-3' D．反密码子与终止密码子的碱基互补配对可终止肽链延伸 【答案】C 课堂小测 27 3．下图表示某原核生物基因表达的过程，④代表核糖体，⑤代表肽链。下列有关叙述错误的是（    ） A．该基因以②链为模板进行转录 B．图中基因表达过程存在氢键的形成与断裂 C．合成的③沿着④从左向右依次翻译形成⑤ D．该过程不可能发生在根尖分生区细胞核中 【答案】C 课堂小测 28 29 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 × √ √ × √ (1)tRNA中只含有三个含氮碱基。( ) (2)细胞中能运输氨基酸的物质，其化学本质为蛋白质。( ) (3)3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。( ) (4)翻译过程中mRNA并不移动，只是核糖体沿mRNA移动。( ) (5)转录和翻译过程都有A—U和T—A的配对。( ) (6)多聚核糖体上合成的多条肽链是相同的。( ) × $