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

第1节 基因指导蛋白质的合成 第2课时 遗传信息的翻译和中心法则 第四章基因的表达 一、遗传信息的翻译 DNA RNA 蛋白质 核 质 转 录 翻 译 翻译：以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 细胞核 核糖体 蛋白质 DNA mRNA C G T G C A C A T G C A C T G G T A DNA(基因) C G U G G A C A U mRNA 谷氨酸 组氨酸 精氨酸 蛋白质 转录 翻译 一、遗传信息的翻译 碱基序列 碱基序列 氨基酸序列 碱基互补配对原则 如何转换？ 一、遗传信息的翻译 1961年克里克实验 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，观察是否能产生具有正常功能的蛋白质。 实验结果： ①增加或删除1个/2个碱基,无法产生具有正常功能的蛋白质； ②增加或删除3个碱基，可以产生具有正常功能的蛋白质。 实验结论： 问题1：mRNA的4种碱基是怎么决定蛋白质的21种氨基酸的呢？ 遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。且从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。 一、遗传信息的翻译 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。P66（重要概念） 1.密码子： mRNA 5' 3' G U G G A A C C U 密码子 密码子 密码子 决定 氨基酸？ 决定 决定 注意：（1）相邻的密码子无间隔、不重叠 （2）密码子认读是从mRNA的5'→3' 氨基酸？ 氨基酸？ 一、遗传信息的翻译 问题2：密码子确定后，如何知道它对应那种氨基酸呢？ 尼伦伯格和马太——蛋白质体外合成技术 密码子表 原因？ 排除细胞内原有遗传物质的干扰，确保实验结果的准确性。 一、遗传信息的翻译 思考·讨论：请同学们分析课本67页的密码子表，回答下列问题： 1.密码子共有多少种？起始密码子几种？分别为？终止密码子有几种？分别为？所有的密码子都编码氨基酸吗？ 2.查阅密码子表，ACU编码什么氨基酸？苏氨酸的密码子是什么？根据此结果，你能得到什么结论？ 二、遗传信息的翻译 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G 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 UGA（硒代半胱氨酸） UAG AUG GUG 61 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。 一、遗传信息的翻译 思考·讨论：请同学们分析课本67页的密码子表，回答下列问题： 1.密码子共有多少种？起始密码子几种？分别为？终止密码子有几种？分别为？所有的密码子都编码氨基酸吗？ 2.查阅密码子表，ACU编码什么氨基酸？苏氨酸的密码子是什么？根据此结果，你能得到什么结论？ 密码子共有64种，起始密码子有2种，分别是AUG、GUG，终止密码子有3种，分别是UAA、UAG、UGA ACU编码的氨基酸为苏氨酸， 密码子特点： 1.专一性： 2.简并性： 绝大多数氨基酸都有几个密码子 一种密码子决定一种氨基酸 苏氨酸的密码子是ACU、ACC、ACA、ACG ①增加容错性：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保证翻译的速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。 思考·讨论：请同学们分析课本67页的密码子表，回答下列问题： 3.你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 4.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？ 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。密码子的通用性说明所有生物可能有共同的起源。 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 一、遗传信息的翻译 归纳总结 mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。 密码子 1.概念： 2.位置： mRNA 3.认读方向： mRNA的5'→3' 4.特点： （1）专一性： （2）简并性： （3）通用性： 绝大多数氨基酸都有几个密码子 一种密码子决定一种氨基酸 地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 3.种类： 总共64种，编码氨基酸的只有61或62种 一、遗传信息的翻译 tRNA U A A U C C U C U G G C G C A U A C U G G U G G U C C U A A 3’ 5’ 异亮氨酸 甲硫氨酸 谷氨酸 亮氨酸 问题3：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 一、遗传信息的翻译 2.tRNA (1)形状： 三叶草形 (2)反密码子： 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 位于tRNA上，与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。（重要概念） (3)功能： 携带并转运氨基酸，识别密码子。 (4)与氨基酸对应关系： ①一种tRNA只能转运一种氨基酸。 ②一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。 （原因？） 一、遗传信息的翻译 问题4：tRNA转运来的氨基酸在核糖体上是如何以mRNA为模板形成蛋白质的？ 一、遗传信息的翻译 3.翻译的过程 起始密码子 核糖体移动方向 E 1 2 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 甲 核糖体 ① 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。 一、遗传信息的翻译 3.翻译的过程 E 1 2 甲 组 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A ②携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入位点2。 ③通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。 一、遗传信息的翻译 3.翻译的过程 E 1 2 精 色 半 半 甲 组 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 脯 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 核糖体移动方向 A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A ④就这样，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。直到核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。 归纳总结 遗传信息的翻译 1.条件： ①原料：21种氨基酸 ②模板：mRNA ③能量：一般是ATP 多肽，经加工后成为成熟的蛋白质 4.原则： 碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C） mRNA→蛋白质 6.遗传信息流动 5.密码子的阅读方向（翻译的方向）： 5´→3´ 2.产物： 3.场所： 细胞质中的核糖体上 1.图中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？ 相同。 少量mRNA可迅速合成大量的蛋白质 2.最终合成的多肽链②、③、④、⑤ 的氨基酸序列相同吗？为什么？ 3.图所示的翻译特点，其意义是什么？ 分析翻译的过程 思考•讨论 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ mRNA 核糖体 意义：加快翻译速率 因为它们的模板是同一条mRNA 拓展提高 真核生物和原核生物基因表达过程比较 真核生物 原核生物 先转录，后翻译 边转录边翻译 注: 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 一、遗传信息的翻译 问题5：DNA碱基数、mRNA碱基数、氨基酸数的换算关系？ C G T G C A C A T G C A C T G G T A DNA(基因) 谷氨酸 组氨酸 精氨酸 氨基酸 C G U G G A C A U mRNA G C A C U G G U A tRNA 结论: DNA碱基数 ： mRNA碱基数： 氨基酸 = 6  3  1 1 3 6 注意：①DNA中有非基因片段，不能转录出mRNA;②转录出的mRNA中有终止密码子，不对应氨基酸；所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。 归纳总结 比较DNA复制、遗传信息的转录和翻译 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单链 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 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 二、中心法则 1. 提出者： 克里克 3. 图解: 复制 DNA 逆转录 转录 复制 RNA 翻译 蛋白质 2. 内 容： 遗传信息可以从DNA流向DNA，即: ；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质， 即: 遗传信息的 和 。 概括了 . 遗传信息传递规律(方向) DNA复制 转录 翻译 指：碱基的排列顺序 生命是物质、能量和信息的统一体 资料：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。 二、中心法则 生物种类 遗传信息的传递过程 DNA生物 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA生物 一般的 RNA病毒 逆转录 RNA病毒 (HIV) 高度分化的细胞不能分裂，不能发生DNA复制。 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________________。 (4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？ 转录 RNA聚合 逆转录 逆转录 ①②③ ①②③④⑤ 高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。 随堂练习 本节小结 主场所 储存 转运 蛋白质 DNA RNA 逆转录 转录 模板 原料 产物 细胞核 DNA 一条链 4种核糖核苷酸 mRNA tRNA rRNA 主场所 翻译 模板 原料 产物 核糖体 21种 氨基酸 具有氨基酸序列的肽链(蛋白质) mRNA 遗传信息 密码子 编码 氨基酸 合成 mRNA rRNA tRNA www.ieway.cn Lavf58.33.100 EVAVEdit Lavf58.28.100 $