【课件】基因指导蛋白质的合成+课件高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 美国科幻电影侏罗纪公园曾美国科幻电影侏罗纪公园曾轰动一时。影片围绕轰动一时。影片围绕着虚构的着虚构的“侏罗纪公园侏罗纪公园”，展现了丰，展现了丰富而新奇的科学幻想：富而新奇的科学幻想：各种各样的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，各种各样的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，而这些复活的恐龙而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNADNA还原而来还原而来的的。讨论：从原理上分析，利用已灭绝生讨论：从原理上分析，利用已灭绝生物的物的DNADNA，真的，真的能够能够使它们复活吗使它们复活吗?基因基因(DNA)(DNA)的分布的分布：蛋白质的合成场所蛋白质的

2、合成场所：DNADNA的分布和蛋白质的合成场所不同，那么遗传信息如何传递的分布和蛋白质的合成场所不同，那么遗传信息如何传递？科学家科学家推测：推测：在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质中间物质充当信使。主要存在于细胞核细胞核（真核生物）中；拟核（原核生物）核糖体（核糖体（细胞质细胞质）1955 1955年，有人分别用年，有人分别用洋葱根尖洋葱根尖和和变形虫变形虫进行实验。如果往洋进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中葱根尖细胞和变形虫中加入加入RNARNA酶分解酶分解细胞质中的细胞质中的RNARNA,细胞中的细胞中的蛋蛋白质合成白质合成就会就会停止停止。而。而再加入再加入从酵母菌中提取的从酵

3、母菌中提取的RNARNA，则，则又能合成又能合成一定数量的一定数量的蛋白质蛋白质。同年，拉斯特（。同年，拉斯特（Laster GoldLaster Gold）等人将变形虫）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNARNA分子分子首先在细胞核中合成。首先在细胞核中合成。实验结果表明：实验结果表明：蛋白质的合成显然跟蛋白质的合成显然跟RNARNA有关有关RNARNA扮演了什么角色扮演了什么角色材料分析材料分析？遗传信息遗传信息的转录的转录DNADNA和和RNARNA的区别的区别DNADNA中文名称：中文名称：RNARNA中

4、文名称：中文名称：DNADNA水解产物水解产物：RNARNA水解产物水解产物：DNADNA完全水解产物完全水解产物：RNARNA完全水解产物完全水解产物：核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖核糖和脱氧核糖的结构模式图核糖和脱氧核糖的结构模式图 遗传信息遗传信息的转录的转录脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖、磷酸、磷酸、A A、T T、C C、G G（4 4种碱基）种碱基）核糖核糖、磷酸、磷酸、A A、U U、C C、G G（4 4种碱基）种碱基）思考：为什么思考：为什么RNARNA适于作适于作DNADNA的信使？的信使？（1 1）RNA

5、RNA也是由基本单位也是由基本单位核苷酸连接而成的，核苷酸也含有核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4 4种碱种碱基基，这使得，这使得RNARNA具备准确传递遗传信息的可能具备准确传递遗传信息的可能；（3 3）RNA RNA一般一般是是单链单链，而且比，而且比DNADNA短短，因此能够，因此能够通过核孔通过核孔，从细胞核，从细胞核转移到细胞质中；转移到细胞质中；（2 2）DNADNA链和链和RNARNA链能遵循链能遵循“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”进行互补配对：进行互补配对：A-UA-U、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-G 。RNARNA不稳定，易降解，使得完成使命的不稳定，易降解，使得

6、完成使命的RNARNA能迅速能迅速分解分解，保证，保证生命活动的有序进行。生命活动的有序进行。遗传信息遗传信息的转录的转录RNARNA的种类的种类（1 1）mRNA:mRNA:携带着从携带着从DNADNA转录来的遗传信转录来的遗传信息，是合成蛋白质的模板。息，是合成蛋白质的模板。mRNAmRNA上上三个相邻三个相邻的碱基决定着的碱基决定着蛋白质的一个特定的蛋白质的一个特定的氨基酸氨基酸，遗传，遗传学上将这三个碱基称为学上将这三个碱基称为密码子密码子。细胞核、细胞质细胞核、细胞质 遗传信息遗传信息的转录的转录信使信使RNARNA（2 2）tRNA:tRNA:它的一端是氨基酸结合的部位，另它的一端

7、是氨基酸结合的部位，另一端有一端有3 3个碱基决定着携带氨基酸的种个碱基决定着携带氨基酸的种类，并能与类，并能与mRNAmRNA上特定的密码子配对，上特定的密码子配对，称为反称为反密码子密码子。细胞质细胞质三叶草形，三叶草形，局部呈双链局部呈双链RNARNA的种类的种类 遗传信息遗传信息的转录的转录转运转运RNARNA（3 3）rRNA:rRNA:它是核糖体的组成成分，同它是核糖体的组成成分，同时时催化肽键催化肽键的形成的形成。核糖体核糖体共同点：共同点：都是转录产生的，基本单位都是核糖核苷酸，都是转录产生的，基本单位都是核糖核苷酸，都参与翻译过程都参与翻译过程RNARNA的种类的种类 遗传信

8、息遗传信息的转录的转录核糖体核糖体RNARNARNARNA的种类和功能的种类和功能示意图示意图英文名称英文名称中文名称中文名称结构结构功能功能共同点共同点mRNAmRNAtRNAtRNArRNArRNA信使信使RNARNA转运转运RNARNA核糖体核糖体RNARNA单链单链单链（局部双链）单链（局部双链），经过折叠，经过折叠呈呈三叶草三叶草的叶形（的叶形（内有部分碱内有部分碱基对基对），一端是携带氨基酸的），一端是携带氨基酸的部位，另一端有部位，另一端有3 3个相邻的碱基个相邻的碱基单链单链传递传递遗传信息，作为遗传信息，作为蛋白质合成的模板蛋白质合成的模板；（课本原话：作（课本原话：作DNA

9、DNA的的信使）信使）识别密码子并转运识别密码子并转运氨基酸氨基酸核糖体的组核糖体的组成成分成成分都是都是转录产生转录产生的；的；基本单位都是基本单位都是四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸；都参都参与翻译的过程与翻译的过程少数少数RNARNA还还具有催化作用，有的具有催化作用，有的作为作为RNARNA病毒的病毒的遗传物质遗传物质RNARNA是是在在细胞核细胞核中，通过中，通过RNARNA聚合酶聚合酶以以DNADNA的一条链的一条链为为模板合成的模板合成的这个过程称为这个过程称为转录转录。（叶绿体、线粒体、拟核）（叶绿体、线粒体、拟核）DNADNA在哪里，转录就在哪里发生在哪里，转录就在哪里发生个体生

10、长发育的整个过程（个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中几乎所有活细胞中）遗传信息遗传信息的转录的转录 模板模板：原料原料：酶酶：能量能量时间：时间：转录的条件：转录的条件：DNADNA的一条链的一条链4 4种游离的核糖核苷酸（种游离的核糖核苷酸（A/U/C/GA/U/C/G）RNARNA聚合酶聚合酶 解旋解旋第第1 1步：步：DNADNA双链解开（双链解开（_的催化），的催化），_暴露出来；暴露出来；RNARNA聚合酶聚合酶碱基碱基注意：注意：转录需要转录需要解旋解旋，但不需要，但不需要解旋酶解旋酶（RNARNA聚合酶本身具有解旋功能）聚合酶本身具有解旋功能）u转录转录-过程过程 遗传信息

11、遗传信息的转录的转录配对配对连接连接第第2 2步：游离的步：游离的_ _与与_上的碱基互补配对，上的碱基互补配对，在在_的作用下开始的作用下开始mRNAmRNA的合成；的合成；核糖核苷酸核糖核苷酸DNADNA模板链模板链第第3 3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNAmRNA分子上。分子上。（_的催化形成的催化形成_）RNARNA聚合酶聚合酶磷酸二酯键磷酸二酯键RNARNA聚合酶聚合酶该过程中，游离该过程中，游离的核糖核苷酸的核糖核苷酸随机地随机地与与DNADNA链上的碱基碰撞、互补配对；链上的碱基碰撞、互补配对；遗传信息遗传信息的转录的转录（4

12、4）释放）释放第第4 4步：合成的步：合成的_从从_上释放，而后上释放，而后DNA_DNA_mRNAmRNADNADNA链链双螺旋恢复双螺旋恢复 遗传信息遗传信息的转录的转录UAAGUCCCTTGGAAA游离的核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA1.解旋RNARNA聚合酶聚合酶与与编码蛋白质编码蛋白质的一段的一段DNADNA结合，使结合，使DNADNA双链解开，碱基暴露出来。双链解开，碱基暴露出来。游离的核糖核苷酸与游离的核糖核苷酸与DNADNA模板链模板链上的上的碱基互补配对碱基互补配对，在，在RNARNA聚合聚合酶酶的作用下开始的作用下开始mRNAmRNA的合成。的合成。新结合的核糖核苷酸

13、连接到新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的正在合成的mRNAmRNA分子上。分子上。4.释放3.连接2.配对合成的合成的mRNAmRNA从从DNADNA链上释放。链上释放。而后，而后，DNADNA双螺旋恢复。双螺旋恢复。遵循遵循的的原则原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则转录的特点转录的特点边解旋边转录边解旋边转录转录的方向转录的方向RNARNA新链的延伸从新链的延伸从5-5-端端到到3-3-端端。遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向:DNADNAmRNAmRNA【扩展】【扩展】Q1:Q1:转录时，转录时，DNADNA链完全解开吗？链完全解开吗？不是，只解旋有遗传效应的片段，即不是，只解旋有遗传

14、效应的片段，即基因片段基因片段Q2:Q2:一个一个DNADNA分子中分子中某个基因转录某个基因转录时，时，其他基因其他基因是否一定是否一定也在进行转录也在进行转录？一个一个DNADNA分子中的两个基因，分子中的两个基因，不一定同时不一定同时进行转录。进行转录。1.1.转录不是转录整个转录不是转录整个DNADNA，是转录其中，是转录其中要表达要表达的的基因基因 遗传信息遗传信息的转录的转录Q3:Q3:一个基因的两条链都能转录吗？一个基因的两条链都能转录吗？一个基因只一个基因只以以一条一条链为模板链为模板 Q4:Q4:不同基因的模版链是否相同？不同基因的模版链是否相同？不同基因模板链不同不同基因模

15、板链不同2.2.转录以基因为单位，转录以基因为单位，一个基因只以一条链为模板一个基因只以一条链为模板，不同基因模板链不同。，不同基因模板链不同。Q5:Q5:分裂间期和分裂期可以进行转录吗？分裂间期和分裂期可以进行转录吗？分裂期分裂期的染色体高度螺旋，的染色体高度螺旋，DNADNA很难解旋，转录很难发生。很难解旋，转录很难发生。Q6:Q6:高度分化的细胞高度分化的细胞可以转录吗？可以转录吗？可以可以 3.3.不是所有的细胞都能进行不是所有的细胞都能进行DNADNA的复制，的复制，但是几乎所有的细胞可以进行但是几乎所有的细胞可以进行转录转录。例如高度分化的细胞例如高度分化的细胞，会进行转录和翻译，

16、但是不会进行，会进行转录和翻译，但是不会进行DNADNA的复制的复制。若若细胞处于细胞处于分裂期分裂期，转录难以进行转录难以进行。遗传信息遗传信息的转录的转录4.4.同种生物的不同细胞中，由于同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达基因的选择性表达，mRNAmRNA的的种类和种类和数量数量一般是一般是不相同不相同的，但的，但tRNAtRNA和和rRNArRNA的的种类种类一般一般没有差异没有差异。Q7Q7：同种生物的不同细胞中，：同种生物的不同细胞中，mRNAmRNA、tRNAtRNA和和rRNArRNA的种类相同吗？的种类相同吗？5.5.细胞核中转录形成的细胞核中转录形成的RNARNA通过

17、通过_进入细胞质中，穿过进入细胞质中，穿过_层膜，层膜，_消耗能量消耗能量核孔核孔0 0需要需要6.6.质基因质基因（线粒体和叶绿体中的基因线粒体和叶绿体中的基因）控制蛋白质合成过程中也进控制蛋白质合成过程中也进行转录行转录 遗传信息遗传信息的转录的转录P66P66思考思考.讨论讨论1.1.转录转录与与DNADNA复制复制有那么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有那么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？有什么意义？转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则能够保证碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性遗传信息

18、传递的准确性。2.2.与与DNADNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？DNADNA复制过程需要解旋酶和复制过程需要解旋酶和DNADNA聚合酶，以聚合酶，以4 4种游离的脱氧核种游离的脱氧核苷酸为原料；苷酸为原料；转录则需要转录则需要RNARNA聚合酶聚合酶，以，以4 4种游离的核糖核苷酸为原料。种游离的核糖核苷酸为原料。遗传信息遗传信息的转录的转录写出以写出以b b链为模板转录形成的链为模板转录形成的mRNAmRNA碱基序列碱基序列写出写出b b链对应的链对应的a a链的碱基序列链的碱基序列比较比较mRNAmRNA和和b b链，以及链，以

19、及mRNAmRNA和和a a链的碱基序列的差异链的碱基序列的差异DNADNA双链双链片段片段a a链链b b链链C CG GA AA AC CC CT TC CA AC CG GC C信使信使RNARNA3 3、转录成的、转录成的RNARNA的碱基序列，与的碱基序列，与DNADNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？两条单链的碱基序列各有哪些异同？G GC CT TT TG GG GA AG GT TG GC CG GG GC CU UU UG GG GA AG GU UG GC CG G转录成的转录成的RNARNA的碱基序列与的碱基序列与b b链（链（DNADNA模板链）模板链）的碱基序列是的碱

20、基序列是互补配对互补配对的；的；转录成的转录成的RNARNA的碱基序列与的碱基序列与a a链（链（非模板链）非模板链）的碱基序列的碱基序列基本基本相同，相同，区别区别是是RNARNA链上的碱基链上的碱基U U，对应在非模板链上的碱基是，对应在非模板链上的碱基是T T。u思考思考*讨论讨论 遗传信息遗传信息的转录的转录转录的相关计算转录的相关计算DNADNADNADNA中的碱基和中的碱基和中的碱基和中的碱基和mRNAmRNAmRNAmRNA之间的碱基关系之间的碱基关系之间的碱基关系之间的碱基关系G GA AT TC CC CT TA AG GA AG GU UC CDNADNAmRNAmRNA以

21、以2 2链为链为模板转录模板转录2 23 3 1 1链链碱基数碱基数=2 2链链碱基数碱基数=3 3链链碱基数碱基数=1/21/2DNADNA碱基总数碱基总数 A A1 1+T+T1 1=T=T2 2+A+A2 2=A=A3 3+U+U3 3；G G1 1+C+C1 1=C=C2 2+G+G2 2=G=G3 3+C+C3 3 （A A1 1+T+T1 1）%（占（占1 1链的碱基比例）链的碱基比例）=（A A2 2+T+T2 2）%（占（占2 2链的碱基比例）链的碱基比例）=（A A3 3+U+U3 3）%（占（占3 3链的碱基比例）链的碱基比例）=（A+TA+T）%（占整个（占整个DNADN

22、A分子中的碱基总数比例）分子中的碱基总数比例）1 1 遗传信息遗传信息的转录的转录再次强调：再次强调：A AT T C C G GA AG G C CG GA A G G T T C CT T T T C C G G T T C C A AA AT T C CG GA AT TG GA AC CA AT T C C G GG G C CDNADNAU UC C G GC CU U A A G G C CmRNAmRNAmRNAmRNA DNADNA两条链中只有一条链是转录的两条链中只有一条链是转录的模板链模板链，到底哪条链，到底哪条链 是模板链是模板链不是固定不变的不是固定不变的。一个一个DN

23、ADNA转录出的转录出的mRNAmRNA不完全相同不完全相同以基因为单位，作为模板的只是以基因为单位，作为模板的只是DNADNA链中的基因片段；链中的基因片段；基因基因1 1基因基因2 2a a链链b b链链说明说明：DNADNA复制和转录的比较复制和转录的比较DNADNA复制复制转录转录时间时间场所场所解旋解旋模板模板原料原料细胞分裂前的间期细胞分裂前的间期生长发育全过程生长发育全过程完全解旋完全解旋只解有遗传效应只解有遗传效应片段片段 （基因）基因）DNADNA的的两条链两条链均为模板均为模板DNADNA的的一条链一条链为模板为模板四种四种脱氧脱氧核苷酸核苷酸四种四种核糖核糖核苷酸核苷酸主

24、要在主要在细胞核细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒质粒DNADNA复制复制转录转录酶酶配对配对方式方式特点特点方向方向产物产物意义意义解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶聚合酶等等A-TA-T、TATA、CG CG、GCGCA-UA-U、CG CG、TATA、GC GC 边解旋边复制边解旋边复制，半保留复制，半保留复制 边解旋边转录边解旋边转录,DNADNA仍保留仍保留2 2个子代个子代DNADNA分子分子mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA使遗传信息从亲代传递给使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信子代，从而

25、保持了遗传信息的连续性息的连续性遗传信息从遗传信息从DNADNA传递到传递到RNARNA（mRNAmRNA）上，为翻译）上，为翻译做准备做准备新链从新链从55端端-3-3端延伸端延伸新链从新链从55端端-3-3端延伸端延伸 DNADNA复制和转录的比较复制和转录的比较转转录录（RNARNA释放，释放，DNADNA双链恢复双链恢复）DNADNA分子分子 碱基互补配对碱基互补配对主要在主要在细胞核细胞核四种四种核糖核苷酸、核糖核苷酸、DNADNA的的一条链一条链（供转录的那一条）（供转录的那一条）RNARNA聚合酶聚合酶G GC C、C CG G、A AU U、T TA ADNADNARNARNA

26、活细胞活细胞新陈代谢新陈代谢过程中过程中RNARNA转录转录RNARNA是在细胞核中，通过是在细胞核中，通过RNARNA聚合酶以聚合酶以DNADNA的的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。场所：场所：原则：原则：模板：模板：条件：条件：遗传信息流动：遗传信息流动：时间：时间：概念：概念：原料：原料：酶：酶：能量：能量：ATPATP 经过转录，经过转录，DNADNA中的遗传信息传递给了中的遗传信息传递给了mRNAmRNA，mRNA mRNA 再经过必再经过必要的加工后从核孔进入细胞质。要的加工后从核孔进入细胞质。遗传信息遗传信息的翻译的翻译转录后进入细胞质的

27、转录后进入细胞质的mRNAmRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，那么，mRNAmRNA上的遗传信息是如何进一步指导蛋白质的合成的呢？上的遗传信息是如何进一步指导蛋白质的合成的呢？遗传信息的翻译：遗传信息的翻译：翻译的实质：翻译的实质：翻译的场所：翻译的场所：蛋白质蛋白质rRNArRNA核糖体核糖体mRNAmRNA：碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序种类种类蛋白质：蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序种类种类决定决定决定决定决定决定?种种4 4种种2121种种讨论：讨论：至少需要多少个碱基至少需要多少个碱基才能够决定才能够决定2121种不同的氨基酸种

28、不同的氨基酸？游离在游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸，以中的各种氨基酸，以m mRNARNA为模板为模板合成合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这个过程叫作具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这个过程叫作翻译翻译。将将mRNAmRNA的碱基序列的碱基序列翻译为翻译为蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列。主要在主要在细胞质细胞质中中核糖体核糖体上，线粒体和叶绿体中也发生翻译上，线粒体和叶绿体中也发生翻译。遗传信息遗传信息的翻译的翻译碱基与氨基酸的对应关系碱基与氨基酸的对应关系 早先猜测：早先猜测：1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸（个氨基酸（4 4种碱基只能决定种碱基只能决定4 4种氨基酸种氨基酸21

29、21种氨基酸）种氨基酸）2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸个氨基酸（4 4种碱基只能决定种碱基只能决定4 42 2=16=16种氨基酸种氨基酸212121种氨基酸）种氨基酸）推测：推测：3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸。个氨基酸。科学家通过推测与实验，得出结论：科学家通过推测与实验，得出结论：mRNAmRNA上上3 3个相邻的碱基个相邻的碱基决定决定1 1个氨基酸。个氨基酸。每每3 3个这样的碱基叫作个这样的碱基叫作1 1个个密码子密码子。G G U U G GC CA A U UC C G GA AmRNAmRNA5 5 3 3 密码子密码子缬氨酸缬氨酸密码子密码子组氨酸组氨酸

30、密码子密码子精氨酸精氨酸从从mRNAmRNA上上55开始阅读开始阅读 遗传信息遗传信息的翻译的翻译遗传密码子的破译遗传密码子的破译19611961年克里克实验年克里克实验实验材料：实验材料：T4T4噬菌体噬菌体 遗传信息遗传信息的翻译的翻译实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响。实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响。实验过程：增加或删除实验过程：增加或删除1 1个个/2/2个个/3/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：实验结果：增加或删除增加或删除1 1个个/2/2个碱基，无法正常产生蛋白质；个碱基，

31、无法正常产生蛋白质；增加或删除增加或删除3 3个碱基，可以正常产生蛋白质。个碱基，可以正常产生蛋白质。实验结论：实验结论：遗传密码中遗传密码中3 3个碱基编码个碱基编码1 1个氨基酸。个氨基酸。遗传密码从一个固定遗传密码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。的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。2121种氨基酸的密码子表种氨基酸的密码子表第一个第一个碱基碱基第二个碱基第二个碱基第三个第三个碱基碱基U UC CA AG GU U苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸

32、终止终止终止终止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸终止终止、硒代半胱氨酸硒代半胱氨酸色氨酸色氨酸U UC CA AG GC C亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸U UC CA AG GA A异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸(起始起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸U UC CA A

33、G GG G缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸甲硫氨酸(起始起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸U UC CA AG G 遗传信息遗传信息的翻译的翻译密码子的特点密码子的特点密码子种类：密码子种类：6464种种氨基酸种类：氨基酸种类：2121种种特殊密码子说明：特殊密码子说明：起始密码子起始密码子：AUGAUG（甲硫氨酸）、（甲硫氨酸）、GUGGUG（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）在在原核生物原核生物中，中，GUGGUG也可以作也可以作起始密码子起始密码子

34、，此时它编码，此时它编码甲硫氨酸甲硫氨酸。终止密码子终止密码子：UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA（前两种不编码任何氨基酸）（前两种不编码任何氨基酸）在正常情况下，在正常情况下，UGAUGA是是终止密码子终止密码子，但在特殊情况下可编码，但在特殊情况下可编码硒代半硒代半胱氨酸胱氨酸。密码子与氨基酸关系：密码子与氨基酸关系：1 1种氨基酸可能由种氨基酸可能由1 1种或几种密码子决定。种或几种密码子决定。1 1种密码子只能决定种密码子只能决定1 1种氨基酸种氨基酸（正常情况下）。（正常情况下）。遗传信息遗传信息的翻译的翻译 1 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

35、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。你认为密码子的简并对生物体有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？的生存发展有什么意义？A AC C G GA AU UU U G GA AU UC C G GA AC C G GA A正常正常mRNAmRNAG GC C G GA AU UU U G GA AC CC C G GA AC C G GA A错误错误mRNAmRNA天冬天冬酰胺酰胺天冬天冬酰胺酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸（1 1）增增强强密密码码子子的的容容错错性性。当当密密码码子子

36、中中有有一一个个碱碱基基改改变变时时，由由于于密密码码子子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；（2 2）密密码码子子的的使使用用频频率率。当当某某种种氨氨基基酸酸使使用用频频率率高高时时，几几种种不不同同的的密密码码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。讨论：讨论：遗传信息遗传信息的翻译的翻译密码子的特点密码子的特点能决定氨基酸的遗传密码子：能决定氨基酸的遗传密码子：6161种种(62(62种）种）密码子的专一性：密码子的专一性：密码子的简并性：密码子的简并性：密码子的通用性：密码子的通用性：像苯丙氨酸、亮氨酸

37、这样，绝大多数氨基酸都有几个像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子的现象。（简并性的密码子的现象。（简并性的意义意义：维持物种的稳定性）：维持物种的稳定性）几乎所有的生物体都共用一套密码子。（说明生物几乎所有的生物体都共用一套密码子。（说明生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的）可能有共同的起源或生命在本质上是统一的）当当密密码码子子中中有有一一个个碱碱基基改改变变时时，可可能能并并不不会会改改变变其其对对应应的的氨基酸，从而减少变异发生的频率。氨基酸，从而减少变异发生的频率。一一种种氨氨基基酸酸可可能能对对应应多多个个密密码码子子，当当某某种种氨氨基基酸酸使使用用频频率率高

38、时，几种不同的密码子共同编码一种氨基酸可保证翻译的速率。高时，几种不同的密码子共同编码一种氨基酸可保证翻译的速率。一个密码子只对应一种氨基酸一个密码子只对应一种氨基酸 遗传信息遗传信息的翻译的翻译氨基酸的氨基酸的“搬运工搬运工”tRNAtRNA1.tRNA1.tRNA呈呈_；2.2.一端为携带一端为携带_的部位；的部位；3.3.另一端有另一端有3 3个碱基。个碱基。三叶草形三叶草形氨基酸氨基酸 每每个个tRNAtRNA上上的的这这3 3个个碱碱基基可可以以与与mRNAmRNA上的密码子互补配对，称上的密码子互补配对，称反密码子反密码子。A AC CU U天冬氨酸天冬氨酸一共有多少种一共有多少种

39、tRNAtRNA？反密码子反密码子与与密码子密码子相互相互配对，转运配对，转运的的氨基酸氨基酸由配对的由配对的密码子密码子决定决定决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有6161种，种，所以所以tRNAtRNA有有6161种种。氨基酸的氨基酸的“搬运工搬运工”tRNAtRNA（1 1）每每种种tRNAtRNA只能识别只能识别并并转运转运一种一种特定的氨基酸特定的氨基酸!（2 2）一一种种氨氨基基酸酸可可以以由由 _tRNAtRNA来来运输运输一种或几种一种或几种反密码子反密码子（1 1）有）有_个反密码子个反密码子（2 2）一一个个反反密密码码子子含含有有_个碱基个碱基（3 3）一一个个tRN

40、AtRNA转转运运_种种氨氨基酸基酸（4 4）一一 种种 氨氨 基基 酸酸 可可 以以 由由_tRNAtRNA来运输来运输61613 3一一一种或几种一种或几种位置位置定义定义转录翻译中的生理作用转录翻译中的生理作用遗传遗传信息信息密码密码子子反密反密码子码子遗传信息、密码子、反密码子的比较遗传信息、密码子、反密码子的比较DNADNA碱基的排列顺序碱基的排列顺序直接决定直接决定mRNAmRNA中碱基排列中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排顺序，间接决定氨基酸排列顺序列顺序mRNAmRNAmRNAmRNA上决定一个氨基上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基酸的三个相邻的碱基直接决定翻译的起止直接决定翻译的

41、起止和氨基酸排列顺序和氨基酸排列顺序tRNAtRNAtRNAtRNA上与密码子互上与密码子互补配对的三个碱基补配对的三个碱基识别密码子识别密码子说明：因为说明：因为DNADNA中中有的有的片段无遗传效应片段无遗传效应，不能转录出不能转录出mRNAmRNA；转录出转录出的的mRNAmRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基，所以实际上基因（因（DNADNA）上所含有的碱基数要大于）上所含有的碱基数要大于6n6n，mRNAmRNA中所含有的碱基数也中所含有的碱基数也要大于要大于3n3n。因此一般题目中带有。因此一般题目中带有“至少至少”或或“

42、最多最多”字样。字样。基因表达基因表达过程过程中中的的相关相关计算计算注意：无特别说明，不考虑终止密码注意：无特别说明，不考虑终止密码 遗传信息遗传信息的翻译的翻译G C AG C AC G TC G TG C UG C U模板链模板链丙丙氨酸氨酸DNADNA（基因）（基因）mRNAmRNA氨基酸氨基酸DNADNA碱基数目碱基数目mRNAmRNA碱基数目碱基数目氨基酸氨基酸数目数目：=6 63 31 1：翻译的过程翻译的过程第第1 1步步 mRNAmRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNAtRNA，通过与碱基，通过与碱基AUGAUG互补配对

43、，进入位点互补配对，进入位点1 1。起始氨基酸进位起始氨基酸进位1 12 2 遗传信息遗传信息的翻译的翻译第第2 2步步 携带某个氨基酸的携带某个氨基酸的tRNAtRNA以同样的方式进入位点以同样的方式进入位点2 2。第二氨基酸进位第二氨基酸进位1 12 2翻译的过程翻译的过程 遗传信息遗传信息的翻译的翻译第第3 3步步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2 2的的tRNAtRNA上。上。连接连接-形成肽键形成肽键1 12 2翻译的过程翻译的过程 遗传信息遗传信息的翻译的翻译第第4 4步步 核糖体沿核糖体沿mRNAmRNA移动，读取下一个密

44、码子。原位点移动，读取下一个密码子。原位点1 1的的tRNAtRNA离离开核糖体，原位点开核糖体，原位点2 2的的tRNAtRNA进入位点进入位点1 1，一个新的携带氨基酸的，一个新的携带氨基酸的tRNAtRNA进入位点进入位点2 2，继续肽链的合成。，继续肽链的合成。移动移动-读码读码-延伸延伸-终止终止1 12 2翻译的过程翻译的过程 遗传信息遗传信息的翻译的翻译（一）翻译的场所：（一）翻译的场所：细胞质基因（线粒体和叶绿体中基因）在控制蛋白质合成的过程细胞质基因（线粒体和叶绿体中基因）在控制蛋白质合成的过程中也进行转录，中也进行转录，翻译翻译细胞质中的细胞质中的核糖体核糖体（二）翻译的条

45、件（二）翻译的条件 mRNAmRNA游离的游离的2121种氨基酸种氨基酸tRNAtRNA模板：模板：原料：原料：能量：能量：多种酶多种酶ATPATP供能供能工具：工具：（三）碱基互补配对方式（三）碱基互补配对方式A-_ G-_ C-_ A-_ G-_ C-_ U-_ U-_ U UC CG GA A思考：与转录过程中的配对方式一样吗？思考：与转录过程中的配对方式一样吗？mRNAmRNA和和tRNAtRNA碱基互补配对碱基互补配对 遗传信息遗传信息的翻译的翻译（四）翻译的产物：（四）翻译的产物：蛋白质蛋白质直接产物直接产物:多肽链多肽链最终产物最终产物:合成的合成的仅是仅是肽链肽链，还需要还需要

46、运送至运送至内质网、高尔基体内质网、高尔基体等结构等结构进一步加工进一步加工，作为结构蛋白，作为结构蛋白或或功能蛋白功能蛋白。（五）特点：（五）特点：翻译翻译结束后结束后，mRNAmRNA被迅速降解被迅速降解成单体成单体，以保证生物，以保证生物体生命活动的有序进行。体生命活动的有序进行。（六）遗传信息传递方向：（六）遗传信息传递方向：mRNAmRNA蛋白质蛋白质注：注：tRNAtRNA和和rRNArRNA都参与蛋白质的合成过程，都参与蛋白质的合成过程，但是这两种但是这两种RNARNA本身不会翻译为蛋白质。本身不会翻译为蛋白质。(七七)翻译能精确进行的原因翻译能精确进行的原因：mRNAmRNA为

47、翻译提供了精确的模板为翻译提供了精确的模板通过碱基互补配对，保证了翻译能够准确进行通过碱基互补配对，保证了翻译能够准确进行 遗传信息遗传信息的翻译的翻译1.1.数量关系数量关系2.2.意义意义3.3.翻译的方向翻译的方向（即核糖体（即核糖体移动移动的方向）的方向）一个一个mRNAmRNA分子上可以相继结合分子上可以相继结合_个核个核糖体，同时进行糖体，同时进行_条条肽链肽链的合成。的合成。多多多多少量的少量的mRNAmRNA分子可以分子可以迅速迅速合成合成大量大量的蛋白质。的蛋白质。由肽链由肽链_肽链肽链_的方向进行的方向进行短短长长（从左到右）（从左到右）多聚核糖体：多聚核糖体：结合在同一结

48、合在同一条条mRNAmRNA上的核糖体上的核糖体提高了提高了合成效率合成效率而不是而不是合合成速率成速率(八）八）mRNAmRNA与核糖体数量、与核糖体数量、翻译速度的关系翻译速度的关系Q:Q:合成的多肽链是否相同？合成的多肽链是否相同？4.4.产物之间的关系产物之间的关系多个核糖体各自合成各自的链，多个核糖体各自合成各自的链，产物是多条肽链产物是多条肽链，不是一条；，不是一条；由于模板是同一段由于模板是同一段mRNAmRNA，所以图示多个核糖体合成的，所以图示多个核糖体合成的肽链是相同的肽链是相同的；遗传信息遗传信息的翻译的翻译现学现练：由下图判断翻译的方向现学现练：由下图判断翻译的方向由该

49、图能不能得出翻译的方向由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？（核糖体移动的方向）呢？核基因先转录，后翻译核基因先转录，后翻译边转录边翻译边转录边翻译（九）真核细胞和原核细胞（九）真核细胞和原核细胞遗传信息表达遗传信息表达的区别的区别真核生物：真核生物：原核生物：原核生物：原核生物原核生物没有核膜，因此转录和翻译在没有核膜，因此转录和翻译在同一空间同一空间进行，两个过程进行，两个过程常紧密偶联，常紧密偶联，同时同时发生发生(边转录边翻译边转录边翻译)；真核生物真核生物主要在细胞核中进行转录，然后在细胞质中进行翻译主要在细胞核中进行转录，然后在细胞质中进行翻译(在线粒体、叶绿体中也可边

50、转录边翻译在线粒体、叶绿体中也可边转录边翻译)。遗传信息遗传信息的翻译的翻译1.1.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核 基因表达的速率要快很多，为什么？基因表达的速率要快很多，为什么？原核生物原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物基因表达时先完成转录，再完成翻译。生物基因表达时先完成转录，再完成翻译。2.2.控制某种蛋白质合成的基因刚转录的控制某种蛋白质合成的基因刚转录的mRNAmRNA含有含有900900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽