第4章基因的表達第2課時基因指導蛋白質的合成人教版高中生物必修2基因的表達轉錄翻譯蛋白質DNA（氨基酸）mRNA基因的表達=基因指導蛋白質的合成

一、遺傳信息的翻譯翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。mRNA堿基種類蛋白質氨基酸種類4種21種？堿基與氨基酸的對應關系：

一、遺傳信息的翻譯1個堿基決定1個氨基酸41＝4種，不夠2個堿基決定1個氨基酸42＝16種，不夠3個堿基決定1個氨基酸43＝64種，足夠有余漢水丑生侯偉作品4AUGCmRNAmRNAmRNA4AUGC4AUGC4AUGC4AUGC4AUGC

一、遺傳信息的翻譯實驗證據1961年克里克實驗

課本p70實驗材料：T4噬菌體實驗過程：增加或刪除1個/2個/3個堿基，觀察是否能正常產生蛋白質。支持遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。實驗結果：①增加或刪除1個/2個堿基,無法正常產生蛋白質；②增加或刪除3個堿基，可以正常產生蛋白質。實驗結論：

一、遺傳信息的翻譯1961年蛋白質的體外合成實驗科學家：尼倫伯格、馬太實驗技術：蛋白質的體外合成技術實驗過程：①在每個試管中分別加入1種氨基酸；

②在每個試管中加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液；加入苯丙氨酸的試管中，出現了多聚苯丙氨酸的肽鏈。UUUUUUUUUUUUUURNA3個堿基是如何與1個氨基酸對應的呢？如UUU對應哪種氨基酸？實驗結果：③在每個試管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。除去了DNA和mRNA的細胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸

一、遺傳信息的翻譯密碼子(1)定義：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基(2)認讀：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認讀是從mRNA的5'→3'，相鄰的密碼子無間隔、不重疊決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸(2)位置：mRNA上第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸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GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

第1個堿基第2個堿基第3個堿基密碼子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸AGGAGG21種氨基酸的密碼子表第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、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UCAG共64個密碼子1、密碼子的個數：2、密碼子的種類：（1）編碼氨基酸的密碼子：（2）起始密碼子：2個(AUG/GUG)（3）終止密碼子：3個(UAA/UAG/UGA)62個

一、遺傳信息的翻譯第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、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UCAG

一、遺傳信息的翻譯3、密碼子與氨基酸的關系：1種密碼子只能決定

氨基酸1種1種氨基酸可能由

密碼子決定1種或幾種（1）專一性（2）簡并性地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。（3）通用性：

一、遺傳信息的翻譯1.絕大多數氨基酸都由幾個密碼子決定，密碼子的簡并性對生物體的生存發展有什么意義？分析密碼子的特點GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA錯誤mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據這一事實，你能想到什么？說明所有生物可能有共同的祖先增強密碼子的容錯性。當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸；

一、遺傳信息的翻譯密碼子讀取方向：mRNA的5'→3'，從起始密碼子開始，相鄰的密碼子無間隔、不重疊。思考與討論：

1、已知一段mRNA的堿基序列是5’-AUG

GAA

GCA

UGU

CCG-3’，你能寫出對應的氨基酸序列嗎？

2、已知一段mRNA的堿基序列是3’-AUG

GAA

GCA

UGU

GUA-5’，你能寫出對應的氨基酸序列嗎？

甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸甲硫氨酸—半胱氨酸—蘇氨酸—賴氨酸—纈氨酸

一、遺傳信息的翻譯UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲如何精準運送過來的？tRNA氨基酸并不含有堿基，因此不能與mRNA上的密碼子直接配對。那么是誰將氨基酸精準運送到mRNA上的？運輸氨基酸的工具——tRNA

一、遺傳信息的翻譯(1)形態：RNA單鏈經折疊（形成氫鍵），形成三葉草結構(2)功能：識別并轉運特定的氨基酸3'5'結合氨基酸的部位UGA反密碼子mRNA5'3'ACU密碼子氨基酸與tRNA是否是一一對應的關系呢？每種tRNA只能識別并轉運____種氨基酸；而一種氨基酸可由__________種tRNA轉運；一一或多結合氨基酸的部位反密碼子5′3′5′3′mRNAtRNAPOHACA若反密碼子為3′-AAC-5′，則攜帶的氨基酸是？第一步：二、翻譯過程細胞質中的mRNA與核糖體結合。位點1位點2UCA甲色ACC組精GACUCA甲UCAGGUCUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU甲UCA3'5'mRNA核糖體位點1位點2CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCU色ACC組精GAC甲UCAGGUGGU組GGU組GGU3'5'甲甲肽鍵第二步：攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。甲硫氨酸與第二個氨基酸脫水縮合形成肽鍵，從而轉移到位點2的tRNA上。第三步：二、翻譯過程二、翻譯過程位點1位點2位點1位點2色ACC精GACUCA組GGU甲CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCA3'5'第四步：核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1。。位點1位點2色ACC精GACGGU組甲CUGAAUGACUCGGCGUUGCUGUCCUGAUCCUAAGGCUUCAACC色ACC色ACC組甲3'5'翻譯方向下一個新的tRNA攜帶氨基酸進入位點2，繼續肽鏈的合成。二、翻譯過程核糖體讀取到終止密碼子時，沒有tRNA與之相配，翻譯終止二、翻譯過程第五步：肽鏈釋放，核糖體從mRNA上解離，翻譯結束。。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲二、翻譯小結mRNA沿mRNA的5′端→3′端mRNA→蛋白質翻譯條件：模板：原料：21種氨基酸能量：一般由ATP提供翻譯的方向：場所：核糖體（核糖體移動）遺傳信息的流動方向：二、翻譯小結搬運工具：tRNA堿基互補配對原則：A—、G—、C—、U—UAGC具有一定氨基酸序列的肽鏈（脫離時還不成熟，需加工形成蛋白質）產物：翻譯特點：一條mRNA上可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈。（快速高效）二、翻譯小結多聚核糖體核糖體移動方向意義：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。（1）核糖體移動方向：肽鏈由短到長（2）多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同復制轉錄翻譯時間

個體生長發育整個過程場所主要在細胞核，也可以在線粒體、葉綠體

模板DNA的兩條鏈

原料

能量ATP（不唯一）酶

多種酶產物兩個DNA

堿基互補配對

特點信息傳遞方向細胞分裂前的間期核糖體DNA的一條鏈mRNA鏈4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶三種RNA多肽鏈A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-GA-U、U-A、G-C、C-GDNA的復制、轉錄和翻譯的比較

半保留復制邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄一個mRNA可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質真、原核細胞基因的表達的區別真核生物

原核生物真核細胞的轉錄主要發生在細胞核中，翻譯發生在細胞質中，在空間和時間上被分隔開進行，即先轉錄后翻譯。原核細胞的轉錄和翻譯沒有分隔，可以同時進行，邊轉錄邊翻譯。三、中心法則1957年，克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。轉錄DNARNA翻譯蛋白質復制三、中心法則中心法則的發展：①具有RNA復制