(共18张PPT)
第1节基因指导蛋白质的合成
—遗传信息的翻译
细胞核
细胞质
DNA
mRNA
知识回顾
学习目标
◆知识目标
1.概述遗传信息的翻译过程
2.解释DNA和RNA的碱基与氨基酸的数量对应关系
◆能力目标
运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系
◆情感态度与价值观目标
1.体验基因表达过程的和谐美，基因表达原
理的逻辑美、简约美
2.感悟科学家破解遗传密码的思路
碱基数 氨基酸数
A
G
C
U
4
A
G
C
U
A
G
C
U
4
4
X
X
：在mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
1
2
3
4
16
64
密码子
碱基与氨基酸之间的对应关系
1.如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
2.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
3.一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？
第一个字母 第二个字母 第三个
字母
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
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
（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
a. 密码子表查法
例:CCU
脯氨酸
b.特殊密码子
c.密码子的特点
专一性
一个密码子只对应一种氨基酸
简并性
一种氨基酸可对应一个或多个密码子
通用性
地球上几乎所有生物都共用一套密码子
3个终止密码
2个起始密码
连续性
翻译的过程
细胞核
核糖体
细胞质
DNA
mRNA
氨基酸
由谁来完成运送氨基酸的“历史使命”
问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
（用于和决定氨基酸的
密码子互补配对）
tRNA
“搬运工人”
tRNA和氨基酸转运有何对应关系？
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。
G
G
U
mRNA
A
G
C
C
A
U
mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子，碱基互补配对方式：
转录遵照的碱基互补配对方式：A-U、C-G、G-C、T-A
A-U、C-G、G-C、U-A
G
U
A
组氨酸
G
C
U
精氨酸
C
A
C
缬氨酸
巩固练习
1. 下列说法不正确的是（ ）
A．一种转运RNA只能转运一种氨基酸
B．一种氨基酸可以对应多种密码子
C．一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运
D．一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运
2.一个tRNA一端的3个碱基是CGA,这个tRNA转运的氨基酸是（ ）
A、酪氨酸UAC B、谷氨酸GAG
C、精氨酸CGA D、丙氨酸GCU
D
D
翻译的过程
DNA双链 A链 C
B链 T C G A
信使RNA A U
转运RNA
氨基酸 亮氨酸
巩固练习根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，完成表格（假定“转录”和“翻译”是从左向右进行的）。
供选的氨基酸及其密码如下：
CUA—亮氨酸，CGA—精氨酸，GAU—天门冬氨酸
G A T
C U A
G A U
C A
G
T A
G A T
C U A
天门冬氨酸
G C T
C G A
G C U
精氨酸
阶段
项目 翻译 转录
定义
场所
模板
遗传信息传递的方向
原料
碱基配对
产物
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
在细胞质中,以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
主要在细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
信使RNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质
A-U T-A G-C C-G
A-U U-A G-C C-G
G
A
G
U
C
A
U
G
C
mRNA
转 录
A
G
A
G
T
C
T
G
C
T
C
C
C
A
G
A
G
T
DNA
翻 译
蛋白质
缬氨酸
组氨酸
精氨酸
基因指导蛋白质的合成
DNA中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
至少＝ 6 ： 3 ： 1
tRNA
C–A–C G–U–A G–C–U
反密码子
密码子
a
1.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是 （ ）
A．198 B．398个 C．400个 D．798个
2. 一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数，及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为（ ）
A.33 11 B.36 12
C.12 36 D.11 36
A
B
巩固练习
遗传信息
（①）
储存于
②
mRNA
③
蛋白质
分类
（④）
（⑤）
决定
含有
缩合
属于
RNA
mRNA
rRNA
（⑥）
氨基酸
缩合
转运
DNA
密码子
氨基酸
转录
翻译
tRNA
体现
性状
基因指导蛋白质的合成
自我检测
1B 2C 3A 4A 5D 6B 7D 8D
9（1）转录 细胞核 核糖核苷酸 RNA （2）翻译 核糖体 氨基酸 20 至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
（3）U G C 转运RNA 核糖体 AUG （4）1.25 1
（5）成熟的红细胞 该细胞中不存在DNA
谢谢指导基因指导蛋白质的合成—遗传信息的翻译 学案
学海导航 2011年10月
1. 概述遗传信息的翻译过程
2. 解释DNA和RNA的碱基与氨基酸的数量对应关系
3. 比较转录与翻译的异同
4. 理解基因对蛋白质的控制过程
预习探究
探究：遗传信息的翻译
1．碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
密码子：在________ 上决定 的______个相邻碱基。
讨论：(1)所有的密码子都能编码氨基酸吗？已知一段mRNA的碱基序列
AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列吗？
(2)密码子与氨基酸是一一对应的吗？氨基酸与密码子的对应关系有何意义？
(3)密码子在不同生物体内能够通用吗？
归纳：（1）遗传密码子共有______个，能决定氨基酸的遗传密码子只有 个。
（2）一种密码子，决定 种特定的氨基酸（专一性）。
（3）一种氨基酸可能有 种密码子（简并性）。
（4）地球上几乎所有的生物 密码子表（通用性）。
特别提醒：密码子的简并性能在一定程度上防止由于DNA中碱基的改变而导致的蛋白质的改变，从而维护了生物性状的稳定性。
2.游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
观察教材P66中tRNA的结构图，讨论氨基酸与tRNA的关系：
转运RNA和氨基酸有何对应关系？
归纳：
tRNA呈________形，其一端是有三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称为________ ，另一端是可以携带_______ 。
每种tRNA只能识别并转运______种氨基酸；每种氨基酸可以由 ______ 种tRNA转运。
3.翻译的过程
1、一个核糖体中有几个tRNA的结合位点？
2、核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点上的tRNA上？
3、翻译时核糖体沿着mRNA移动，还是mRNA沿着核糖体移动？
归纳：
（1）mRNA进入细胞质，与 结合。
（2）携带一个特定氨基酸的tRNA，通过 与第一个密码子互补配对，进入位点1.
（3）携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点2.
（4）位点1位点2相应的氨基酸 形成 ，位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
（5）核糖体读取下一个 ，原占据位点1的离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链合成。重复进行，直到读取到 。
（6）肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合体上脱离，经一系列步骤，盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。
翻译概念：在________中,以________为模板,合成具有________ 的过程。
遗传信息的转录与翻译的比较
阶段 项目 转录 翻译
定义
场所
模板
遗传信息传递的方向
原料
碱基配对原则
产物
思考：一条mRNA是如何高效迅速合成出大量蛋白质的？
不同的核糖体在同一mRNA分子上翻译的多肽链相同吗？
延伸拓展
基因表达中相关数量计算
基因中的碱基数（双链）：mRNA中的碱基数：合成蛋白质的氨基酸个数=
特别提醒：一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。因此少量的mRNA就可以迅速合成出大量的蛋白质。
整合提升
自我测评
1、下列关于对蛋白质的翻译过程的说法中，错误的是 （ ）
A．以细胞质中游离的氨基酸为原料 B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具 D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
2、某科学家用放射性同位素分别标记的胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）培养蚕豆，观察其根尖分生区细胞的有丝分裂。已知蚕豆细胞一个有丝分裂周期是20小时。根据这两种碱基被细胞利用的情况绘制的曲线如图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（ ）
A、大量利用“T”的时期，细胞正在进行DNA分子的复制
B、大量利用“U”的时期，细胞正在进行大量蛋白质的合成
C、大量利用“T”的时期，细胞正在大量合成转运RNA
D、大量利用“T”和“U”的时期，细胞正处于分裂间期
3、合成一条含有1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数分别是 ( )
A、1000、3000、3000 B、1000、3000、6000 C、3000、3000、3000 D、1000、3000、1500
4、DNA复制、转录、翻译的原料、场所及遵循的碱基互补配对原则依次分别为( )
①脱氧核苷酸 ②核糖核苷酸 ③氨基酸 ④细胞核
⑤细胞膜 ⑥核糖体 ⑦A与T配对、G与C配对
⑧A与U配对、T与A配对、G与C配对 ⑨A与U配对、G与C配对
A、①②③、④④⑥、⑦⑧⑨ B、②①③、④⑤⑥、⑦⑧⑨
C、③②①、④⑤⑥、⑦⑨⑨ D、①②③、④⑤⑥、⑦⑧⑨
5、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。则右图所示的转运RNA(tRNA)所携带的氨基酸是(反密码子从携带氨基酸的一端开始读码) ( )
DNA一条链 GCA CGT ACG TGC
氨基酸 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸
A．赖氨酸 B．丙氨酸 C．半胱氨酸 D．苏氨酸
6、已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA，UAG为终止密码子，一信使RNA的碱基排列顺序如下：－AUUCGAUGAC……(40个碱基)……CUCUAGAUCU。这个信使RNA控制合成的蛋白质中的氨基酸 ( )
A．20 B．16 C．17 D．15
7、如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是( )
A．能给该过程提供遗传信息的只能是DNA B．该过程合成的产物一定是酶或激素
C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应 D．该过程有水产生
8、下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。请据图判断，下列描述中正确的是 ( )
A．图中表示4条多肽链正在合成 B．必须在转录结束后，翻译才能开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
9、依据图回答下列问题：
（1）在生物体内图a所示的过程是_______，进行的主要场所是______，其所需的原料是_______，产物是________。
（2）图b所示的过程是______，进行的场所是_____，所需的原料是______，此原料的种类主要有_______种，它们的共同特点是__________，结构通式为_______。
（3）碱基①②③分别为______、_______、_________，图b中的Ⅰ、Ⅱ分别为______、_______，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为________。
（4）若已知R链中（A+G）/（T+C）的值为0.8，Y链中的（A+G）/（T+C）的值为________，R、Y链构成的DNA分子中（A+G）/（T+C）的值应为_________。
（5）人体有的细胞不会发生图a和图b所示的过程，如_______，其原因是___________。
