【生物】基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)）課件

第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時(shí)目標(biāo)010203概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，闡明中心法則的具體內(nèi)容。（生命觀(guān)念）由中心法則的提出到完善，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的；基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。（科學(xué)探究）計(jì)算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)

溫故知新：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程（視頻）在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA過(guò)程。模板：DNA的一條鏈原料：4種核糖核苷酸能量：由細(xì)胞呼吸提供酶：RNA聚合酶等場(chǎng)所：真核：細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體

原核：細(xì)胞質(zhì)中定義條件溫故知新：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程時(shí)間

堿基互補(bǔ)配對(duì)A－U、T－A、G－C、C－GRNA（mRNA、tRNA、rRNA）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄DNA→RNA遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備從5’-端到3’-端產(chǎn)物原則特點(diǎn)遺傳信息傳遞的方向轉(zhuǎn)錄的意義mRNA的延伸方向溫故知新：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)，那么，mRNA上的遺傳信息如何傳遞到蛋白質(zhì)上呢？一、遺傳信息的翻譯1.翻譯的概念及實(shí)質(zhì)mRNA合成以后，通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。(1)概念：(2)實(shí)質(zhì)：？UUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列4種21種翻譯一、遺傳信息的翻譯？UUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列氨基酸4種21種翻譯一、遺傳信息的翻譯4種堿基是怎樣決定21種氨基酸的呢?1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸；3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，則4種堿基只能決定____種氨基酸，氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416第三種方式能滿(mǎn)足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要一、遺傳信息的翻譯請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P66-68，圖4-5、表4-1,思考并回答問(wèn)題：

1.什么是密碼子？2.決定氨基酸的密碼子有多少種？3.起始密碼子是什么？起始密碼子編碼什么氨基酸？終止密碼子有幾個(gè)？4.一種密碼子決定幾種氨基酸？一種氨基酸酸有幾種密碼子？(1)定義：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基(2)識(shí)別：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸怎么判斷？

后來(lái)科學(xué)家又通過(guò)一步步的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)，證明了確實(shí)是mRNA上三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，最終破解了64個(gè)遺傳密碼子。1.密碼子(2)位置：mRNA上一、遺傳信息的翻譯第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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(lài)氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴(lài)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(gè)堿基第2個(gè)堿基第3個(gè)堿基密碼子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸AGGAGG第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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(lài)氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴(lài)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

終止密碼子：

、

、____

__

種類(lèi)起始密碼子：

（甲硫氨酸）、（

種）_____（纈氨酸、甲硫氨酸）編碼氨基酸的密碼子______種64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）62UAG分析密碼子的特點(diǎn)思考.討論

一、遺傳信息的翻譯1.從密碼子表可以看出：一種密碼子決定幾種氨基酸？色氨酸有幾種密碼子？苯丙氨酸、亮氨酸等有幾種密碼子？一種氨基酸酸有幾種密碼子？①1種密碼子只能決定1種氨基酸（正常情況下）。②色氨酸色氨酸只有UGG一種密碼子，苯丙氨酸、亮氨酸分別有2種、種密碼子。總結(jié)：1種氨基酸可以由1種或幾種密碼子決定。分析密碼子的特點(diǎn)思考.討論

一、遺傳信息的翻譯當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸，可以保證遺傳信息的翻譯速度。ACGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUUGACCGACGA錯(cuò)誤mRNA2.從密碼子表中可以看出，一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱(chēng)作

密碼的簡(jiǎn)并。你認(rèn)為密碼的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？分析密碼子的特點(diǎn)思考.討論

一、遺傳信息的翻譯說(shuō)明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。稱(chēng)為密碼的通用性3.地球上幾乎所有的生物體都共用同一個(gè)密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？一、遺傳信息的翻譯（4）密碼子的特性：①專(zhuān)一性

一種密碼子只決定一種氨基酸②簡(jiǎn)并性

一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定，可以減少有害突變。簡(jiǎn)并性使得那些由于基因突變?cè)斐傻氖姑艽a子中堿基被改變，仍然能編碼原來(lái)氨基酸的可能性大為提高。1.密碼子

地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子。③通用性根據(jù)密碼子的通用性這一事實(shí)，你能想到什么？

說(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲如何精準(zhǔn)運(yùn)送過(guò)來(lái)的？tRNA知道堿基和氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸,是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線(xiàn)”上的呢?思考mRNA5′3′5′3′①結(jié)構(gòu)：結(jié)合氨基酸的部位密碼子反密碼子OHAAC堿基配對(duì)④種類(lèi)：③特點(diǎn)：這個(gè)tRNA攜帶的氨基酸是

？亮氨酸②功能：識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸t(yī)RNA鏈經(jīng)過(guò)折疊，像三葉草的葉形，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個(gè)相鄰的堿基，這3個(gè)堿基可以與mRNA上的密碼子配對(duì)，叫作反密碼子。1種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸1種氨基酸可有1種或多種tRNA識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)62種，與決定氨基酸的密碼子一一對(duì)應(yīng)。一、遺傳信息的翻譯2.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、反密碼子遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較項(xiàng)目存在位置含義生理作用遺傳信息密碼子反密碼子DNAmRNAtRNA堿基的排列順序mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基tRNA上與密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決定氨基酸排列順序直接決定翻譯的起止和氨基酸排列順序識(shí)別密碼子一、遺傳信息的翻譯3.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯①mRNA上的什么信息決定翻譯的起始和終止?請(qǐng)結(jié)合以下問(wèn)題閱讀教材圖4-7及相關(guān)內(nèi)容，概述翻譯過(guò)程。②根據(jù)遺傳密碼的閱讀方式分析，圖中mRNA上共有幾個(gè)密碼子?③翻譯合成的肽鏈的氨基酸序列是怎樣的?3.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯起始密碼子mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與

結(jié)合；攜帶

的tRNA通過(guò)與mRNA上的堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)入

。4.翻譯的過(guò)程第一步：核糖體移動(dòng)方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAM核糖體核糖體甲硫氨酸位點(diǎn)1一、遺傳信息的翻譯E12第二步：甲攜帶

的tRNA以同樣的方法進(jìn)入

。通過(guò)脫水縮合形成

，甲硫氨酸被轉(zhuǎn)移到

上。第三步：H5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA組氨酸位點(diǎn)2肽鍵位點(diǎn)2的tRNA4.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯E12第四步：

沿

移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的

離開(kāi)核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入

，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入

，繼續(xù)肽鏈的合成。精色半半甲組5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖體移動(dòng)方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA核糖體mRNAtRNA位點(diǎn)1位點(diǎn)24.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯直至核糖體讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才告終止。肽鏈合成后，從

上脫離，

成具有特定

的蛋白質(zhì)分子。第五步：核糖體盤(pán)曲折疊空間結(jié)構(gòu)和功能4.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯1.起始2.運(yùn)輸3.延伸4.終止5.脫離位點(diǎn)1位點(diǎn)24.翻譯的過(guò)程一、遺傳信息的翻譯項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）核糖體DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種游離的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽堿基互補(bǔ)配對(duì)A-TT-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對(duì)A-U

T-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對(duì)

A-UU-AG-CC-G特定的酶DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較二、多聚核糖體請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P69，思考并回答問(wèn)題：①②③④⑤⑥1.如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？2.圖中①、⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？最終合成的多肽鏈②、③、④、⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？3.核糖體移動(dòng)的方向是怎樣的？4.翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的生物學(xué)功能嗎？5.翻譯能夠精確進(jìn)行的原因是什么？6.圖所示的翻譯特點(diǎn)，其意義是什么？二、多聚核糖體多聚核糖體現(xiàn)象二、多聚核糖體①②③④⑤⑥1.如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。2.圖中①、⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？最終合成的多肽鏈②、③、④、⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？3.核糖體移動(dòng)的方向是怎樣的？4.翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的生物學(xué)功能嗎？mRNA核糖體相同。因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。不具有，還需要加工。由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進(jìn)行短長(zhǎng)二、多聚核糖體①②③④⑤⑥5.翻譯能夠精確進(jìn)行的原因是什么？①mRNA為翻譯提供了精確的模板；②通過(guò)mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子的堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了翻譯能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。6.圖所示的翻譯特點(diǎn)，其意義是什么？少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。真核細(xì)胞和原核細(xì)胞翻譯的區(qū)別真核生物：核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯原核生物：可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯為什么會(huì)是這樣呢？原核生物沒(méi)有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以發(fā)生在同一空間內(nèi)，所以可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯1957年，克里克率先提出遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。隨著研究的深入，科學(xué)家對(duì)中心法則進(jìn)行補(bǔ)充：資料：1.1965年，科學(xué)家在某種RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA復(fù)制酶，RNA復(fù)制酶

能催化RNA的復(fù)制。2.1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制在遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動(dòng)提供能量，可見(jiàn)，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。三、中心法則生物種類(lèi)遺傳信息的傳遞過(guò)程以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物一般RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)各種生物的遺傳信息傳遞過(guò)程基因的表達(dá)過(guò)程中堿基與氨基酸的數(shù)量關(guān)系A(chǔ)—C—U—G—G—A—U—C—U蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽鍵肽鍵（假設(shè)以B鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄）A鏈B鏈轉(zhuǎn)錄翻譯基因中的堿基數(shù)：mRNA中的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)＝6∶3∶1轉(zhuǎn)錄翻譯DNAmRNA蛋白質(zhì)50個(gè)氨基酸150300四、基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計(jì)算136四、基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計(jì)算基因的表達(dá)過(guò)程