基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章

基因的表達第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

（翻譯過程）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.概述遺傳信息的翻譯過程。（重難點）2.說明密碼子、反密碼子和遺傳信息之間的關(guān)系。（重點）3.中心法則的具體內(nèi)容。（重難點）DNA分子DNA→

RNA

遺傳信息流動方向：RNA轉(zhuǎn)錄基因的表達：？蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄→蛋白質(zhì)翻譯mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合，開始翻譯。

翻譯：

游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。氨基酸：堿基：21種4種個數(shù)很多mRNA的堿基序列氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序決定

密碼子

：

mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系：密碼子64個纈氨酸組氨酸精氨酸與

克里克

有關(guān)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G1.一共有多少個密碼子？編碼氨基酸的密碼子一般有多少個？2.起始密碼子是哪些？3.終止密碼子是哪些？64個AUG21種氨基酸的密碼子表62個GUGUAAUGAUAG一種密碼子決定一種氨基酸。專一性一種氨基酸可以由

不同的密碼子決定，體現(xiàn)密碼子的簡并性。

一種或多種

AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCGAUAG下面為一段mRNA，

查密碼子表

，

寫出對應(yīng)的氨基酸序列：甲硫氨酸

谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸精氨酸終止密碼子思考.討論：1.你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子。根據(jù)這一事實，你能想到什么？（1）

增強密碼子的容錯性

（2）

提高了翻譯速度說明生物可能有著共同的起源，或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，體現(xiàn)密碼子的通用性3'5'結(jié)合氨基酸部位堿基配對mRNA5'3'ACUUGA反密碼子密碼子結(jié)構(gòu)：RNA單鏈經(jīng)過折疊

，

像三葉草形態(tài)：其一端是（3’端）攜帶氨基酸的部位，另一端是反密碼子。種類：62種數(shù)量關(guān)系：1種tRNA只能轉(zhuǎn)運1種氨基酸；1種氨基酸可由1種或多種tRNA轉(zhuǎn)運。氨基酸的“搬運工”—tRNA識別并轉(zhuǎn)運特定的氨基酸作用：注意：轉(zhuǎn)運的氨基酸由密碼子決定。有氫鍵游離在細胞質(zhì)中的氨基酸，是怎么送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？？3'5'結(jié)合氨基酸的部位堿基配對密碼子UGA反密碼子mRNA5'3'ACUUAC甲硫氨酸組氨酸G

U

G色氨酸A

CC第1步:______進入細胞質(zhì)，與_______結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG________，進入位點____。AGUCCAUAAGGUmRNAmRNA核糖體翻譯過程AGUCCAUAAGGU色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸第1步:______進入細胞質(zhì)，與_______結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG________，進入位點____。mRNA核糖體互補配對1第2步:攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點_____。2組氨酸G

U

G核糖體沿著mRNA移動，形成2個tRNA的結(jié)合位點AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸肽鍵第3步:甲硫氨酸與這個氨基酸形成_____，從而轉(zhuǎn)移到位點_____的tRNA上。2肽鍵脫水縮合AGUCCAUAAGGU組氨酸G

U

GUAC甲硫氨酸第4步:

_______沿______移動，讀取下一個密碼子，原占位點___的tRNA離開核糖體，原位點___的tRNA進入位點__，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點___，繼續(xù)肽鏈的合成。核糖體mRNA1212色氨酸A

CCAGUCCAUAAGGU組氨酸色氨酸A

CC甲硫氨酸XXXXXX隨著________的移動，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的____________，合成才告終止。核糖體終止密碼子AGUCCAUAAGGU甲硫氨酸組氨酸色氨酸XXX肽鏈合成后，就從

脫離，往往需

要

和

的加工處理，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。核糖體與mRNA的復(fù)合物上內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體（反密碼子）tRNAmRNA氨基酸（21種）運輸編碼互補配對3'5'結(jié)合氨基酸部位堿基配對mRNA5'3'ACUUGA反密碼子密碼子mRNA、tRNA和氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系（密碼子）小結(jié)1.概念：2.場所：3.條件：4.產(chǎn)物：5.原則：游離在細胞質(zhì)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(zhì)的過程。核糖體模板：原料：能量：工具：

多種酶具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)

（肽鏈）堿基互補配對

（A-U，U-A，C-G，G-C）6.遺傳信息傳遞的方向：RNA

→

蛋白質(zhì)提醒：肽鏈合成后，通常經(jīng)過盤曲折疊，才能形成特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。mRNA21種氨基酸ATPtRNA注：tRNA和rRNA都參與蛋白質(zhì)的合成過程，但是這兩種RNA本身不會翻譯為蛋白質(zhì)。

在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速高效的過程。通常一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。①由該圖得出翻譯的方向（核糖體移動的方向）是什么？由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進行短長（從左到右）②合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同。因為是以同一個mRNA為模板翻譯出來的。多聚核糖體現(xiàn)象真、原核細胞基因的表達有什么區(qū)別？真核細胞：

先轉(zhuǎn)錄后翻譯原核細胞：

邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯基因蛋白質(zhì)DNA蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因的表達小結(jié)中心法則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)家對中心法則進行補充：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過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。不同生物的遺傳信息傳遞過程歸納生物種類遺傳信息傳遞過程真核生物原核生物DNA病毒（T2噬菌體）RNA病毒（煙草花葉病毒）逆轉(zhuǎn)錄病毒（艾滋病病毒）

復(fù)制

RNA

蛋白質(zhì)DNA

RNA

蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白質(zhì)RNADNARNA轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制基因表達的相關(guān)計算GCACGTGCA模板鏈丙氨酸DNA（基因片段）mRNA氨基酸DNA堿基數(shù)目mRNA堿基數(shù)目氨基酸數(shù)目：：：：631說明：真核生物基因中存在不編碼蛋白質(zhì)的片段（內(nèi)含子），所以實際上基因上所含有的堿基數(shù)要大于6n；轉(zhuǎn)錄的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應(yīng)氨基酸，所以實際上mRNA所含的堿基數(shù)大于3n。因此一般題目中帶有“至少”或“最多”字樣。mRNA往往需要加工修飾DNA復(fù)制轉(zhuǎn)

錄翻

譯時間場所模板原料能量酶產(chǎn)物堿基配對特點方向意義細胞分裂前的間期個體生長發(fā)育的整個過程主要在細胞核主要在細胞核核糖體DNA的兩條母鏈DNA中的一條鏈mRNA4種游離脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等多種酶兩個雙鏈DNA分子mRNA、tRNA、rRNA多肽（蛋白質(zhì)）A-T

T-AG-C

C-GA-U

T-A

G-C

C-GA-U

U-A

G-C

C-G半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄原核生物可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯；一個mRNA上結(jié)合多個核糖體提高翻譯效率新鏈從5’端-3’端延伸從起始密碼子到終止密碼子ATPAT