高中生物必修二課件11：4-1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、學(xué)習(xí)目標1、概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2、運用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。二、重難點

1、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。

2、遺傳信息的翻譯過程。基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？思考幾個問題1、遺傳物質(zhì)主要存在于細胞的什么部位？2、生物的性狀或生命的主要功能由什么物質(zhì)承擔？3、蛋白質(zhì)的合成在細胞的什么部位？4、在基因表達過程中DNA如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的？請猜測可能的途徑？其中哪一途徑最合理，為什么？DNA主要位于細胞核蛋白質(zhì)核糖體控制基因控制蛋白質(zhì)的合成DNA→RNARNA→蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯一.RNA——核糖核酸

1.基本組成單位：

2.空間結(jié)構(gòu)特點：核糖堿基磷酸AGCU核糖核苷酸單鏈信使RNA：遺傳信息傳遞的媒介，是翻譯的直接模板。核糖體RNA：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運RNA：運載特定氨基酸的工具，可識別密碼子3.RNA的種類RNA還有什么功能？RNA還具有催化和作為某些生物遺傳物質(zhì)的功能。比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞質(zhì)4.比較DNA與RNA的異同1、什么叫轉(zhuǎn)錄？轉(zhuǎn)錄的單位是什么？在哪進行？

問題：

2、DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？轉(zhuǎn)錄需要哪些條件？

3、DNA鏈完全解開嗎？在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？4、DNA→RNA如何轉(zhuǎn)錄，特點是什么？結(jié)果如何？1、什么叫轉(zhuǎn)錄？轉(zhuǎn)錄的單位是什么？在哪進行？

問題：

2、DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？轉(zhuǎn)錄需要哪些條件？

3、DNA鏈完全解開嗎？在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊情況？4、DNA→RNA如何轉(zhuǎn)錄，特點是什么？結(jié)果如何？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、定義：以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。2、場所：主要_____________

其次______________細胞核線粒體和葉綠體解旋酶RNA第一步：解旋第二步：互補配對第三步：RNA合成第四步：釋放DNA片段（基因）RNA聚合酶3、過程：解旋酶RNA第一步：解旋第二步：互補配對第三步：RNA合成第四步：釋放DNA片段（基因）RNA聚合酶3、過程：4、條件：(1)、模板：DNA分子的一條鏈（不同基因的模板鏈可能不同）(2)、原料：四種核糖核苷酸(3)、能量：ATP(4)、酶：RNA聚合酶5、產(chǎn)物：RNA（三種）三、遺傳信息的翻譯1、定義：以mRNA為模板，合成具有一定的氨基酸順序，形成多肽鏈（蛋白質(zhì)）的過程。2、場所：_________核糖體三、遺傳信息的翻譯1、定義：以mRNA為模板，合成具有一定的氨基酸順序，形成多肽鏈（蛋白質(zhì)）的過程。2、場所：_________核糖體3、密碼子思考：組成蛋白質(zhì)的氨基酸：信使RNA的堿基：4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸呢？20種4種如果1個堿基決定1個氨基酸就只能決定___種，即如果3個堿基決定1個氨基酸就可決定___種，即

如果2個堿基決定1個氨基酸就只能決定___種，即41664信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基密碼子:決定氨基酸的密碼子共有多少種？氨基酸有多少種?UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子

第1個字母第2個字母第3個字母密碼子苯丙氨酸

UUUUUU？

精氨酸AGGAGG

第1個字母第2個字母第3個字母密碼子苯丙氨酸

UUUUUU？

精氨酸AGGAGG⑴遺傳密碼共64個，能決定氨基酸的遺傳密碼只有61個。有3個終止密碼子，沒有對應(yīng)的氨基酸。（起始密碼子）⑵一個密碼子決定一個特定的氨基酸。⑶簡并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一個密碼。多數(shù)氨基酸有二個以上的密碼子。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。遺傳密碼有哪些特點？⑷通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。

4、氨基酸轉(zhuǎn)運工具是什么？---tRNA(1)形態(tài)：三葉草形(2)結(jié)構(gòu)：一端為氨基酸結(jié)合的部位，另一端為反密碼子，能與與密碼子堿基互補配對。(3)種類：61種。tRNA具有特異性，即一種tRNA只能識別一種密碼子、轉(zhuǎn)運一種氨基酸，共有61種。遺傳信息、密碼子、反密碼子比較遺傳信息密碼子反密碼子存在位置作用脫氧核苷酸（堿基對）的排列順序(4n種----n等于有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段上堿基的對數(shù)）mRNA中三個連續(xù)堿基（64種）tRNA上與密碼子互補配對的堿基（61種）從根本上決定氨基酸排列順序，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成的直接模板，直接決定氨基酸的排列順序。與DNA模板鏈堿基配對與mRNA密碼子配對DNAmRNAtRNA含義UCAUGAUUAmRNA細胞質(zhì)5、過程:第1步

mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1.UAC甲硫氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA①UAC甲硫氨酸GGU組氨酸核糖體①②ACGUCACUACAC第2步

攜帶組氨酸的tRNA以同樣方式進入位點2.UAC甲硫氨酸GGU組氨酸核糖體肽鍵①②ACGUCACUACACH2O-H2O第3步

甲硫氨酸通過與組氨酸形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點2的tRNA上。①②AGGUCACGUCAC甲硫氨酸UACGGU組氨酸CAC色氨酸第4步

核糖體讀取下一個密碼子，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。重復(fù)步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼。①②AGGUCACGUCGU甲硫氨酸GGU組氨酸CAC色氨酸AGC精氨酸……mRNA和肽鏈被釋放到細胞質(zhì)中。AUA6、條件：1）、模板：mRNA2）、原料：游離的20種氨基酸3)、能量：ATP4)、酶：蛋白質(zhì)合成酶7、產(chǎn)物：多肽鏈（蛋白質(zhì)）5)、工具：tRNA問題：

（1）DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA從細胞核中出來進入細胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合穿過幾層磷脂雙分子層？（2）氨基酸如何進入核糖體？哪個氨基酸進入是由什么決定的？0層tRNA搬運，由mRNA的密碼子決定問題：

（3）一個核糖體中有幾個tRNA的結(jié)合位點？（4）翻譯的起始位點是哪里？核糖體中的兩個氨基酸形成肽鍵后轉(zhuǎn)移到占據(jù)哪個位點上的tRNA上？肽鏈是如何形成的？2個核糖體讀取起始密碼子，2號位的tRNA，氨基酸脫水縮合（5）如何在短時間內(nèi)由一條mRNA合成出多個相同的蛋白質(zhì)分子？①結(jié)合上圖判斷翻譯的方向，并說明判斷的依據(jù)。②翻譯過程中產(chǎn)生的多條多肽鏈有什么特點？③翻譯過程中核糖體沿mRNA移動還是mRNA沿核糖體移動？④翻譯合成的多肽鏈是否能承擔相應(yīng)的生命活動？通常一個mRNA同時結(jié)合多個核糖體，進行多個肽鏈的合成。

少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質(zhì)。意義：復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較項目復(fù)制

轉(zhuǎn)錄

翻譯場所

細胞核

細胞核細胞質(zhì)模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等RNA聚合酶多種酶能量ATPATPATP原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸產(chǎn)物子代DNAmRNA

多肽鏈堿基配對A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G遺傳信息表達的相關(guān)計算DNARNA多肽鏈6n

個堿基3n

個堿基

n個氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯由某DNA片段轉(zhuǎn)錄的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，則這個DNA片段中胸腺嘧啶和鳥嘌呤分別占多少？23%27%場所：核糖體產(chǎn)物：多肽模板：mRNA原料：氨基酸酶和能量：相關(guān)酶及ATPtRNA條件翻譯轉(zhuǎn)錄場所：主要在胞核產(chǎn)物：RNA模板：DNA分子的一條鏈原料：核糖核苷酸酶：RNA聚合酶能量：ATP條件DNAmRNA蛋白質(zhì)遺傳信息傳遞課堂小結(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課堂小練1.下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分()A.脫氧核糖核酸和磷酸B.脫氧核糖﹑堿基和磷酸C.核糖﹑堿基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸2．下列生理功能與RNA功能無關(guān)的是()A．催化細胞內(nèi)的某些生化反應(yīng) B．轉(zhuǎn)運氨基酸C．與核糖體結(jié)合，是合成蛋白質(zhì)的場所D．攜帶著生物體細胞內(nèi)的全部遺傳信息CD3.右圖為真核生物信使RNA合成過程示意圖，請據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是(

)CA．該過程主要發(fā)生在細胞核中B．圖中②是以四種核糖核苷酸為原料合成的信使RNAC．如果圖中③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶D．圖中的②合成后通過核孔進入細胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合4．關(guān)于密碼子的敘述正確的是（）A．能編碼氨基酸的密碼子為64個B．一種氨基酸可能有多種對應(yīng)的密碼子C．GTA只能編碼一種氨基酸D．同一種密碼子在人和大腸桿菌細胞中編碼的氨基酸不同B課堂小練1.下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分()A.脫氧核糖核酸和磷酸B.脫氧核糖﹑堿基和磷酸C.核糖﹑堿基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸2．下列生理功能與RNA功能無關(guān)的是()A．催化細胞內(nèi)的某些生化反應(yīng) B．轉(zhuǎn)運氨基酸C．與核糖體結(jié)合，是合成蛋白質(zhì)的場所D．攜帶著生物體細胞內(nèi)的全部遺傳信息CD遺傳信息表達的相關(guān)計算DNARNA多肽鏈6n

個堿基3n

個堿基

n個氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯由某DNA片段轉(zhuǎn)錄的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，則這個DNA片段中胸腺嘧啶和鳥嘌呤分別占多少？23%27%比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞質(zhì)4.比較DNA與RNA的異同一.RNA——核糖核酸

1.基本組成單位：