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

4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)01能夠概述遺傳信息的翻譯過程。03能說出DNA堿基、mRNA的堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。02能夠闡明中心法則的具體內(nèi)容。

mRNA合成以后，通過什么結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中?核孔

真核生物的mRNA、tRNA、rRNA在細(xì)胞核中合成后，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中參與蛋白質(zhì)的合成過程。1.翻譯的概念：mRNA合成以后，通過核孔進(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)。？UUAGAUAUCmRNA蛋白質(zhì)堿基序列氨基酸序列堿基氨基酸4種21種翻譯難題一一、遺傳信息的翻譯mRNA的堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系？4種21種?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顯然不夠還是不夠足夠滿足第三種方式能滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要

資料：克里克T4噬菌體實(shí)驗(yàn)

第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證明遺傳密碼中3個(gè)堿基編碼1個(gè)氨基酸的科學(xué)家---克里克

上世紀(jì)50～60年代，DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者克里克研究表明：在T4噬菌體的相關(guān)堿基序列中增加或者刪除一個(gè)堿基，無法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；增加或刪除兩個(gè)堿基，也不能產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；但是，當(dāng)增加或者刪除三個(gè)堿基時(shí)，卻合成了具有正常功能的蛋白質(zhì)。由該實(shí)驗(yàn)可以得到什么結(jié)論?mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基叫作密碼子(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？

后來科學(xué)家又一步步推測和實(shí)驗(yàn)，證明確實(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。2.密碼子(2)位置：mRNA上第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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

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

AGAAGA第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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一種密碼子決定____種氨基酸，一種氨基酸由_______________密碼子決定。

1種或幾種1

終止密碼子：

、

、______________________

種類

起始密碼子：

（甲硫氨酸）、（

種）_____（纈氨酸、甲硫氨酸）64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）UAG任務(wù)一：分析密碼子的特點(diǎn)1．從教材P67的密碼子表中可以看出，一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA錯(cuò)誤mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸密碼子的簡并性①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡并性，可能并不會(huì)改變其對應(yīng)的氨基酸；②提高使用頻率。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同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。

說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。密碼的通用性2.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？任務(wù)一：分析密碼子的特點(diǎn)①相鄰的密碼子之間無間隔、不重疊;②64個(gè)密碼子都有作用，有3個(gè)終止密碼子;③絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。一種密碼子決定一種氨基酸

絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。2.密碼子的簡并性

地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。3.密碼子的通用性1.密碼子的專一性【核心歸納】UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲如何精準(zhǔn)運(yùn)送過來的？tRNA

知道堿基和氨基酸的對應(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”上的呢?思考mRNA5′3′5′3′結(jié)合氨基酸的部位密碼子反密碼子OHAAC堿基配對

RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形。1種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸形態(tài)：反密碼子：

位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個(gè)相鄰的堿基。功能特點(diǎn)：問：若密碼子為UAA，則對應(yīng)的反密碼子是？

由于UAA是終止密碼子，不決定氨基酸，所以沒有與之對應(yīng)的反密碼子。3.tRNA與反密碼子起始密碼子

mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合；攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與mRNA上的堿基互補(bǔ)配對進(jìn)入位點(diǎn)1。第一步：核糖體移動(dòng)方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA甲核糖體4.翻譯過程E12甲攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方法進(jìn)入位點(diǎn)2。通過脫水縮合形成肽鍵，甲硫氨酸被轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。組5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第二步：第三步：E12

核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，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第四步：

肽鏈合成后，從核糖體上脫離，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。

直至核糖體讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才告終止。第五步：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.翻譯合成的肽鏈具相應(yīng)生物學(xué)功能嗎？mRNA核糖體相同。因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。不具有生物學(xué)功能，還需加工。由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進(jìn)行短長任務(wù)二：分析翻譯的過程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mRNA上密碼子和tRNA上反密碼子堿基互補(bǔ)配對，保證翻譯能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。6.圖所示的翻譯特點(diǎn)，其意義是什么？少量mRNA分子可迅速合成大量蛋白質(zhì)。7．請據(jù)圖概括真核細(xì)胞和原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別。原核生物：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯真核生物：先轉(zhuǎn)錄，后翻譯項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場所）細(xì)胞核（主要場所）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A-TT-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-U

T-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-UU-AG-CC-G特定的酶5.列表比較DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A

基因表達(dá)的過程中，DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？A—C—U—G—G—A—U—C—UUGA

CCU

AGA蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸轉(zhuǎn)錄翻譯ACU

GGA

UCUDNA136mRNA蛋白質(zhì)6.基因表達(dá)的相關(guān)計(jì)算計(jì)算中“最多”和“最少”分析①翻譯時(shí)，mRNA上終止密碼子不決定氨基酸；DNA中有片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②因此，mRNA上堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目3倍多一些?；蚧駾NA上是6倍多一些。或氨基酸小于n。③回答有關(guān)問題時(shí)應(yīng)加上“最多”或“最少”等字

如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個(gè)氨基酸。1．下圖表示細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的某種生理過程。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．賴氨酸對應(yīng)的密碼子是UUUB．圖中過程表示翻譯，沿mRNA5′端→3′端方向進(jìn)行C．該過程需要RNA聚合酶D．圖中只有兩種RNAB2．根據(jù)表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子可能是(

)DNA雙鏈

TG

mRNA

tRNA反密碼子

A氨基酸蘇氨酸A.TGU

B．UGAC．ACU D．UCUC二、中心法則復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯信息流動(dòng)方向1957年，克里克提出中心法則DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)根據(jù)DNA復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程，畫出遺傳信息的傳遞方向示意圖。弗朗西斯·克里克遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；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。中心法則的發(fā)展1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對DNA進(jìn)行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對RNA進(jìn)行復(fù)制。

RNA復(fù)制酶情景材料一：RNARNARNA逆轉(zhuǎn)錄酶艾滋病病毒1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。情景材料二：DNA

中心法則的完善復(fù)制DNA逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)1.完整的中心法則圖示2.內(nèi)容及意義：DNADNADNA的復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯表示遺傳信息傳遞的法則