基因指导蛋白质的合成高一下学期生物人教版必修2+

基因指导蛋白质合成年级：高一学科：生物学（人教版）转录解链配对连接释放提出问题DNA核糖体mRNAmRNA蛋白质转录（碱基的排列顺序）（碱基的排列顺序）（氨基酸的排列顺序）翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译翻译问题：4种碱基怎么决定蛋白质的21种氨基酸？遗传密码的破译背景：组成mRNA的碱基只有4种，组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。1个碱基决定1种氨基酸，4种碱基可决定

种氨基酸2个碱基决定1种氨基酸，4种碱基可决定

种氨基酸3个碱基决定1种氨基酸，4种碱基可决定

种氨基酸41664思考：mRNA上至少有几个碱基决定一个氨基酸？请从排列组合的角度预测。科学史1954年，物理学家伽莫夫根据数学计算提出“假说”：mRNA上3个碱基决定一个氨基酸遗传密码的破译实验一：1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响，在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基，无法产生具有正常功能的蛋白质，但是当增加或删除3个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。实验结论：遗传密码是由3个碱基编码一个氨基酸；遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符遗传密码的破译密码子：mRNA上，决定一个氨基酸的三个相邻的碱基mRNA5'3'密码子2密码子1密码子3问题：如何确定64个密码子分别对应哪种氨基酸呢？遗传密码的破译实验二：1961年，尼伦伯格和马太采用了蛋白质体外合成技术破译了第一个密码子。他们在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸（…UUUUUU…），结果加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链+多聚尿嘧啶核苷酸（…UUUUUU…）+除去DNA和mRNA的细胞提取液Tyr：酪氨酸Ser：丝氨酸Phe：苯丙氨酸Cys：半胱氨酸多聚苯丙氨酸的肽链实验结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU提供除模板外翻译所需的条件提供翻译的模板遗传密码的破译第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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、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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、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思考1：怎样查阅密码子表？思考2：64种密码子是否都决定了特定的氨基酸？思考3：通过分析遗传密码与氨基酸的种类之间的对应关系，又能得出什么结论？其意义是什么？专一性简并性遗传密码的破译第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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、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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、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思考4：起始密码和终止密码的生物学意义是什么？思考5：几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？专一性简并性通用性遗传密码的特点探寻翻译的过程思考：将氨基酸运送到核糖体上的tRNA具有什么结构特点？3'5'特异性结合氨基酸的部位碱基配对形成氢键反密码子甲硫氨酸UAC探寻翻译的过程活动一：模拟翻译的过程参考课本P68中图4-7，尝试用所提供的材料（可手绘或打印），推断并构建人胰岛素合成的过程模型。人胰岛素mRNA若干种类的氨基酸核糖体若干tRNAAUGGCCCUGUGG

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5'3'探寻翻译的过程甲亮丙苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'UACCGGGACACC探寻翻译的过程亮丙苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'CGGGACACCUAC甲位点1位点2探寻翻译的过程亮丙苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'CGGGACACCUAC甲位点2探寻翻译的过程亮苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'GACACCUAC甲CGG丙位点2探寻翻译的过程亮苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'GACACCUAC甲CGG丙肽键探寻翻译的过程亮苏缬谷AUGGCCCUGUGG

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5'3'甲丙亮ACC苏谷探寻翻译的过程缬AUGGCCCUGUGG

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5'3'甲丙亮苏谷盘曲折叠具有特定空间结构和功能的人胰岛素翻译过程小结场所条件模板原料酶能量转运工具碱基互补配对方式产物遗传信息传递方向mRNA21种氨基酸相关酶ATPtRNA活动二：翻译过程小结结合活动一尝试总结翻译的场所、条件、碱基互补配对方式、产物及遗传信息传递方向核糖体A-U；C-G多肽（蛋白质）mRNA→蛋白质翻译思考1：翻译能够精确进行的原因是什么？思考2：一个mRNA分子上结合多个核糖体，这些核糖体合成的多肽链是否相同？有何意义？DNA复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译模板原料碱基配对方式酶能量产物信息传递方向DNA的一条链4种核糖核苷酸A-U；T-AC-G；G-CRNA聚合酶ATPRNADNA的两条链4种脱氧核苷酸A-T；T-AC-G；G-C解旋酶DNA聚合酶ATPDNADNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质ATP多肽（蛋白质）相关酶A-U；U-AC-G；G-C21种氨基酸mRNA中心法则复制转录翻译蛋白质DNARNA逆转录复制中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译科学史随着研究的不断深入，科学家对中心法则做出了补充。1965年，科学家在