基因指导蛋白质的合成第2课时课件高一下学期生物人教版必修2

4.1基因指导蛋白质的合成第2课时学习目标01能够概述遗传信息的翻译过程。03能说出DNA碱基、mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系。02能够阐明中心法则的具体内容。

mRNA合成以后，通过什么结构进入细胞质中?核孔

真核生物的mRNA、tRNA、rRNA在细胞核中合成后，进入细胞质中参与蛋白质的合成过程。1.翻译的概念：mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。？UUAGAUAUCmRNA蛋白质碱基序列氨基酸序列碱基氨基酸4种21种翻译难题一一、遗传信息的翻译mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？4种21种?1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸，氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416显然不够还是不够足够满足第三种方式能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要

资料：克里克T4噬菌体实验

第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克

上世纪50～60年代，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：在T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。由该实验可以得到什么结论?mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基叫作密码子(1)定义：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(2)识别：mRNA5'3'GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸怎么判断？

后来科学家又一步步推测和实验，证明确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。2.密码子(2)位置：mRNA上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

第1个碱基

第2个碱基

第3个碱基

密码子苯丙氨酸

UUUUUU

精氨酸

AGAAGA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一种密码子决定____种氨基酸，一种氨基酸由_______________密码子决定。

1种或几种1

终止密码子：

、

、______________________

种类

起始密码子：

（甲硫氨酸）、（

种）_____（缬氨酸、甲硫氨酸）64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）UAG任务一：分析密码子的特点1．从教材P67的密码子表中可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA错误mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸密码子的简并性①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②提高使用频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。

说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。密码的通用性2.地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。根据这一事实，你能想到什么？任务一：分析密码子的特点①相邻的密码子之间无间隔、不重叠;②64个密码子都有作用，有3个终止密码子;③绝大多数氨基酸都有几个密码子。一种密码子决定一种氨基酸

绝大多数氨基酸都有几个密码子。2.密码子的简并性

地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。3.密码子的通用性1.密码子的专一性【核心归纳】UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色组甲硫精半胱半胱脯谷丝如何精准运送过来的？tRNA

知道碱基和氨基酸的对应关系后，游离在细胞质中的氨基酸,是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?思考mRNA5´3´5´3´结合氨基酸的部位密码子反密码子OHAAC碱基配对

RNA链经过折叠，形成三叶草形。1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸形态：反密码子：

位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。功能特点：问：若密码子为UAA，则对应的反密码子是？

由于UAA是终止密码子，不决定氨基酸，所以没有与之对应的反密码子。3.tRNA与反密码子起始密码子

mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。第一步：核糖体移动方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA甲核糖体4.翻译过程E12甲携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。组5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第二步：第三步：E12

核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。精色半半甲组5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖体移动方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第四步：

肽链合成后，从核糖体上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。

直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。第五步：①②③④⑤⑥1.如何快速高效地进行翻译呢？

一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。2.图中①、⑥分别是什么分子或结构？最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？3.核糖体移动的方向是怎样的？4.翻译合成的肽链具相应生物学功能吗？mRNA核糖体相同。因为它们的模板是同一条mRNA。不具有生物学功能，还需加工。由肽链_____→肽链_____的方向进行短长任务二：分析翻译的过程①②③④⑤⑥5.翻译能够精确进行的原因是什么？①mRNA为翻译提供了精确的模板；②通过mRNA上密码子和tRNA上反密码子碱基互补配对，保证翻译能够准确进行。6.图所示的翻译特点，其意义是什么？少量mRNA分子可迅速合成大量蛋白质。7．请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。原核生物：边转录边翻译真核生物：先转录，后翻译项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则细胞核（主要场所）细胞核（主要场所）核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽碱基互补配对A-TT-AG-CC-G碱基互补配对A-U

T-AG-CC-G碱基互补配对A-UU-AG-CC-G特定的酶5.列表比较DNA复制、转录和翻译A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A

基因表达的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？A—C—U—G—G—A—U—C—UUGA

CCU

AGA苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸转录翻译ACU

GGA

UCUDNA136mRNA蛋白质6.基因表达的相关计算计算中“最多”和“最少”分析①翻译时，mRNA上终止密码子不决定氨基酸；DNA中有片段无遗传效应，不能转录出mRNA。②因此，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目3倍多一些。基因或DNA上是6倍多一些。或氨基酸小于n。③回答有关问题时应加上“最多”或“最少”等字

如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。1．下图表示细胞内进行的某种生理过程。下列有关叙述正确的是(

)A．赖氨酸对应的密码子是UUUB．图中过程表示翻译，沿mRNA5′端→3′端方向进行C．该过程需要RNA聚合酶D．图中只有两种RNAB2．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子可能是(

)DNA双链

TG

mRNA

tRNA反密码子

A氨基酸苏氨酸A.TGU

B．UGAC．ACU D．UCUC二、中心法则复制转录翻译信息流动方向1957年，克里克提出中心法则DNARNA蛋白质转录翻译复制DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质根据DNA复制、基因指导蛋白质的合成过程，画出遗传信息的传递方向示意图。弗朗西斯·克里克遗传信息可以从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。中心法则的发展1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。

RNA复制酶情景材料一：RNARNARNA逆转录酶艾滋病病毒1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。情景材料二：DNA

中心法则的完善复制DNA逆转录转录复制RNA翻译蛋白质1.完整的中心法则图示2.内容及意义：DNADNADNA的复制DNARNA蛋白质遗传信息的转录和翻译表示遗传信息传递的法则