基因指导蛋白质的合成课件-高一下学期生物人教版必修2

第四章

基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成情境导入脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列基因蛋白质转录mRNA翻译碱基氨基酸核糖体是如何读懂mRNA上的遗传信息，并精准将其“翻译”成蛋白质的？一、遗传信息的翻译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种翻译难题一1翻译的概念：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第三种方式能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要一、遗传信息的翻译(1)定义：mRNA上(2)位置：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(3)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2密码子后来科学家又通过推测和实验，证明了确实是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。一、遗传信息的翻译脯氨酸

例:CCG

第1个字母第2个字母 第3个字母密码子苯丙氨酸UUUUUU？

精氨酸AGGAGG21种氨基酸的密码子表一、遗传信息的翻译①2个起始密码子共64种UAA、UAG、UGA（硒代半胱氨酸）原核生物：AUGGUG（甲硫氨酸，若为非起始密码子——缬氨酸）真核生物：AUG（甲硫氨酸）（4）密码子种类：②3个终止密码子一种密码子决定____种氨基酸，一种氨基酸由_________密码子决定1或几种1一、遗传信息的翻译任务一：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保证翻译的速度。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。一、遗传信息的翻译任务一：分析密码子的特点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？一、遗传信息的翻译一种密码子决定一种氨基酸②简并性地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。③通用性①专一性（5）密码子的特点：一种氨基酸可由一种或多种密码子决定①增强密码子的容错性②保证翻译的速度一、遗传信息的翻译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?ACGUGAUUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸一、遗传信息的翻译3tRNA与反密码子3'5'碱基配对RNA链经过折叠，形成三叶草形。识别并转运氨基酸（1）tRNA形态：（4）反密码子：密码子AUC反密码子UGA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。（2）功能：问：若密码子为UAA，则对应的反密码子是？终止密码子结合氨基酸的部位（3）功能特点：1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸一种氨基酸可以由多种tRNA转运一、遗传信息的翻译一、遗传信息的翻译起始密码子起始：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翻译过程一、遗传信息的翻译E12甲运输：携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。脱水缩合：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：4翻译过程一、遗传信息的翻译E12延伸：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：4翻译过程一、遗传信息的翻译脱离：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。终止：直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。第六步：4翻译过程第五步：一、遗传信息的翻译正在合成的肽链核糖体mRNA（1）如何快速高效地进行翻译呢？1.概念：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。多聚核糖体现象5多聚核糖体（2）意义是？2.意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质（3）翻译的方向？

（即核糖体移动的方向）由肽链_____→肽链_____的方向进行短长一、遗传信息的翻译（5）翻译能够精确进行的原因是什么？（6）翻译合成的肽链就具有相应的生物学功能吗？不具有，还需要加工。①mRNA为翻译提供了精确的模板；②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。（4）多条肽链的氨基酸序列是否相同？相同，因为其模板相同。5多聚核糖体正在合成的肽链核糖体mRNA一、遗传信息的翻译（总结）1.概念：2.场所：3.条件：4.产物：5.遗传信息传递方向：6.特点：a.模板：b.原料：c.转运工具：d.能量：e.碱基互补配对：以mRNA为模板，合成有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。细胞质的核糖体mRNA21种氨基酸tRNAATP具有特定氨基酸顺序的蛋白质RNA→蛋白质G－C、C－G、U－A、A－Ua、翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸。mRNA-tRNA一、遗传信息的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、转录和翻译一、遗传信息的翻译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一、遗传信息的翻译GCACGTGCA模板链丙氨酸DNA（基因片段）mRNA氨基酸DNA碱基数目mRNA碱基数目氨基酸数目：：：：631DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n=6:3:1说明：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA;转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。一、遗传信息的翻译1.一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的mRNA分子和转录mRNA的DNA分子至少要有碱基多少个？A.300；600B.900；1800C.900；900D.600；900一、遗传信息的翻译2．(2023·福建福州期中)一段原核生物的mRNA上有60个碱基，其中U和G有32个，转录出该mRNA的一段DNA中的C和A的个数以及翻译合成一条多肽链时最多脱去的水分子数分别是(

)A．60，19

B．60，20C．32，19 D．28，20√二、中心法则DNA聚合酶解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶核糖体DNAmRNA多肽链复制转录翻译你能根据DNA复制和基因指导蛋白质合成的过程画一张流程图，表示遗传信息的传递方向吗？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·克里克思考：中心法则对所有生物均能适用吗？

二、中心法则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RNARNA资料1二、中心法则资料2RNA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。DNA二、中心法则

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：表示遗传信息传递的法则遗传信息可以从_______流向_______，即______________；也可以从_____流向______，进而流向_________，即_________________________，可见生命是______、______和_______的统一体物质能量信息DNADNADNA的复制DNA蛋白质遗传信息的转录和翻译RNA二、中心法则复制DNA逆转录转录复制RNA翻译蛋白质1.是否所有生物均能发生中心法则的所有过程？2.RNA生物（病毒）的遗传信息是怎样传递？二、中心法则生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物一般RNA病毒（烟草花叶病毒、SARS）逆转录病毒(HIV)翻译蛋白质复制DNA转录RNA复制RNA蛋白质翻译蛋白质翻译转录DNARNA逆转录RNA复制3.各种生物的遗传信息传递过程二、中心法则（1）能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递（2）高度分化的细胞（洋葱表皮细胞）请写出以下生物的遗传信息的传递过程：二、中心法则中心法则的所有过程并不适用于所有生物，但所有生物均能发生一部分过程。DNA合成过程既包括DNA复制过程，也包括在逆转录酶作用下以RNA为模板合成DNA的过程。中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则，但配对的碱基有差别。4.中心法则的3点提醒二、中心法则模板产物原料碱基互补DNA复制转录翻译RNA复制逆转录DNADNARNARNAmRNA脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸脱氧核苷酸DNADNARNARNA多肽A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-GA-TU-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G

5.与遗传信息流动有关的几个过程比较：小结场所模板原料产物细胞核DNA分子的一条链4种核糖核苷酸mRNAtRNArRNA场所模板原料产物核糖体21种氨基酸具有一定氨基酸顺序的肽链(蛋白质)mRNA转运蛋白质DNARNA逆转录