《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》 教學(xué)PPT課件【人教版高中生物必修2】

第四章·第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

電影《侏羅紀(jì)公園》中恐龍復(fù)活的場(chǎng)景激趣導(dǎo)學(xué)問(wèn)題探討：2.利用已滅絕的恐龍DNA真的能讓恐龍復(fù)活嗎？3.如果確實(shí)獲得恐龍的DNA要使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為首先要解決什么問(wèn)題？1.你知道導(dǎo)演如何讓恐龍復(fù)活的嗎？激趣導(dǎo)學(xué)1.理解基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過(guò)程；2.比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同；3.認(rèn)知和區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子；3.基因是如何控制蛋白質(zhì)的合成？目標(biāo)導(dǎo)學(xué)基因控制生物體的性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)直接體現(xiàn)者基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄翻譯導(dǎo)思點(diǎn)撥1955年布拉舍用RNA酶分解變形蟲(chóng)細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成停止。1955年拉斯特用已標(biāo)記尿嘧啶核苷酸的培養(yǎng)液變形蟲(chóng)細(xì)胞，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記先出現(xiàn)在細(xì)胞核，隨后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。死亡說(shuō)明：蛋白質(zhì)合成與RNA有關(guān)說(shuō)明：RNA先出現(xiàn)在細(xì)胞核，后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。轉(zhuǎn)錄的實(shí)驗(yàn)證據(jù)新課講授基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成主要在細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行通過(guò)RNARNA充當(dāng)了兩者之間信使。問(wèn)題：為什么RNA適于作DNA的信使？新課講授RNA和DNA的區(qū)別項(xiàng)目RNADNA名稱(chēng)組成基本單位結(jié)構(gòu)存在部位功能核糖核酸脫氧核糖核酸核糖核苷酸脫氧（核糖）核苷酸一般為單鏈一般為雙鏈主要存在于細(xì)胞質(zhì)中主要存在于細(xì)胞核中C、H、O、N、P核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、UC、H、O、N、P脫氧核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、T傳遞遺傳信息攜帶遺傳信息新課講授核糖與脫氧核糖新課講授12345OA12345OG12345OT12345OC12345OG12345OU

|H

|H

|H

|OH

|OH

|OH新課講授mRNA：tRNA：

rRNA：3種RNA在翻譯中起模板作用轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、識(shí)別（解讀）密碼子參與構(gòu)成核糖體信使RNA（mRNA）：遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA（rRNA）：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具。新課講授為什么RNA適于作DNA的信使？RNA也是由核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。

RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。

RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。新課講授問(wèn)題：

DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？新課講授

在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成RNA的過(guò)程，稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄新課講授DNAmRNADNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？新課講授新課講授TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA（基因）的平面結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)錄的過(guò)程解旋新課講授AG

T

AC

AA

A

T

UUGGACUGCUGADNA模板鏈新課講授AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶新課講授AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAU新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUA新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC新課講授AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCDNA模板鏈mRNA新課講授AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA細(xì)胞核核孔DNA模板鏈核膜細(xì)胞質(zhì)新課講授AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA細(xì)胞質(zhì)核膜細(xì)胞核新課講授AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核核孔DNAUCAUGAUUAmRNAmRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)新課講授TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

AG

T

AC

AA

A

T

GUUAUUAUCmRNA模板鏈非模板鏈模板鏈DNA

mRNA新課講授1、概念：2、場(chǎng)所：3、模板：4、原料：5、產(chǎn)物：6、配對(duì)原則：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程細(xì)胞核（主要）DNA的一條鏈4種游離的核糖核苷酸RNA（主要是mRNA)A-U，C-G，G-C，T-A

轉(zhuǎn)錄新課講授復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所解旋模板原料酶能量堿基配對(duì)產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAmRNAC－G、A－UC－G、T－A新課講授1、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？

2、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？思考討論DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNA比較mRNA和b鏈，以及mRNA和a鏈的堿基序列的差異。GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG按照堿基配對(duì)原則，1、寫(xiě)出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列，2、寫(xiě)出b鏈對(duì)應(yīng)的a鏈的堿基序列。新課講授mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開(kāi)始了它的新的里程------翻譯轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)，RNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？新課講授二、遺傳信息的翻譯1、概念：

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)的過(guò)程。問(wèn)題：

RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序呢？新課講授mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類(lèi)蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類(lèi)決定決定決定?種?種4種20種討論：至少要多少個(gè)堿基的不同排列順序才能夠決定20種不同的氨基酸？一個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，41=4二個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，42=16三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43=642、堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系新課講授實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1961年英國(guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由mRNA的3個(gè)堿基決定，即密碼子。信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)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3、密碼子新課講授新課講授61641種或多種相同密碼子總數(shù)是

種，但決定氨基酸的密碼子是

種。所有生物的密碼子是

的。一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由

不同的密碼子決定。新課講授P65思考與討論..AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG..

甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴(lài)氨酸脯氨酸新課講授（1）遺傳密碼共64個(gè)，能決定氨基酸的遺傳密碼只有61個(gè)。有3個(gè)終止密碼子，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的氨基酸。（起始密碼子）（2）一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸。（3）簡(jiǎn)并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一個(gè)密碼。多數(shù)氨基酸有二個(gè)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。4、遺傳密碼的特性（4）通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。新課講授

問(wèn)題：mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？5、翻譯的過(guò)程轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)新課講授tRNA——“搬運(yùn)工”

游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線----核糖體”上？ACU

天門(mén)冬酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子與密碼子相互配對(duì),轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對(duì)的密碼子決定每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有61種,所以tRNA

有61種新課講授密碼子與反密碼子一種tRNA只能攜帶一種氨基酸?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?AAU亮氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸ACU新課講授AUGGAUAUCmRNA？

甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體tRNA作用位點(diǎn)1位點(diǎn)2新課講授新課講授新課講授一個(gè)mRNA分子同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。新課講授1、概念：2、場(chǎng)所：3、模板：4、原料：5、產(chǎn)物：7、配對(duì)原則：6、運(yùn)載工具：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。核糖體mRNA20種游離的氨基酸蛋白質(zhì)（或多肽鏈）tRNAA-U，U-A，C-G，G-C

翻譯新課講授從基因的表達(dá)過(guò)程可以看出：DNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中

的排列順序，進(jìn)而決定

的排列順序，最終決定了

的結(jié)構(gòu)和功能特異性。核糖核苷酸/密碼子氨基酸蛋白質(zhì)DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯新課講授GAGUCAUGCmRNA轉(zhuǎn)錄AGAGTCTGCTCCCAGAGTDNA翻譯蛋白質(zhì)纈氨酸組氨酸精氨酸總結(jié)：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成新課講授轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程場(chǎng)所細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)原料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達(dá)新課講授比較項(xiàng)目復(fù)制

轉(zhuǎn)錄

翻譯場(chǎng)所

細(xì)胞核

細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多種酶能量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(duì)A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較新課講授對(duì)應(yīng)的氨基酸序列為：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－絲氨酸－賴(lài)氨酸－脯氨酸1、已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列？2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)說(shuō)明什么？說(shuō)明地球上所有的生物都有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語(yǔ)言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。設(shè)問(wèn)尋疑4、原核生物和真核生物基因表達(dá)的異同？真核生物基因表達(dá)場(chǎng)所不同，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中，不能同時(shí)進(jìn)行，而原核生物基因表達(dá)場(chǎng)所相同，可同時(shí)進(jìn)行。設(shè)問(wèn)尋疑3、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸的排列順序不同。直接原因：氨基酸的種類(lèi)，數(shù)目和排列順序不同，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。設(shè)問(wèn)尋疑B1、遺傳密碼的組成是（）A、由A、T、G、C四種堿基中任何三個(gè)做排列組合。B、由A、U、G、C四種堿基中任何三個(gè)做排列組合。C、由A、T、G、C、U五種堿基中任何三個(gè)做排列組合。D、由A、U、G、T四種堿基中任何三個(gè)做排列組合。診斷反饋C2、DNA決定RNA的性質(zhì)是通過(guò)（）A、信使RNA的密碼B、DNA特有的自我復(fù)