基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時）課件 【高效課堂精研精講】高中生物人教版必修2

第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

Gene

guided

protein

synthesis溫故知新DNAmRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯二、遺傳信息的翻譯游離在細(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序列的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。1.概念：mRNA（堿基序列）蛋白質(zhì)（氨基酸序列）翻譯問題一：mRNA的4種堿基是怎么決定蛋白質(zhì)的21種氨基酸的呢？如果1個堿基對應(yīng)1個氨基酸，4種堿基決定_______種氨基酸；如果2個堿基對應(yīng)1個氨基酸，4種堿基決定________種氨基酸；如果3個堿基對應(yīng)1個氨基酸，4種堿基決定________種氨基酸。416（42）64（43）＜21種氨基酸＜21種氨基酸＞21種氨基酸至少3個堿基決定1個氨基酸才能滿足需要。數(shù)學(xué)小游戲?qū)嶒?yàn)證據(jù)1961年克里克實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：T4噬菌體實(shí)驗(yàn)過程：增加或刪除1個/2個/3個堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①增加或刪除1個/2個堿基,無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；②增加或刪除3個堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。每3個這樣的堿基叫作1個密碼子。第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G探究活動一：請同學(xué)們閱讀課本67頁，小組合作，討論并回答下列問題：1.密碼子共有多少種？起始密碼子幾種？分別為？終止密碼子有幾種？分別為？所有的密碼子都編碼氨基酸嗎？2.查閱密碼子表，ACU編碼什么氨基酸？蘇氨酸的密碼子是什么？根據(jù)此結(jié)果，你能得到什么結(jié)論？3.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？一、翻譯1.密碼子共有多少種？起始密碼子幾種？分別為？終止密碼子有幾種？所有的密碼子都編碼氨基酸嗎？2.查閱密碼子表，ACU編碼什么氨基酸？蘇氨酸的密碼子是什么？根據(jù)此結(jié)果，你能得到什么結(jié)論？密碼子共有64種，起始密碼子有2種，分別是AUG(真核）、GUG（原核），終止密碼子有3種，分別是UAA、UAG、UGA編碼氨基酸的密碼子62種ACU編碼的氨基酸為蘇氨酸，蘇氨酸的密碼子是ACU、ACC、ACA、ACG絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子。②密碼子的簡并性③密碼子的通用性一種密碼子決定一種氨基酸。①密碼子的專一性幾乎所有的生物體都共用上述密碼子第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G翻譯的過程第1步：mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。形成蛋白質(zhì)合成的“生產(chǎn)線”。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’問題二：游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎么送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）

3'5'UAC

探究活動二：請同學(xué)們看圖思考下列問題：1.tRNA的形狀像什么？是單鏈還是雙鏈？如何維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的呢？2.結(jié)合氨基酸的部位在

端（3’或5’）。3.結(jié)合氨基酸的另一端有3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對，這3個堿基叫作

。形似三葉草；單鏈結(jié)構(gòu)；

在某些部位以氫鍵連接，形成雙鏈區(qū)域。結(jié)合氨基酸的部位氫鍵3’反密碼子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’UAC甲硫氨酸問題三：tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)來的氨基酸如何在核糖體上形成蛋白質(zhì)？

結(jié)合教材68頁圖4-7，回答以下問題:1．mRNA上的什么信息決定翻譯的起始和終止？2．核糖體上有幾個tRNA的結(jié)合位點(diǎn)？核糖體移動的方向是什么？

3．氨基酸的排列順序是由mRNA的堿基序列決定還是由tRNA決定？起始密碼子決定翻譯的起始終止密碼子決定翻譯的終止核糖體移動的方向2個，5端到3端mRNA的堿基序列翻譯的過程第1步：mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。形成蛋白質(zhì)合成的“生產(chǎn)線”。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’組UGGAUC甲硫位點(diǎn)1位點(diǎn)2第2步：攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’組UGGAUC甲硫位點(diǎn)1位點(diǎn)2氨基酸脫水縮合形成肽鍵第3步：甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫位點(diǎn)1位點(diǎn)2第4步：核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1,一個新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2終止密碼子

肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，通常經(jīng)過一系列步驟，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，然后開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動的各項(xiàng)職責(zé)。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序列的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。概念場所模板原料酶產(chǎn)物細(xì)胞質(zhì)中的核糖體mRNA21種游離的氨基酸多種酶堿基互補(bǔ)配對具有一定氨基酸序列的多肽鏈（蛋白質(zhì)）課堂小結(jié)：遺傳信息的翻譯能量ATP提供條件原則mRNA蛋白質(zhì)遺傳信息流動:思考:如何加快蛋白質(zhì)的合成速度呢？一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈。2．翻譯的方向____________。從左到右思考：1．同時合成的多條肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?，為什么？相同，因?yàn)槟０鍨橥粭lmRNA。結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)多聚核糖體少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)意義二、中心法則你能從信息傳遞的角度，用文字和箭頭表示細(xì)胞中遺傳信息的傳遞規(guī)律嗎？轉(zhuǎn)錄翻譯RNADNA蛋白質(zhì)克里克復(fù)制中心法則二、中心法則【資料1】1965年，科學(xué)家在某種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?！举Y料2】1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯RNADNA蛋白質(zhì)復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄生物種類遺傳信息的傳遞過程以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物一般RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制RNA蛋白質(zhì)翻譯蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄DNA逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制二、中心法則總結(jié)：DNA復(fù)制（染色體）轉(zhuǎn)錄翻譯場所解旋模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物主要細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）DNA的兩條鏈DNA的一條鏈每個位點(diǎn)都有解開有遺傳效應(yīng)的片段解開4種脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATPA—T,C—GA—U,T—A,C—G,G—CDNAmRNA/（rRNA、tRNA）4種核糖核苷酸A—U,U—AC—G,G—CATP多肽鏈多種酶21種氨基酸mRNA細(xì)胞質(zhì)中的核糖體（線粒體、葉綠體）主要細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）原核生物和真核生物的區(qū)別核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯過程示意圖真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯過程示意圖邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯基因表達(dá)過程中的相關(guān)計算DNA、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系

6∶3∶1說明：因?yàn)镈NA中有的片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA;轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應(yīng)氨基酸，所以實(shí)際上基因（DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于n。一、概念檢測1.基因的表達(dá)包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。（

）（2）一個密碼子只能對應(yīng)一種氨基酸，一種氨基酸必然有多個密碼子。（

）××2.密碼子決定了蛋白質(zhì)的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼子是指（

）A.基因上3個相鄰的堿基B.