基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時(shí)課件 【知識(shí)精講精研+能力培優(yōu)提升】 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)）第四章基因的表達(dá)主講教師：馬靜目標(biāo)010203概述遺傳信息的翻譯過程，闡明中心法則的具體內(nèi)容。（生命觀念）由中心法則的提出到完善，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的；基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。（科學(xué)探究）計(jì)算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)條件遺傳信息的轉(zhuǎn)錄模板原料酶能量DNA的一條鏈以細(xì)胞中游離的4種核糖核苷酸RNA聚合酶ATP等（打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵）意義

方向結(jié)果遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上。RNA（mRNA、tRNA、rRNA）從5'端向3'端延伸轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)，那么，mRNA上的遺傳信息如何傳遞到蛋白質(zhì)上呢？背景：組成mRNA的堿基只有4種，組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。問題1：mRNA上至少有幾個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸？請(qǐng)從排列組合的角度預(yù)測。如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸4種堿基能編碼決定4種氨基酸4種堿基能編碼決定16種氨基酸4種堿基能編碼氨基酸組合64種氨基酸41=442=1643=641954年，物理學(xué)家伽莫夫根據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算提出“假說”：mRNA上3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸尋找證據(jù)：1961年，克里克以T4噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料,研究其中某個(gè)基因堿基的增加或減少對(duì)其所編碼的蛋白質(zhì)的影響，在相關(guān)堿基序列中增加或刪除1個(gè)或2個(gè)堿基，無法產(chǎn)生具有正常功能的蛋白質(zhì)，但是當(dāng)增加或刪除3個(gè)堿基時(shí)，卻合成了具有正常功能的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)說明：mRNA上幾個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸？(1)定義：mRNA上，決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。(3)識(shí)別：mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子2密碼子1密碼子3密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3',相鄰的密碼子無間隔、不重疊。決定纈氨酸決定組氨酸決定精氨酸1.密碼子(2)位置：mRNA上1961年，尼倫伯格和馬太，破譯了UUU密碼子UUUCGA第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止、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組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天冬酰胺天冬酰胺賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸、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密碼子共64個(gè)終止密碼子UAA、UAG、UGA起始密碼子真核生物：GUG編碼纈氨酸，不作為起始密碼子。能編碼氨基酸的密碼子共62個(gè)AUG：甲硫氨酸GUG：甲硫氨酸密碼子的通用性：密碼子的簡并性一種氨基酸可以由1種或多種不同的密碼子決定不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子密碼子的專一性一種密碼子決定1種氨基酸實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1．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(gè)相鄰的堿基

B．DNA上3個(gè)相鄰的堿基

C．tRNA上3個(gè)相鄰的堿基

D．mRNA上3個(gè)相鄰的堿基UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲tRNA問題2：將氨基酸運(yùn)送到“生產(chǎn)線”的tRNA具有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？3'5'特異性結(jié)合氨基酸的部位堿基配對(duì)mRNA5'3'ACU密碼子UGA反密碼子2.運(yùn)輸氨基酸的工具——tRNA(1)形態(tài)：RNA單鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草結(jié)構(gòu)(2)功能：識(shí)別密碼子并轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸①一種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸②一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)(3)特點(diǎn)：形成氫鍵(4)種類：反密碼子，共61或62種氨基酸與tRNA是否是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系呢？

讀反密碼子的方向：3’→5’問題3：以mRNA為模板，合成蛋白質(zhì)的具體過程是怎樣的？活動(dòng)：以小組為單位，嘗試推斷并構(gòu)建蛋白質(zhì)合成的過程模型：起始、延伸和終止（參考P68的圖4—7）UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA第1步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合?！^程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1攜帶甲硫氨酸的tRNA,通過與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2第2步攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA第3步位點(diǎn)1位點(diǎn)2氨基酸脫水縮合形成肽鍵CAC色甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2第4步核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)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(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2,繼續(xù)肽鏈的合成——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2形成肽鍵——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2核糖體移動(dòng)讀取下一個(gè)密碼子——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2

形成肽鍵——過程UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA位點(diǎn)1位點(diǎn)2核糖體移動(dòng)讀取下一個(gè)密碼子終止密碼子無tRNA與之配對(duì)UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’CAC色組UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU絲GGA肽鏈釋放，核糖體從mRNA上解離，翻譯結(jié)束①概念：②場所：③條件：④產(chǎn)物：⑤遺傳信息傳遞方向：a、模板：b、原料：c、能量：d、酶：d、轉(zhuǎn)運(yùn)工具：e、堿基互補(bǔ)配對(duì)：以mRNA為模板，合成有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。細(xì)胞質(zhì)的核糖體mRNA21種氨基酸t(yī)RNAATP具有特定氨基酸順序的多肽鏈RNA→蛋白質(zhì)A－U、U－A、C－G、G－CmRNA-tRNA多種酶3.翻譯過程課堂小結(jié)：1、如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？

多聚核糖體現(xiàn)象一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。2、多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？

相同，因?yàn)槠淠０逑嗤?、翻譯能夠精確進(jìn)行的原因是什么？

①mRNA為翻譯提供了精確的模板；②通過mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子的堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了翻譯能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。4、翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的生物學(xué)功能嗎？不具有，還需要加工。5、翻譯的方向？

由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進(jìn)行短長（從右到左）DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間場所模板原料酶能量原則特點(diǎn)產(chǎn)物方向信息傳遞細(xì)胞分裂前的間期生長發(fā)育全過程主要是細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)DNA的兩條鏈基因特定的一條鏈mRNA四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸21種氨基酸解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶ATPATPATP子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA肽鏈（蛋白質(zhì)）A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA可結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)合成多條肽鏈DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)從短肽鏈到長肽鏈5’端-3’端延伸5’端-3’端延伸如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄時(shí)產(chǎn)生它的基因片段中至少有________個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)中至多有________個(gè)氨基酸。DNA堿基總數(shù)：mRNA堿基數(shù)：多肽鏈氨基酸數(shù)=6：3：12nn/34.基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA隨著研究的深入，科學(xué)家對(duì)中心法則做出了補(bǔ)充。1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，它能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。1970年，在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制問題4：遺傳信息的傳遞有什么規(guī)律？10．如圖表示真核生物核DNA遺傳信息傳遞的部分過程。據(jù)圖回答問題：(1)①、③表示的遺傳信息傳遞過程依次是________、________。(2)