高中生物 第3章 遗传信息的复制与表达 第10课时 遗传信息的表达(Ⅱ)课件 北师大版必修2.ppt

第10课时遗传信息的表达 第3章遗传信息的复制与表达 目标导读1 结合教材内容 理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表 2 分析教材图3 8 概述遗传信息翻译的过程和特点 3 运用数学方法 分析碱基和氨基酸之间的对应关系 重难点击1 密码子的概念 2 遗传信息翻译的过程和特点 一碱基和氨基酸的对应关系 三基因表达中相关数量的计算 二遗传信息的翻译过程 内容索引 当堂检测 一碱基和氨基酸的对应关系 阅读教材 讨论翻译的概念以及碱基和氨基酸的对应关系 1 翻译的概念以链上的核糖核苷酸序列为模板 从一个特定的起始位点开始 按每三个代表一个氨基酸的原则 依次合成一条的过程 mrna 核糖核苷酸 多肽链 2 mrna和氨基酸的对应关系 1 mrna只含有4种碱基 组成生物体的蛋白质的氨基酸有20种 mrna上的4种碱基怎样决定蛋白质中的20种氨基酸呢 请分析 若1个碱基决定一种氨基酸 则4种碱基只能决定种氨基酸 若2个碱基决定一种氨基酸 则4种碱基只能决定种氨基酸 若3个碱基决定一种氨基酸 则4种碱基能决定种氨基酸 因此 mrna上决定一个氨基酸的碱基至少是个 64 43 16 42 4 41 3 2 密码子 见课本p39密码子表 概念 上决定一个氨基酸的个相邻的碱基称为一个密码子 密码子共有种 种类 起始密码子 编码 终止密码子 它们不编码氨基酸 普通密码子 种 对应关系a 决定20种氨基酸的密码子共有61种 b 1种密码子只能决定种氨基酸 终止密码子除外 如密码子cgu只编码 aug 64 mrna uaa 59 1 精氨酸 3 甲硫氨酸 uag uga c 1种氨基酸可由 种密码子决定 如编码精氨酸的密码子有 已知一段mrna的碱基序列是auggaagcauguccgagcaagccg 请写出对应的氨基酸序列 cgc cga cgg aga agg cgu 1种或多 脯氨酸 丝氨酸 赖氨酸 脯氨酸 甲硫氨酸 谷氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 3 密码子的特点 遗传密码在mrna分子上是连续排列的 要正确地阅读密码必须从一个正确的起点开始 以后连续不断地一个一个往下读 直到读到终止信号 决定氨基酸的密码子有种 而氨基酸只有种 因此 多数氨基酸有几个密码子与之对应 每种密码子只对应氨基酸 病毒 原核生物和真核生物的密码子是通用的 这是生命统一性的一个有力证据 但也有例外 如dna的密码子与这一通用密码子就有一些不同之处 简并性 20 连续性 专一性 61 一种 通用性 线粒体 3 trna 1 结构 三叶草形结构 一端是携带的部位 另一端有3个碱基能和mrna上的密码子互补配对 叫 2 种类 共有种 反密码子与决定61种氨基酸的密码子对应 3 功能 携带氨基酸进入核糖体 1种trna只能携带种氨基酸 1种氨基酸可由 trna携带 61 反密码子 1 1种或多种 氨基酸 遗传信息 密码子 遗传密码 反密码子的区分 1 下列对mrna的描述 不正确的是a mrna可作为合成蛋白质的直接模板b mrna上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸c mrna上有四种核糖核苷酸 编码20种氨基酸的密码子有61种d mrna只有与核糖体结合后才能发挥作用 答案 解析 问题导析 问题导析 1 在细胞核中经转录产生的 经加工后由进入细胞质 与结合可翻译产生蛋白质 2 除外 mrna上每三个相邻的碱基决定一个氨基酸 3 密码子共有64种 决定氨基酸的密码子只有种 4 蛋白质合成的场所为 mrna 核糖体 核孔 返回上页 答案 61 终止密码子 核糖体 解析mrna是合成蛋白质的直接模板 但只有与核糖体结合后才能发挥作用 mrna上的密码子有64种 其中有3个终止密码子不决定氨基酸 61种密码子决定20种氨基酸 返回上页 二遗传信息的翻译过程 1 翻译概述 2 场所 b 3 产物 e 具有 运载工具 a 原料 c 模板 d 能量酶 氨基酸 trna mrna 核糖体 一定氨基酸顺序的肽链 如图是遗传信息翻译的过程 观察该图 完成下列探究内容 1 条件 2 翻译的过程 1 当运载着一个氨基酸进入以后 就以为模板 按照原则 把转运来的氨基酸放在相应的位置上 核糖体 mrna 碱基互补配对 trna 2 一个氨基酸转运完毕以后 trna离开核糖体 又去转运下一个相应的 3 被转运来的这些氨基酸通过一个一个连接起来 形成 4 肽链合成以后 从核糖体上脱离 再经过一定的及 最终形成一个具有一定氨基酸顺序的 有一定功能的分子 氨基酸 肽链 折叠盘曲 肽键 修饰 蛋白质 3 多聚核糖体 翻译可以快速进行的原因 1 mrna与核糖体的数量关系 2 存在上述关系的意义 3 蛋白质合成的方向 据右图 判断依据是根据 4 蛋白质合成的结果 合成的仅是多肽链 要形成蛋白质还需要运送至 等结构中进一步加工 一个mrna可同时结合多个核糖体 少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白质 从左向右 多肽链的长短 长的翻 尔基体 内质网 高 译在前 答案图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mrna相同 所以合成了4条相同的肽链 而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成 也不是合成出4条不同的肽链 5 讨论 图示中合成了几条肽链 是否相同 答案 4 遗传信息的传递过程归纳由遗传信息的转录和翻译过程可以看出 dna分子上的排列顺序决定了mrna中的排列顺序 mrna中的核糖核苷酸的排列顺序又决定了的排列顺序 氨基酸的排列顺序决定了 从而使生物体表现出各种各样的 当然 从dna到生物的性状这一过程 还要受到环境等其他因素的影响 脱氧核糖核苷酸 氨基酸 蛋白质结构和功能的特异性 核糖核苷酸 遗传性状 原核生物由于没有核被膜 核糖体可以靠近核dna分子 因此原核生物具有边转录边翻译的特点 如图 小贴士 转录与翻译的不同点比较 2 判断下列关于翻译过程的描述的正误 1 终止密码子没有和其对应的trna 不能编码氨基酸 2 真核生物翻译的场所主要在细胞核中 3 三种rna都与翻译过程有关 4 翻译的过程有水生成 5 翻译需要的20种氨基酸都可以在人体内合成 答案 解析 问题导析 问题导析 1 终止密码子没有对应的 没有对应的 不编码氨基酸 2 生物的翻译场所都是核糖体 是真核生物转录的场所 3 在翻译过程中作为模板 携带氨基酸 作为场所的核糖体由和组成 4 翻译过程中氨基酸脱水缩合产生 5 组成生物体的20种氨基酸中 有12种人体能够合成的称为非必需氨基酸 有8种 婴儿9种 为人体必须从中获取的 人体不能合成的称为 氨基酸 反密码子 trna 细胞核 返回上页 答案 mrna trna rrna 蛋白质 水 必需 食物 解析 2 翻译的场所是核糖体 5 人体内能合成的氨基酸只有非必需氨基酸 返回上页 三基因表达中相关数量的计算 氨基酸是构成蛋白质的基本单位 有关氨基酸脱水缩合的计算在前面已讲过 蛋白质的合成受基因控制 那么基因 mrna以及蛋白质中氨基酸之间有什么关系呢 结合下图分析 1 转录时 组成基因的两条链中只有一条链能转录 另一条链则不能转录 基因为链结构而rna为链结构 因此转录形成的mrna分子中碱基数目是基因中碱基数目的 双 单 1 2 2 mrna中碱基数与氨基酸的关系 翻译过程中 mrna中每个相邻碱基决定一个氨基酸 每个氨基酸需要一个trna转运 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mrna碱基数目的 3 1 3 3 综上可知 基因中碱基数目 mrna碱基数目 trna数目 蛋白质中氨基酸数目 图解如下 6 3 1 1 计算中 最多 和 最少 的分析 1 翻译时 mrna上的终止密码子不决定氨基酸 因此准确地说 mrna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些 2 基因或dna上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 3 在回答有关问题时 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指导合成的蛋白质最多有n 3个氨基酸 小贴士 基因表达过程中相关数量的计算 3 一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的 含有150个肽键 则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是a 912个b 456个c 450个d 906个 答案 解析 问题导析 问题导析 1 该酶由2条肽链 150个肽键组成 所以组成该酶的氨基酸数为个 2 dna中碱基数目 rna中碱基数目 氨基酸数 6 3 1 因此基因中核苷酸数最少为个 152 答案 912 返回上页 解析首先根据缩合的概念及肽链条数计算出该酶具有的氨基酸数为150 2 152 个 再根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是152 6 912 个 返回上页 课堂小结 蛋白质 mrna 转录 翻译 6n n 3n 当堂检测 1 如图中的a b c d分别代表人体内的四种大分子化合物 下列有关说法不正确的是a 分子c的种类约61种 只含三个碱基 分子量比b小得多b b c d的合成离不开化合物a 这四种大分子化合物的主要合成场所相同c b c d三种化合物能同时存在于同一个细胞器中d a b彻底水解后可得到四种不同的化合物 四种相同的化合物 2 3 4 1 答案 解析 2 3 1 解析a b c d分别代表dna mrna trna rrna c为trna 有3个与密码子结合的游离碱基 并不是只含3个碱基 密码子有64种 其中3个终止密码子不对应trna 故分子c的种类约61种 b c d的合成叫转录 a的合成是dna的复制 它们主要在细胞核中进行 线粒体和叶绿体能翻译形成部分蛋白质 故其内含有这三种rna a b彻底水解后可得到四种不同的化合物 核糖 脱氧核糖 t u 四种相同的化合物是a c g 磷酸 4 2 由表可推知决定丝氨酸密码子的是a tcgb ucgc ugcd agc 答案 解析 2 3 1 4 2 3 1 解析转运rna上具有反密码子 与信使rna上的密码子可以碱基互补配对 由转运rna的第一个碱基可知 丝氨酸的密码子第一个碱基应是a 所以选d 4 3 已知某转运rna的反密码子的3个碱基顺序是gau 它运载的是亮氨酸 亮氨酸的密码子是uua uug cuu cua cuc cug 那么决定此亮氨酸的密码子是由dna模板链上的哪个碱基序列转录而来的a gaub catc cuad gat 答案 解析 2 3 1 解析trna上的反密码子与mrna上的碱基互补 而决定氨基酸的密码子是mrna上的碱基序列 故此亮氨酸的密码子是cua 由dna模板链上的gat转录而来 4 4 如图为某基因表达的过程 据图回答下列问题 1 能够将遗传信息从细胞核传递至细胞质的是 填标号 其基本组成单位是 进行a过程所需的酶有 2 图中 所运载的氨基酸是 密码 子 aug 甲硫氨酸 gcu 丙氨酸 aag 赖氨酸 u