【生物】基因指导蛋白质合成第二课时课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

4.1基因指导蛋白质的合成（课时2）教学目标1.阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。2.基于地球上几乎所有的生物都共用--套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。基因的表达复习蛋白质——生物大分子1.基本单位：氨基酸（21种）2.肽键:连接两个氨基酸分子的化学键3.肽链:多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链氨基酸二肽多肽蛋白质脱水缩合盘曲折叠4.合成场所:核糖体思考：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？翻译mRNA携带的遗传信息蛋白质核苷酸排序氨基酸排序合成好的mRNA核孔一、遗传信息的翻译一、遗传信息的翻译肽链（蛋白质）翻译碱基序列氨基酸序列如何决定？1.翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一、遗传信息的翻译碱基4种：A、U、C、G组成蛋白质氨基酸：21种如何决定？讨论：至少需要多少个碱基决定一个氨基酸才能够决定21种不同的氨基酸？mRNA碱基种类蛋白质氨基酸种类4种21种1个碱基决定1个氨基酸41＝4种，不够2个碱基决定1个氨基酸42＝16种，不够3个碱基决定1个氨基酸43＝64种，足够有余汉水丑生侯伟作品？4AUGCmRNAmRNAmRNA4AUGC4AUGC4AUGC4AUGC4AUGC一、遗传信息的翻译遗传密码子的破译遗传密码子的破译除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽链实验结论：与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。一、遗传信息的翻译(1)定义：2.密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(2)方向：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、不重叠决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸怎么判断？一、遗传信息的翻译第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、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组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、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UCAG21种氨基酸的密码子表UUUCGAAAG？？第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、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组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、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UCAG21种氨基酸的密码子表一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由_____________不同的密码子决定。

1种或几种专一性简并性第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、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组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、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UCAG21种氨基酸的密码子表

终止密码子：______、______、______

种类起始密码子：______（甲硫氨酸）（____种）_______（缬氨酸）编码氨基酸的密码子______种

所有生物的密码子是__________的。64相同AUGGUGUAAUAGUGA通用性(3)密码子种类：三、遗传信息的翻译起始密码子终止密码子AUG、GUG（原核、甲硫氨酸）64种UAA、UAG、UGA（终止密码子/硒代半胱氨酸）(不编码任何氨基酸)编码氨基酸的密码子______种或_____种6162所有生物的密码子是__________的。相同通用性(4)密码子特点：①专一性

一种密码子只决定一种氨基酸②简并性

一种氨基酸可由一种或多种密码子决定③通用性

几乎所有生物都共用一套密码子三、遗传信息的翻译1．密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？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，不一定会改变其对应的氨基酸；②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。2．根据密码子的通用性，你能想到什么？说明当今生物可能有着共同的起源。思考讨论UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色组甲硫精半胱半胱脯谷丝那么游离在细胞质中的氨基酸是如何运送到“生产线”上的呢？tRNA三、遗传信息的翻译3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACU密码子UGA反密码子组反密码子为GUA反密码子：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，有61或62种。密码子读取方向从5'→3'端，反密码子读取方向从3'→5'端①形态：RNA链经过折叠，形成三叶草形②功能：氨基酸识别并转运特定的氨基酸Ⅰ.一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸Ⅱ.一种氨基酸可以由多种tRNA转运③功能特点：反密码子结合氨基酸的部位碱基配对三、遗传信息的翻译3.tRNA（转运RNA）mRNA核糖体AUGACUGGAUCUUAAUAC甲硫氨酸位点1位点2mRNA进入细胞质，与核糖体结合。起始携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点1三、遗传信息的翻译4.翻译过程mRNA核糖体AUGACUGGAUCUUAAUAC甲硫氨酸位点1位点2UGA苏氨酸携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2进位三、遗传信息的翻译4.翻译过程mRNAAUGACUGGAUCUUAAUAC甲硫氨酸位点1位点2UGA苏氨酸甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上缩合三、遗传信息的翻译4.翻译过程mRNAAUGACUGGAUCUUAA位点1位点2UGA甲硫氨酸苏氨酸位点1位点2CCU

甘氨酸

?位点1位点2核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点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,继续肽链的合成移位三、遗传信息的翻译4.翻译过程mRNAAUGACUGGAUCUUAACCU甲硫氨酸苏氨酸

甘氨酸位点1位点2AGA

丝氨酸位点1位点2终止遇到终止密码子合成终止三、遗传信息的翻译4.翻译过程mRNAAUGACUGGAUCUUAAAGA甲硫氨酸苏氨酸

甘氨酸丝氨酸位点1位点2脱离肽链释放，核糖体从mRNA上解离，成为亚基，翻译结束三、遗传信息的翻译4.翻译过程联系原来的内容：合成的肽链去路？核糖体mRNA在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，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（如右图），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。1.图中核糖体的移动方向是向左还是向右？2.图中核糖体最终合成的多肽链①②③④的氨基酸序列相同吗？为什么？肽链短→肽链长相同，因为模板是同一条mRNA真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物一、遗传信息的翻译mRNA碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAA－U、U－A、G－C、C－GmRNA→蛋白质场所：原则：模板：条件：遗传信息流动：蛋白质翻译21种游离氨基酸、ATP、酶、tRNA一、遗传信息的翻译4.翻译过程过程：起始→进位→缩合→移位→终止→脱离特点：先转录，后翻译（真核）边转录，边翻译（原核）产物：多肽链盘曲折叠具有一定空间结构的蛋白质DNA复制转录翻译蛋白质时间场所模板原料条件原则特点产物信息传递细胞分裂间期主要是细胞核DNA的两条链4种脱氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留复制、边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程主要是细胞核基因的一条链4种核糖核苷酸RNA聚合酶等边解旋边转录RNA生长发育过程细胞质mRNA21种氨基酸tRNA、酶等多核糖体翻译蛋白质DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质A-U、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-C真核细胞中复制、转录、翻译的比较遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。DNARNA蛋白质转录翻译复制1957年，克里克提出中心法则DNARNA蛋白质转录翻译复制中心法则的完善逆转录复制（RNA病毒中才有）（RNA病毒中才有）二、中心法则只适用于细胞生物和DNA病毒中心法则分析DNARNA蛋白质123451DNA复制2遗传信息转录4RNA复制3遗传信息翻译5逆转录1）烟草花叶病毒（TMV）2）人免疫缺陷病毒（HIV）、肉瘤病毒3123(病毒自身携带的逆转录酶)RNA病毒4(该类病毒，部分自身携带RNA复制酶)5并非所有病毒注入到宿主细胞内的物质均只有遗传物质DNARNA蛋白质123453）具备分裂能力的细胞4）不能分裂的细胞造血干细胞：123神经细胞：23胰岛B细胞：23所含基因是否一样？中心法则分析1DNA复制2遗传信息转录4RNA复制3遗传信息翻译5逆转录DNARNA蛋白