4.1基因指导蛋白质的合成第2课时课件-高一下学期生物人教版必修2

第四章第一节

基因指导蛋白质的合成

第2课时参与转录的酶是______________；转录的产物是______________________。转录的场所是______________；转录的模板是______________；DNA的一条链RNA聚合酶mRNA、tRNA、rRNA

将Bt抗虫蛋白基因转入棉花细胞后，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白，这个过程中基因表达的第一步是什么？主要是细胞核转录转录DNAmRNA蛋白质如果1个碱基对应1个氨基酸，4种碱基决定_______种氨基酸；如果2个碱基对应1个氨基酸，4种碱基决定________种氨基酸；如果3个碱基对应1个氨基酸，4种碱基决定________种氨基酸。416（42）64（43）（一）由21种氨基酸构成的多样的蛋白质是如何被只含有4种不同碱基的mRNA所编码呢？＜21种氨基酸＜21种氨基酸＞21种氨基酸至少3个碱基决定1个氨基酸才能满足需要。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。密码子决定密码子密码子决定决定缬氨酸精氨酸组氨酸mRNA密码子1961年克里克实验实验材料：T4噬菌体实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响。实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：①增加或删除1个/2个碱基，无法正常产生蛋白质；②增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。1961年蛋白质的体外合成实验科学家：尼伦伯格、马太实验过程：①在每个试管中分别加入1种氨基酸；②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。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。遗传密码的破译除去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UCAG

终止密码子：

、

、

。

种类起始密码子：

（甲硫氨酸）、（

种）

（甲硫氨酸）编码氨基酸的密码子___种（一般来说）64UAAGUGAUGUGA61UAG一种密码子决定____种氨基酸，一种氨基酸由

密码子决定。

1种或几种11.21种氨基酸的密码子表遗传密码的破译密码子64(43)种3种终止密码：61种密码子编码20种氨基酸UAAUAGUGAUGA:在特殊情况下可编码第21种氨基酸：硒代半胱氨酸AUG编码甲硫氨酸同时作为起始密码GUG编码缬氨酸，在原核生物中作为起始密码时编码甲硫氨酸生物界共用一套遗传密码。2.密码子的特点①专一性：②简并性：③通用性：一种密码子只决定一种氨基酸。一种氨基酸可以由几种密码子决定。维持物种的稳定性

21种氨基酸的密码子表不编码任何氨基酸每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸分子内配对结合氨基酸的部位AAG游离在细胞质中的氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上呢？tRNA三维结构tRNA反密码子tRNAAUGUUCUGGCGmRNA5'3'苯丙氨酸①形态：②特点：③反密码子：三叶草形位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基tRNA转运来的氨基酸在核糖体上是如何形成蛋白质的？

观看翻译的视频，结合教材68页图4-7，尝试描述翻译的过程并回答问题。遗传信息的翻译1．mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？2．根据密码子的阅读方式，图中mRNA上共有几个密码子？起始密码子决定翻译的起始终止密码子决定翻译的终止

10个。遗传信息的翻译3．核糖体移动的方向是什么？核糖体移动的方向

从起始密码子开始翻译，沿着mRNA按照5'到3'的方向读取密码子，直至读到终止密码子，翻译终止。遗传信息的翻译

4．翻译合成的肽链能直接承担相应的生物学功能吗？

肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。1.概念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叫作翻译。2.实质核糖体3.场所4.过程mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。遗传信息的翻译组氨酸G

U

G色氨酸A

CCUAC甲硫氨酸AGUCCAUAAGGU5´3´tRNA将氨基酸转运到

mRNA上的相应位置

5´3´AGUCCAUAAGGU组氨酸G

U

G色氨酸A

CC甲硫氨酸核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对5.条件（1）原料（3）能量（2）模板（4）产物21种氨基酸mRNA一般是ATP具有一定氨基酸顺序的蛋白质6.原则碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C）mRNA→蛋白质8.遗传信息流动（5）酶肽酰转移酶7.密码子的阅读方向5´→3´9.翻译效率（1）数量关系（2）方向（3）意义（4）结果

1个mRNA可相继结合

个核糖体，

进行多条肽链的合成，称为多聚核糖体。多同时从

到

（如图：从

）。短长左到右少量的mRNA分子可以迅速合成出

的蛋白质。大量合成多条

的肽链。（理由：

相同）相同模板mRNA10.特点快速高效tRNAmRNA2甲硫氨酸终止密码子核糖体翻译过程的模型图解读1.图甲模型分析(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为

、核糖体、

、多肽链。(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成

个tRNA结合位点。(3)翻译起点：起始密码子决定的是

或缬氨酸。(4)翻译终点：识别到

(不决定氨基酸)翻译停止。(5)翻译进程：

沿着mRNA移动，mRNA不移动。2.图乙模型分析图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是

，⑥是

，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：(1)数量关系：一个mRNA可同时结合

，形成多聚核糖体。(2)意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。(3)方向：图乙中核糖体的移动方向为

，

判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至

_________________等结构中进一步加工。(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：

。mRNA核糖体多个核糖体从右向左内质网、高尔基体有相同的模板mRNA3.图丙模型分析图丙表示

的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在

上同时进行翻译过程。原核细胞核糖体（1）tRNA只有三个碱基（）（2）DNA中含有氢键，RNA中不含氢键（）××

如合成由n个氨基酸组成的蛋白质，在不考虑终止密码子等情况下，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n：3n：n=6：3：1DNAmRNA蛋白质转录翻译因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上DNA所含有的碱基数要大于6n，或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。说明计算中“最多”和“最少”的分析（1）mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。（2）DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：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）注意“最多”或“最少”：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指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸ATP

解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶与蛋白质合成有关的酶DNARNA多肽碱基互补配对A－T、T－A

G－C、C－G碱基互补配对A－U、T－AG－C、C－G碱基互补配对A－U、U－AG－C、C－G中心法则1.提出者克里克2.内容遗传信息可以从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生物种类遗传信息的传递过程原核生物真核生物DNA病毒RNA复制病毒逆转录病毒转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制RNA翻译蛋白质