【課件】4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（共3課時(shí)）課件2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、 將蘇云金桿菌將蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因（抗蟲蛋白基因（BtBt抗蟲蛋抗蟲蛋白基因）白基因）轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入普通棉花普通棉花，培育出的棉花植株，培育出的棉花植株會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生BtBt抗蟲蛋白抗蟲蛋白。 轉(zhuǎn)入的是基因，得到的轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)！卻是蛋白質(zhì)！為什么會(huì)這樣？為什么會(huì)這樣？情景材料： 美國科幻電影侏羅紀(jì)公園曾轟動(dòng)一時(shí)。美國科幻電影侏羅紀(jì)公園曾轟動(dòng)一時(shí)。影片圍繞著虛構(gòu)的影片圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀(jì)公園侏羅紀(jì)公園”，展現(xiàn)了豐富，展現(xiàn)了豐富而新奇的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、而新奇的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭(zhēng)斗，相互爭(zhēng)斗，而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)

2、家利用提取的恐龍的恐龍DNADNA還原而來的還原而來的。從原理上分析，。從原理上分析，利用已利用已滅絕生物的滅絕生物的DNADNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？，真的能夠使它們復(fù)活嗎？發(fā)出綠發(fā)出綠色熒光色熒光水母水母直直接接原原因因綠色熒綠色熒光光蛋白蛋白綠色熒綠色熒光蛋白光蛋白基因基因合合成成指指導(dǎo)導(dǎo)轉(zhuǎn)基因鼠轉(zhuǎn)基因鼠 信使的尋蹤記 信使的尋蹤記核糖體DNA蛋白質(zhì)DNA(基因）主要存在于主要存在于細(xì)胞核細(xì)胞核中中蛋白質(zhì)的合成在在細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中的中的核糖體核糖體上進(jìn)行上進(jìn)行信使？充當(dāng)DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的信使的是什么物質(zhì)？實(shí)驗(yàn)1：1955年Brachet用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶

3、降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)2：1961年南非生物學(xué)家布倫納等科學(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，把細(xì)菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來的RNA有14C標(biāo)記，將分離得到的RNA分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA只能與噬菌體DNA形成雙鏈雜交分子。結(jié)論: RNA在DNA和蛋白質(zhì)合成中充當(dāng)信使。 信使的尋蹤記合作探究三：合作探究三： 閱讀課本P64 至 P65頁第二段內(nèi)容，思考下列問題：1.RNA的結(jié)構(gòu)單位是什么？由哪些成分組成？2.RNA與DN

4、A在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上的區(qū)別有哪些？3.RNA為什么適合作DNA的信使？4.RNA的種類有哪三種？ RNARNA適于作適于作DNADNA的信使的原因的信使的原因DNADNARNARNA全稱：全稱：基本單位：基本單位：全稱：全稱：基本單位：基本單位：DNADNA一般為規(guī)則的一般為規(guī)則的雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)RNARNA通常呈通常呈單鏈單鏈核糖核糖P P含氮堿基含氮堿基腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸核糖核苷酸核糖核苷酸P P脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基腺嘌呤（腺嘌呤

5、（A A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）1.1.DNADNA和和RNARNA的主要區(qū)別的主要區(qū)別結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：分布分布（真核細(xì)胞真核細(xì)胞）：）：細(xì)胞核細(xì)胞核（主要）（主要）線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體分布分布（真核細(xì)胞真核細(xì)胞）：）：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)（主要）（主要） RNARNA適于作適于作DNADNA的信使的原因的信使的原因5353脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基DNADNAAGCT53RNARNA核糖核糖堿基堿基AGCUDNA胸腺嘧啶(T)RNA尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)脫氧核糖核糖磷酸1.1.RNARNA組成組成 RNAR

6、NA適于作適于作DNADNA的信使的原因的信使的原因它也是由基本單位它也是由基本單位核苷酸核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基連接而成，由核糖、磷酸、堿基( (C C、G G、A A、U(U(尿嘧啶尿嘧啶)共同組成共同組成4 4種種核苷酸核苷酸，它也能，它也能儲(chǔ)存遺傳信息儲(chǔ)存遺傳信息。RNARNA一般是一般是單鏈單鏈，而且比，而且比DNADNA短短，因此能夠通過，因此能夠通過核孔核孔，從細(xì)胞核，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到細(xì)到細(xì)胞質(zhì)中。胞質(zhì)中。在在RNARNA與與DNADNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，但由于，但由于RNARNA中沒中沒有有T T，DNADNA中沒

7、有中沒有U U，所以當(dāng)，所以當(dāng)RNARNA與與DNADNA有關(guān)系時(shí)有關(guān)系時(shí)，U U與與A A配對(duì)配對(duì)。 RNARNA適于作適于作DNADNA的信使的原因的信使的原因3.3.RNA適于作DNA的信使的原因mRNAmRNA信使信使RNARNA攜帶遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板攜帶遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板tRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNArRNArRNA核糖體核糖體RNARNA識(shí)別并運(yùn)載氨基酸識(shí)別并運(yùn)載氨基酸核糖體的組成成分核糖體的組成成分4.4.RNARNA的種類及功能的種類及功能核糖體RNA(rRNA）單鏈單鏈核糖體組成部分蛋白質(zhì)合成的蛋白質(zhì)合成的“三劍客三劍客” RNARNA適于作適于作DNA

8、DNA的信使的原因的信使的原因種類種類mRNAmRNAtRNAtRNArRNArRNA名稱名稱信使信使RNARNA轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA核糖體核糖體RNARNA功能功能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示示意意圖圖共同點(diǎn)共同點(diǎn)傳遞遺傳信息；蛋白質(zhì)合成的模板識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)特定氨基酸組成核糖體單鏈單鏈，部分堿基配對(duì)形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物；基本單位相同；都與翻譯過程有關(guān)。5.5.RNARNA的種類、結(jié)構(gòu)及功能的種類、結(jié)構(gòu)及功能少數(shù)少數(shù)RNARNA還還具有催化作用，有的具有催化作用，有的作為作為RNARNA病毒的病毒的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) RNARNA適于作適于作DNADNA的信使的原因的信使的原因合作探究四：合作探究四：結(jié)

9、合教材64頁的文字，和圖4-4小組合作探究下列問題。1.DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？2.什么是轉(zhuǎn)錄？3.轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所？轉(zhuǎn)錄的具體過程？轉(zhuǎn)錄的結(jié)果？4.轉(zhuǎn)錄需要的原料是？5.轉(zhuǎn)錄過程中的模板？6.轉(zhuǎn)錄過程中堿基如何配對(duì)？7.遺傳信息的流動(dòng)方向？ 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程基因基因啟動(dòng)子啟動(dòng)子RNARNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄的起始（以以mRNAmRNA為例為例) )RNARNA聚合酶聚合酶結(jié)合到基因的結(jié)合到基因的啟動(dòng)子啟動(dòng)子（RNARNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)聚合酶結(jié)合位點(diǎn), ,位于位于DNADNA上）上）位置，轉(zhuǎn)錄就開始位置，轉(zhuǎn)錄就開始 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程解旋解

10、旋：在：在ATPATP的驅(qū)動(dòng)下，的驅(qū)動(dòng)下，RNARNA聚合酶聚合酶將將DNADNA雙螺旋的兩條鏈解開。雙螺旋的兩條鏈解開。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA35CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA35ATPRNA聚合酶聚合酶該過程該過程不需要解旋酶不需要解旋酶，RNARNA聚合酶有解旋作用；聚合酶有解旋作用； 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程配對(duì)：配對(duì)：游離的核糖核苷酸游離的核糖核苷酸按按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則隨機(jī)地與隨機(jī)地與D

11、NA 模板鏈上的堿基配對(duì)，模板鏈上的堿基配對(duì)，確定確定RNA的核糖核苷酸排列順序的核糖核苷酸排列順序。 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA35連接：連接：在在RNA聚合酶聚合酶的催化下的催化下從子鏈的從子鏈的5端端把子鏈的核糖把子鏈的核糖 核苷酸聚合成核糖核苷酸鏈。核苷酸聚合成核糖核苷酸鏈。合成方向：合成方向： 子鏈的子鏈的5端端 3端端 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程3 5 5 脫離：脫離：mRNA釋放，釋放，DNA雙鏈恢復(fù)雙鏈恢復(fù)UAUGCAUGAUCGAGCUUCGTA

12、TACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA35細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核mRNA 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程1.概念：2.時(shí)間：3.場(chǎng)所：4.條件：RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過程細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）模板：原料：能量：酶： 提醒：每次轉(zhuǎn)錄的只是DNA分子特定的基因片段（并非整個(gè)DNA）。DNA的一條鏈4種游離的核糖核苷酸ATPRNA聚合酶 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄( (總結(jié)）總結(jié)）（* *打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵）打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵） 堿基互補(bǔ)配

13、對(duì)AU、TA、GC、CG5.原則：6.產(chǎn)物：7.特點(diǎn)：RNA（三種RNA）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄8.遺傳信息傳遞的方向：DNARNA遺傳信息從遺傳信息從DNADNA傳遞到傳遞到RNARNA（mRNAmRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備。）上，為翻譯做準(zhǔn)備。9.轉(zhuǎn)錄的意義： 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄( (總結(jié)）總結(jié)）DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所解旋模板原料酶配對(duì)方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過程完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、 DNA聚合酶等RNA聚合酶等A-T、 TA、CG 、 GCA-U、 CG 、TA、 GC 半保留復(fù)制，

14、邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒新鏈從5端-3端延伸新鏈從5端-3端延伸 DNADNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較寫出以寫出以b b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNAmRNA堿基序列堿基序列寫出寫出b b鏈對(duì)應(yīng)的鏈對(duì)應(yīng)的a a鏈的堿基序列鏈的堿基序列DNADNA雙鏈片雙鏈片段段a a鏈鏈b b鏈鏈C CG GA AA AC CC CT TC CA AC CG GC C信使信使RNARNA

15、1.1.轉(zhuǎn)錄成的轉(zhuǎn)錄成的RNARNA的堿基序列，與的堿基序列，與DNADNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？?jī)蓷l單鏈的堿基序列各有哪些異同？G GC CU UU UG GG GA AG GU UG GC CG G轉(zhuǎn)錄成的轉(zhuǎn)錄成的RNARNA的堿基序列與的堿基序列與b b鏈（鏈（DNADNA模板鏈）模板鏈）的堿基序列是的堿基序列是互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì)的；的；轉(zhuǎn)錄成的轉(zhuǎn)錄成的RNARNA的堿基序列與的堿基序列與a a鏈（鏈（編碼鏈）編碼鏈）的堿基序列的堿基序列的區(qū)別是的區(qū)別是RNARNA鏈上的堿鏈上的堿基基U U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T T。 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討遺

16、傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討G C T T G G A G T G C GG C T T G G A G T G C G3 3. .轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個(gè)轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNADNA么？么？2 2. .轉(zhuǎn)錄時(shí)，轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNADNA鏈鏈完全解開完全解開么？么？ DNA DNA的的兩條鏈兩條鏈都可作為模板鏈么？都可作為模板鏈么？邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄; ;只有只有一條鏈一條鏈可作為模板鏈。可作為模板鏈。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄不是不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNADNA，轉(zhuǎn)錄以，轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱位驗(yàn)閱挝晃贿M(jìn)行。進(jìn)行。一個(gè)一個(gè)DNADNA分子中的兩個(gè)基因，分子中的兩個(gè)基因，不一定同時(shí)不一定同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。4 4. .一個(gè)一個(gè)D

17、NADNA分子中分子中某個(gè)基因某個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，轉(zhuǎn)錄時(shí)，其他基因其他基因是否一定也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？是否一定也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？同種生物的不同細(xì)胞中，由于同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)基因的選擇性表達(dá)，mRNAmRNA的種類和數(shù)量的種類和數(shù)量一般是不一般是不相同的相同的，但，但tRNAtRNA和和rRNArRNA的種類一般沒有差異。的種類一般沒有差異。 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討遺傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討2.2.與與DNADNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？DNADNA復(fù)制過程需要復(fù)制過程需要解旋酶和解旋酶和DNADNA聚合酶聚合酶，以，

18、以4 4種游離的種游離的脫氧核苷酸脫氧核苷酸為原料；為原料；轉(zhuǎn)錄則需要轉(zhuǎn)錄則需要RNARNA聚合酶聚合酶，以，以4 4種游離的種游離的核糖核苷酸核糖核苷酸為原料。為原料。1.1.轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄與DNADNA復(fù)制有那么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么復(fù)制有那么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？意義？轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。保證轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。保證遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性的準(zhǔn)確性。 合作探究： 3.3.轉(zhuǎn)錄成的轉(zhuǎn)錄成的RNARNA的堿基序列，與的堿基序列，與DNADNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？?jī)蓷l單鏈的堿基序列

19、各有哪些異同？RNARNA的堿基與的堿基與DNADNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系，與非模板鏈的堿基序模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系，與非模板鏈的堿基序列的區(qū)別在于列的區(qū)別在于RNARNA鏈上堿基鏈上堿基U U的位置，對(duì)應(yīng)非模板鏈上的堿基的位置，對(duì)應(yīng)非模板鏈上的堿基T T。1.關(guān)于蛋白質(zhì)生物合成的敘述，正確的是（ ） A一種tRNA可以攜帶多種氨基酸 BDNA聚合酶是在細(xì)胞核中合成的 C反密碼子是位于mRNA上相鄰的三個(gè)堿基 D線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成2.已知一個(gè)蛋白質(zhì)由2條多肽鏈組成，含肽鍵共有198個(gè)。該蛋白質(zhì)分子的模板mRNA中有A和G共200個(gè)，則轉(zhuǎn)錄成該mRNA的DNA分

20、子中，最少應(yīng)有C和T共多少個(gè)（ ）A800 B400C200D600 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯翻譯翻譯翻譯: :以以mRNAmRNA為模板，以細(xì)胞質(zhì)中游離的氨基酸為原料，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程為模板，以細(xì)胞質(zhì)中游離的氨基酸為原料，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): :將將mRNAmRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列。1. mRNA 的的堿堿基基與氨與氨基基酸酸之之間的間的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)應(yīng)關(guān)系系是是怎怎樣的？樣的？2.游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是 怎樣運(yùn)送到核糖體的？3.遺傳信息的傳遞有什么規(guī)律？mRNAmRNA：堿基的數(shù)量堿基

21、的數(shù)量排列順序排列順序種類種類蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量氨基酸的數(shù)量排列順序排列順序種類種類決定決定決定決定決定決定? ?種種4 4種種2121種種至少需要多少個(gè)堿基至少需要多少個(gè)堿基才能夠決定才能夠決定2121種不同的氨基酸？種不同的氨基酸？4 41 1=4=44 42 2=16=164 43 3=64=644 4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的種堿基如何決定蛋白質(zhì)的2121種氨基酸呢？種氨基酸呢？如果如果1 1個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基酸就只能決定個(gè)氨基酸就只能決定_種種 如果如果3 3個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1個(gè)氨基酸就可決定個(gè)氨基酸就可決定 種種 如果如果2 2個(gè)堿基決定個(gè)堿基決定1 1

22、個(gè)氨基酸就只能決定個(gè)氨基酸就只能決定_種種4 41616 64 64假設(shè)：假設(shè)：mRNAmRNA上上3 3個(gè)相鄰的堿基決定個(gè)相鄰的堿基決定1 1個(gè)氨基酸，每個(gè)氨基酸，每3 3個(gè)這樣的堿基叫做個(gè)這樣的堿基叫做1 1個(gè)個(gè)密碼子密碼子。密碼子認(rèn)讀是從密碼子認(rèn)讀是從mRNAmRNA的的53,53,相鄰的密碼子相鄰的密碼子無間隔、不重疊無間隔、不重疊 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯翻譯脯氨酸脯氨酸 例例:CCG:CCG 第第1 1個(gè)字母?jìng)€(gè)字母 第第2 2個(gè)字母?jìng)€(gè)字母 第第3 3個(gè)字母?jìng)€(gè)字母 密碼子密碼子苯丙氨酸苯丙氨酸 U U U UUUU U U UUU？ 精氨酸精氨酸 A G G AGGA G G

23、AGG2121種種氨基氨基酸的酸的密碼密碼子表子表 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯翻譯（4 4）密碼子個(gè)數(shù)：）密碼子個(gè)數(shù)： 2 2個(gè)起始密碼子個(gè)起始密碼子共共6464種種密碼子密碼子一般情況下一般情況下3 3個(gè)終止密碼子個(gè)終止密碼子（UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA）不決定氨基酸，特殊情況下不決定氨基酸，特殊情況下UGAUGA可以編碼可以編碼硒代硒代半胱氨酸。半胱氨酸。一般情況下，決定氨基酸的密碼一般情況下，決定氨基酸的密碼子子6161種種。特殊情況下特殊情況下6262種。種。真核生物只有真核生物只有1 1種種原核生物可以有原核生物可以有2 2種種AUGAUG（編碼甲硫氨酸）編碼甲硫氨

24、酸）GUGGUG（編碼（編碼甲硫氨酸甲硫氨酸, ,如果該密碼子如果該密碼子不作為不作為起始密碼子起始密碼子 時(shí)，其編碼時(shí)，其編碼纈氨酸纈氨酸）AUGAUG（編碼甲硫氨酸）編碼甲硫氨酸）（5 5）密碼子種類：）密碼子種類： 3 3個(gè)終止密碼子個(gè)終止密碼子 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯翻譯練習(xí)練習(xí):已知一段已知一段mRNA的堿基序列是的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,你能寫你能寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎?甲硫氨酸甲硫氨酸 谷氨酸谷氨酸 丙氨酸丙氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 脯氨酸脯氨酸 絲氨酸絲氨酸 賴氨酸賴氨酸 脯氨酸脯氨酸 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯

25、翻譯絕大多數(shù)氨基酸絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。都有幾個(gè)密碼子。l 密碼子的密碼子的簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性地球上幾乎所有的生地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼物都共用同一套密碼子。子。l 密碼子的密碼子的通用性通用性一種密碼子決定一種氨基酸。一種密碼子決定一種氨基酸。l 密碼子的密碼子的專一性專一性分析密碼子的特點(diǎn)分析密碼子的特點(diǎn) 二二 遺傳信息的遺傳信息的翻譯翻譯1.從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡(jiǎn)并性。你認(rèn)為密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？思考思考討論討論1.1.當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變

26、時(shí)，由于密碼的簡(jiǎn)并性簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸。酸。增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。2.2.當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸，可以保證翻譯當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸，可以保證翻譯的速度。的速度。 2.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？地球上地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。幾乎所有的生物共用一套密碼子表。說明所有生物可能有共同的起源或生命在說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。本質(zhì)上是統(tǒng)一的。通用性tRNA“搬運(yùn)工搬運(yùn)工”A AC CU U 天門

27、冬酰氨天門冬酰氨一共有多少種tRNA?反密碼子反密碼子問題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？問題：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？一種一種tRNAtRNA只能只能識(shí)別識(shí)別并并轉(zhuǎn)運(yùn)一種轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對(duì)的密碼子決定轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸由配對(duì)的密碼子決定一種氨基酸一種氨基酸可以由可以由多種多種tRNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)位于位于tRNAtRNA上，其實(shí)質(zhì)是上，其實(shí)質(zhì)是與與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3 3個(gè)相鄰的堿基，個(gè)相鄰的堿基，有有6161或或6262種種。與反密碼子種類對(duì)應(yīng)，與反密碼子種類對(duì)應(yīng)，有有6161或或6262種種。遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密

28、碼子概念概念基因中脫氧核苷酸的排基因中脫氧核苷酸的排列順序列順序mRNA中決定一個(gè)氨基中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基酸的三個(gè)相鄰堿基tRNA中與中與mRNA密碼子密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基作用作用控制生物的遺傳性狀控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列序列識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸種類種類基因中脫氧核苷酸種類、數(shù)基因中脫氧核苷酸種類、數(shù)目和排列順序的不同，決定目和排列順序的不同，決定了遺傳信息的多樣性了遺傳信息的多樣性64種種61（62）種：能翻譯出氨）種：能翻譯出氨基酸基酸3種：終止密碼子，不能翻種：終止密碼子，不能翻譯氨基酸

29、譯氨基酸61（62)種種聯(lián)系聯(lián)系基因中脫氧核苷酸的序列基因中脫氧核苷酸的序列 mRNA中核糖核苷酸的序列中核糖核苷酸的序列mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息、密碼子和反密碼子決定決定PEA甲甲A A U U G G C C A A C C U U G G G G C C G G U U U U G G C C U U G G U U C C C C U U U U A A A A3355起始起始密碼子密碼子C CA AU U5533第1步：mRNA

30、進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合；攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與mRNA上的堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)入P位點(diǎn)。遺傳信息的翻譯過程遺傳信息的翻譯過程核糖體移動(dòng)方向核糖體移動(dòng)方向PEA甲甲第第2 2步：攜帶步：攜帶組氨酸組氨酸的的tRNAtRNA以同樣以同樣的方法進(jìn)入的方法進(jìn)入A A位點(diǎn)。位點(diǎn)。C CA AU U53組組G GU UG G53A A U U G G C C A A C C U U G G G G C C G G U U U U G G C C U U G G U U C C C C U U U U A A A A3355起始起始密碼子密碼子第第3 3步：通過步：通過脫水縮合形成肽鍵脫水縮合形成肽鍵，甲

31、硫，甲硫氨酸被氨酸被轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到占據(jù)到占據(jù)A A位點(diǎn)的位點(diǎn)的tRNAtRNA上。上。核糖體移動(dòng)方向核糖體移動(dòng)方向PEA甲甲C CA AU U53色色C CC CA A53A A U U G G C C A A C C U U G G G G C C G G U U U U G G C C U U G G U U C C C C U U U U A A A A3355起始起始密碼子密碼子組組G GU UG G53精精A AC CG G53半半G GC CA A53半半A AC CA A53脯脯A AG GG G53第第4 4步：步：核糖體沿著核糖體沿著mRNAmRNA移動(dòng)移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，合

32、成讀取下一個(gè)密碼子，合成肽鏈肽鏈。核糖體移動(dòng)方向核糖體移動(dòng)方向PEAA A U U G G C C A A C C U U G G G G C C G G U U U U G G C C U U G G U U C C C C U U U U A A A A3355起始起始密碼子密碼子A AC CA A53甲甲色色組組精精半半半半脯脯A AG GG G53釋釋放放因因子子直至核糖體讀取到直至核糖體讀取到mRNAmRNA上的上的終止終止密碼子密碼子，合成才告終止。，合成才告終止。肽鏈釋放后，肽鏈釋放后，盤曲折疊盤曲折疊成具有特成具有特定定空間結(jié)構(gòu)和功能空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。的蛋白質(zhì)分子。核

33、糖體移動(dòng)方向核糖體移動(dòng)方向正在合成的肽鏈核糖體mRNA（1 1）如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？）如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？一個(gè)一個(gè)mRNAmRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)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。核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。（3 3）翻譯能夠精確進(jìn)行的原因是什么？）翻譯能夠精確進(jìn)行的原因是什么？（4 4）翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的生物學(xué)功能嗎？）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。不具有，還需要加工。mRNAmRNA為翻譯提供了精確的模板；為翻譯提供了精確的模板；通過通過mRNAmRNA上的密碼子和上的密碼子和tRNAtRNA上的反密碼子的堿基

34、互補(bǔ)配對(duì)，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。保證了翻譯能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。（2 2）多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？）多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同，因?yàn)槠淠０逑嗤Ｏ嗤?，因?yàn)槠淠０逑嗤?。多聚核糖體現(xiàn)象多聚核糖體現(xiàn)象多聚核糖體現(xiàn)象多聚核糖體現(xiàn)象正在合成的肽鏈正在合成的肽鏈核糖體核糖體mRNAmRNA（5 5）意義是？）意義是？少量的少量的mRNAmRNA分子可以分子可以迅速迅速合成合成大量大量的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)（6 6）翻譯的方向？翻譯的方向？ （即核糖體移動(dòng)的方向）（即核糖體移動(dòng)的方向）由肽鏈由肽鏈_肽鏈肽鏈_的方向進(jìn)行的方向進(jìn)行短短長(zhǎng)長(zhǎng)（從右到左（從右到左）轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較

35、轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較: DNA功能功能比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯場(chǎng)所場(chǎng)所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核模板模板DNA的一條鏈的一條鏈原料原料4種核糖核苷酸種核糖核苷酸條件條件特定的酶特定的酶,ATP等等堿基配對(duì)堿基配對(duì)A-U T-A G-C C-G產(chǎn)物產(chǎn)物一條單鏈一條單鏈mRNA信息傳遞信息傳遞DNA mRNA特定的酶特定的酶,ATP等等細(xì)胞質(zhì)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體 mRNA 21種氨基酸種氨基酸A-U U-A G-C C-G 多肽或蛋白質(zhì)多肽或蛋白質(zhì) mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)A AC CU UG GG GA AU UC C U UmRNAmRNAtRNAtRNAUGA CCU AGAUGA CCU

36、 AGA蘇氨酸蘇氨酸 甘氨酸甘氨酸 絲氨酸絲氨酸 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)密碼子密碼子ACU GGA UCUACU GGA UCUDNADNAA AC CT TG GG GA AT TC CT TT TG GA AC CC CT TA AG GA A肽鍵肽鍵 肽鍵肽鍵蛋白質(zhì)種氨基酸數(shù)目與蛋白質(zhì)種氨基酸數(shù)目與mRNAmRNA、DNADNA中堿基數(shù)目的關(guān)系中堿基數(shù)目的關(guān)系631說明：因?yàn)檎f明：因?yàn)镈NADNA中中有的有的片段無遺傳效應(yīng)片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)不能轉(zhuǎn)錄出錄出mRNAmRNA; ;轉(zhuǎn)錄出的轉(zhuǎn)錄出的mRNAmRNA中有終止密碼子，終止中有終止密碼子，終止密碼子不對(duì)應(yīng)氨基酸密碼子不對(duì)應(yīng)氨

37、基酸，所以實(shí)際上基因（，所以實(shí)際上基因（DNADNA）上所含有的堿基數(shù)要大于上所含有的堿基數(shù)要大于6n,6n,或氨基酸數(shù)目小于或氨基酸數(shù)目小于n n。因此一般題目中帶有因此一般題目中帶有“至少至少”或或“最多最多”字樣。字樣。概念：概念：場(chǎng)所：場(chǎng)所：條件：條件：產(chǎn)物：產(chǎn)物：遺傳信息傳遞方向：遺傳信息傳遞方向：特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a、模板：、模板：b b、原料：、原料：c c、轉(zhuǎn)運(yùn)工具：、轉(zhuǎn)運(yùn)工具：d d、能量：、能量：e e、堿基互補(bǔ)配對(duì)：、堿基互補(bǔ)配對(duì)：以以mRNAmRNA為模板，合成有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。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)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體mRNA

38、mRNA2121種氨基酸種氨基酸t(yī)RNAtRNAATPATP具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)RNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G GC C、C CG G、a a、翻譯結(jié)束后，、翻譯結(jié)束后，mRNAmRNA分解成單個(gè)核苷酸。分解成單個(gè)核苷酸。mRNA-tRNA小結(jié)：遺傳信息的翻譯過程小結(jié)：遺傳信息的翻譯過程真核生物： 先轉(zhuǎn)錄，后翻譯DNAmRNA邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯原核生物：拓展 真核細(xì)胞與原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄與翻譯的區(qū)別河北黃驊中學(xué)18級(jí)高一項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間細(xì)胞分裂間期生物生長(zhǎng)發(fā)育過程中場(chǎng)所細(xì)胞核（主要）細(xì)胞核（主要）核糖體模板DNA兩條鏈DNA一條鏈mRNA原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷

39、酸20種氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶等DNA解旋酶 RNA聚合酶等各種酶堿基配對(duì)AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC產(chǎn)物DNARNA蛋白質(zhì)（多肽）信息傳遞DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)特點(diǎn)半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA分子可與多個(gè)核糖體結(jié)合小結(jié)：小結(jié)：列表比較列表比較DNADNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯 紅霉素、環(huán)丙沙星、利福平等抗菌藥物紅霉素、環(huán)丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)能夠抑制細(xì)菌的生長(zhǎng), ,請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容說請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容說明這些明這些抗菌藥物可用于治療疾病的道理抗菌藥物可用于治療疾病的道理。抗菌藥物抗菌機(jī)制紅霉

40、素能與核糖體結(jié)合，抑制肽鏈的延伸環(huán)丙沙星抑制細(xì)菌DNA的復(fù)制利福平抑制細(xì)菌RNA聚合酶的活性情景材料一：DNADNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶DNADNA聚聚合酶合酶RNARNA聚聚合酶合酶RNARNA聚聚合酶合酶核糖體核糖體DNADNAmRNAmRNA多肽鏈多肽鏈復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯 中心法則的發(fā)展中心法則的發(fā)展復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯信息流動(dòng)方向信息流動(dòng)方向19571957年，年，克里克克里克提出提出中心法則中心法則DNADNARNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)制復(fù)制DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)根據(jù)根據(jù)DNADNA復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程，畫出復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程，畫出遺傳信息的傳遞方向遺傳信息的傳遞方向示意圖。示意圖。弗朗西斯弗朗西斯克里克里克克 中心法則的發(fā)展中心法則的發(fā)展DNADNARNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)制復(fù)制合作探究二：合作探究二：19571957年，年，克里克克里克提出的提出的中心法中心法則則所有生物均能適用嗎所有生物均能適用嗎？ 中心法則的發(fā)展中心法則的發(fā)展19651965年，科學(xué)家在年，科學(xué)家在RN