新教材人教版高中生物必修二 4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 教學(xué)課件

1、4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第四章 基因的表達 一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，即構(gòu)建生物體的藍圖。從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達及其調(diào)控過程才能實現(xiàn)。電影侏羅紀公園細胞外細胞膜（分泌） 囊泡(運輸)高爾基體（加工、修飾、包裝） 囊泡(運輸)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(加工成有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì))核糖體(合成多肽鏈)蛋白質(zhì)的合成過程：基因蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)_指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因是有 的 片段；DNA主要存在于 中，而蛋白質(zhì)的合成是在 中進行的?；蜻z傳效應(yīng)DNA細胞核細胞質(zhì)（核糖體）以_為信使RNA一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄比較項目DNA

2、RNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位2、DNA,RNA 的主要區(qū)別脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖A T C GA U C G多為雙螺旋結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)1、RNA 的基本單位及組成磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸 ； ；堿基： ； 。細胞核細胞質(zhì)3、 RNA的種類種類mRNAtRNArRNA名稱信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA分布功能結(jié)構(gòu)示意圖共同點主要在細胞質(zhì)中主要在細胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體翻譯的直接模板識別并轉(zhuǎn)運氨基酸組成核糖體單鏈單鏈單鏈都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 基本單位相同 都與翻譯過程有關(guān)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄UAAGUCCCTTGGAAA游離的核糖核苷酸RNA聚合酶m

3、RNADNA1. 解旋RNA聚合酶與編碼蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，使DNA雙鏈解開，堿基暴露出來。游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成。新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。4. 釋放3. 連接2. 配對合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄4、轉(zhuǎn)錄（1）過程：模板：原料：能量（ATP）酶：一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（2）概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，通過RNA聚合酶合成RNA的過程。（3）場所：細胞核（主要場所）葉綠體、線粒體、擬核DNA分子的一條鏈四種游離的核糖核苷酸（4）條件：RNA聚合

4、酶mRNA、rRNA、tRNA（DNA上的遺傳信息傳遞給了mRNA） 。A-U G-C T-A C-G（6）轉(zhuǎn)錄時堿基互補配對：（5）產(chǎn)物：提醒：每次轉(zhuǎn)錄的只是DNA分子特定的片段，該片段攜帶的遺傳信息能準確地傳遞給mRNA分子。 mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合，開始它新的歷程翻譯。 DNA(基因)蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯堿基的排列順序氨基酸的排列順序?qū)?yīng)關(guān)系？二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯1. 密碼子（1）概念：mRNA上三個相鄰的堿基決定一個特定的的氨基酸，遺傳學(xué)上將這三個堿基稱為密碼子。1個密碼子稱為mRNA53GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認讀是從mRNA的5

5、3相鄰的密碼子無間隔、不重疊mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G 第1個堿

6、基 第2個堿基 第3個堿基 密碼子苯丙氨酸 U U U UUU 精氨酸 A G G AGG第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸

7、谷氨酸甘氨酸G 終止密碼子： 、 _ 、_ 種類 起始密碼子： （甲硫氨酸）、（ 種） _（纈氨酸、甲硫氨酸） 64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸） UAG一種密碼子決定_種氨基酸，一種氨基酸由_密碼子決定。 1種或幾種1絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子。1.密碼子的簡并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。2.密碼子的通用性思考.討論你認為密碼子的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？根據(jù)密碼子的通用性這一事實，你能想到什么？二、遺傳信息的翻譯在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。提高翻譯速度當今生物可能有著共同的起源。二、遺傳信息的翻譯2.tRNA(1)形態(tài)：三葉草

8、形(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。35結(jié)合氨基酸的部位堿基配對（3）反密碼子mRNA53ACU密碼子UGA反密碼子位于tRNA上能與mRNA上的密碼子發(fā)生堿基互補配對的3個相鄰的堿基。3.翻譯過程二、遺傳信息的翻譯3.翻譯過程二、遺傳信息的翻譯起始運輸延伸終止脫離mRNA與核糖體結(jié)合tRNA攜帶氨基酸置于特定位置核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子，對應(yīng)tRNA運輸相應(yīng)氨基酸加到延伸中的肽鏈上當核糖體到達mRNA上的終止密碼子時，合成停止肽鏈合成后從核糖體與mRNA的復(fù)合物中脫離，通過系列加工形成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)二、遺傳信息的翻譯 游離在細胞質(zhì)中的各種氨基

9、酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。4. 翻譯概念： 5. 翻譯場所：6. 翻譯的條件：模板：mRNA原料：21種游離的氨基酸能量：ATP酶 7. 原則：堿基互補配對8. 產(chǎn)物：多肽核糖體 GC、CG、UA、AU數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，形成多聚核糖體。目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。方向：從右向左(見圖1)，判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯ACUGGAUC U蘇氨酸甘氨酸絲氨酸 mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯肽鏈DNAACTGGATCTTGACCTAGA肽鍵 肽鍵基因中的堿基數(shù)（雙鏈）mR

10、NA中的堿基數(shù)合成蛋白質(zhì)的氨基酸個數(shù)=_631探究：基因中堿基數(shù)目、mRNA與蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的關(guān)系模板鏈二、遺傳信息的翻譯針對訓(xùn)練：一條多肽鏈上有氨基酸300個，則作為合成該多肽鏈模板的mRNA分子和轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA分子至少要有堿基多少個？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900三、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則遺傳信息傳遞方向細胞核（主要場所）細胞核（主要場所）核糖體DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種游離的氨基酸ATPATPATPDNA解旋酶DNA聚合酶RN

11、A聚合酶與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的酶DNARNA多肽堿基互補配對AT TA GC CG 堿基互補配對AU TA GC CG 堿基互補配對 AU UA GC CG DNADNADNAmRNAmRNAPro真核細胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核中，翻譯發(fā)生在細胞質(zhì)中，在空間和時間上被分隔開進行；原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒有分隔，可以同時進行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。四、中心法則及補充1、提出者：克里克2、中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制(1)DNA、RNA是信息的載體。(2)蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物。(3) ATP為信息的流動提供能量生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一載體。以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞: 真核生物、原核