4.1+基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)）+課件【知識(shí)精講精研】高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章基因的本質(zhì)第節(jié)2

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成04遺傳信息的翻譯1.定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程，稱為遺傳信息的翻譯。DNA攜帶的遺傳信息mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯堿基排序堿基排序氨基酸排序04遺傳信息的翻譯mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定討論：4種堿基怎么決定蛋白質(zhì)的21種氨基酸？1個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

2個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

3個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

44種21種411642644304遺傳信息的翻譯2.密碼子：mRNA

上

3

個(gè)相鄰的堿基決定

1

個(gè)氨基酸，每

3

個(gè)這樣的堿基叫作1

個(gè)密碼子。mRNA5'3'GUGGAACCU密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3'，相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊。纈氨酸組氨酸精氨酸苯丙氨酸第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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(gè)堿基第2個(gè)堿基

第3個(gè)堿基密碼子

UUUUUU

AGGAGG苯丙氨酸精氨酸第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)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

終止密碼子：

、

、

種類

起始密碼子：

（甲硫氨酸）、（

種）

_____（纈氨酸、甲硫氨酸）

編碼氨基酸的密碼子______種64UAAUGA（硒代半胱氨酸）UAGAUGGUG62特殊密碼子說(shuō)明：①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。2.密碼子的簡(jiǎn)并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。3.密碼子的通用性討論1：你認(rèn)為密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存和發(fā)展有什么意義？討論2：根據(jù)密碼子的通用性這一事實(shí)，你能想到什么？①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；②提高使用頻率。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同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。一種密碼子決定一種氨基酸。1.密碼子的專一性分析密碼子的特性思考·討論3.tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)：①形態(tài)：②功能特點(diǎn)：③反密碼子RNA鏈經(jīng)過(guò)折疊，形成三葉草形識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸。（tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)）mRNA5'3'ACU反密碼子密碼子位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基。密碼子=反密碼子=62長(zhǎng)臂04遺傳信息的翻譯4.過(guò)程：第1步mRNA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(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。第2步攜帶某個(gè)氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。第3步甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。第4步核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成

就這樣，隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過(guò)來(lái)，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止核糖體核糖體核糖體

U

AU

C

Gu

C

U

G

G

G

A

U

A

C

U

A

C

C

G

u

G

G

A

C

U

GUAGAAUACAGUCACCGGAUmRNA脫水縮合肽鍵04遺傳信息的翻譯5.場(chǎng)所：6.條件：7.結(jié)果：核糖體能量：

酶：模板：原料：原則：ATP肽酰轉(zhuǎn)移酶（連接肽鍵）mRNA21種游離氨基酸

堿基互補(bǔ)配對(duì)A－U、U－AG－C、C－G多肽鏈8.特征：（1）如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈合成。（2）以同一模板合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同，因?yàn)槠淠０逑嗤?）翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的功能嗎？不具有，還需要進(jìn)一步加工。mRNA核糖體8.特征：（4）真、原核細(xì)胞基因的表達(dá)有什么區(qū)別？真核細(xì)胞中先轉(zhuǎn)錄后翻譯，原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯拓展例：如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄時(shí)產(chǎn)生它的基因片段中至少有________個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)中至多有________個(gè)氨基酸。DNA堿基總數(shù)：mRNA堿基數(shù)：多肽鏈氨基酸數(shù)=6：3：12nn/3注意：無(wú)特別說(shuō)明，不考慮終止密碼05中心法則中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)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中心法則的完善：1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，它能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。1970年，在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA復(fù)制RNA逆轉(zhuǎn)錄中心法則圖解（虛線表示少數(shù)生物的遺傳信息的流向）生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物一般RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制RNA各種生物的遺傳信息傳遞過(guò)程參與翻譯的RNA有____種DNA中有氫鍵，RNA中無(wú)氫鍵（

）轉(zhuǎn)錄只能在細(xì)胞核中進(jìn)行（）轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中堿基配對(duì)方式完全相同（）一種氨基酸一定由多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)（）一種氨基酸只能有一種密碼子決定（）RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（）轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)在RNA分子上（）DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程一定都需要解旋酶（）×××××一種或多種×××3練習(xí)與運(yùn)用易錯(cuò)判斷

(1)一個(gè)DNA分子上有很多基因，轉(zhuǎn)錄是以基因的一條鏈為模板的。(

)(2)轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，且配對(duì)方式相同。()(3)由于基因選擇性表達(dá)，一個(gè)DNA分子在不同細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出來(lái)的mRNA不完全相同。()(4)三種RNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)。()(5)RNA聚合酶具備解旋的功能。()(6)不同種類的細(xì)胞，mRNA的種類和數(shù)量不同，但tRNA和rRNA種類一般無(wú)差異。()×√√√√√比較項(xiàng)目DNA復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄模板原料堿基互補(bǔ)配對(duì)原則酶產(chǎn)物時(shí)期DNA分子RNA分子DNA的兩條鏈DNA的一條鏈四種脫氧核糖核苷酸四種核糖核苷酸A-T；G-CA-U；T-A；G-C解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的區(qū)別細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程思考·討論復(fù)制