4.1基因指導蛋白質(zhì)的合成課件-高一下學期生物人教版必修2(1)2

基因指導蛋白質(zhì)的合成問題探討P64

電影《侏羅紀公園》圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀公園”，展現(xiàn)了豐富而新奇的科學幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、互相爭斗，而這些復活的恐龍是科學家利用提取的恐龍DNA還原而來。討論：從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復活嗎？知識回顧基因是什么？DNA主要分布在哪里？蛋白質(zhì)在哪里合成？有遺傳效應(yīng)的DNA片段。細胞核。細胞質(zhì)的核糖體。DNA主要在細胞核蛋白質(zhì)的合成細胞質(zhì)(核糖體)進行指導通過RNADNA在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)中進行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？問題為什么RNA是DNA的信使？脫氧核糖核苷酸一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P64-65DNARNA全稱：基本單位：全稱：基本單位：DNA一般為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA通常呈單鏈腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脫氧核糖核酸脫氧核糖核苷酸核糖核酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）核糖核苷酸一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P64-65與DNA結(jié)構(gòu)相似，由核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息；1RNA一般為單鏈，比DNA短，容易通過核孔，轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中；2探究：RNA能將DNA攜帶的遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中應(yīng)有何特點？所有RNA都能攜帶DNA的遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中嗎？RNA也遵循“堿基互補配對原則”，故以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。3一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA種類和功能種類名稱分布功能結(jié)構(gòu)共同點tRNAmRNArRNA信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA單鏈單鏈，部分堿基配對形成三葉草型結(jié)構(gòu)單鏈轉(zhuǎn)錄遺傳信息翻譯的模板識別密碼子、轉(zhuǎn)運氨基酸核糖體組成結(jié)構(gòu)的一部分主要在細胞質(zhì)中主要在細胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體①都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物②基本單位相同③都與翻譯過程有關(guān)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA是怎樣產(chǎn)生的呢？在

中，通過

以DNA的

為

，按照

的原則合成

的過程。（1）概念：細胞核一條鏈模板堿基互補配對（2）遺傳信息傳遞方向：從

轉(zhuǎn)移到了

。（3）場所：主要在

中。DNAmRNA細胞核RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶將DNA雙鏈解開，堿基暴露出來第一步游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對第二步在RNA聚合酶的作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的RNA分子上第三步合成的RNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復第四步3′3′5′5′5′RNA與模板鏈是反向的堿基互補配對DNARNAA--UT--AC--GG--C磷酸二酯鍵RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65RNA聚合酶以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65以mRNA為例說明轉(zhuǎn)錄的基本過程AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA核孔DNA一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄P65轉(zhuǎn)錄的概念？1一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄主要在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄的場所？2轉(zhuǎn)錄的模板3轉(zhuǎn)錄的原料4轉(zhuǎn)錄的條件5轉(zhuǎn)錄的堿基配對方式6轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物？7細胞核、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模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同時具有解旋功能）G-C

C-G

T-A

A-U三種RNA（mRNArRNAtRNA)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄特別注意：轉(zhuǎn)錄需要解旋，但不需要解旋酶（RNA聚合酶本身具有解旋酶的作用）。堿基之間形成氫鍵不需要酶的催化。

聯(lián)系細胞分化：不是所有基因都會轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細胞分化時基因選擇性表達源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄復制轉(zhuǎn)錄場所模板原料酶能量堿基配對產(chǎn)物主要在細胞核主要在細胞核DNA的兩條鏈DNA的一條鏈4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATP子代DNAG－C、C－G、T－A、A－TG－C、C－G、T－A、A－URNA練一練按照堿基配對原則，1、寫出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的RNA堿基序列，2、寫出與b鏈對應(yīng)的a鏈的堿基序列。DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGCRNA比較RNA和a鏈的堿基序列的差異。請標注出RNA的5'端和3'端，并指出延伸方向5'3'練一練按照堿基配對原則，1、寫出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的RNA堿基序列，2、寫出與b鏈對應(yīng)的a鏈的堿基序列。比較RNA和a鏈的堿基序列的差異。請標注出RNA的5'端和3'端，并指出延伸方向3'5'DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGCRNA3'5'3'GCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG5'二、遺傳信息的翻譯P66轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)的氨基酸序列，那么，mRNA的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中的氨基酸序列呢？mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)核苷酸排序氨基酸排序二、遺傳信息的翻譯P66游離在細胞質(zhì)中的各種

，在

內(nèi)以

為模板合成具有一定氨基酸順序的

的過程。翻譯氨基酸核糖體mRNA蛋白質(zhì)遺傳信息傳遞方向：從

轉(zhuǎn)移到了

。場所：在

中。蛋白質(zhì)mRNA核糖體二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66UCAUGAUUAmRNA如1個堿基決定1個氨基酸決定4種氨基酸如2個堿基決定1個氨基酸決定16種氨基酸如3個堿基決定1個氨基酸

決定64種氨基酸

組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個堿基對應(yīng)1個氨基酸如4個堿基決定1個氨基酸

決定256種氨基酸

經(jīng)過不斷的推測與實驗得知：1個密碼子稱為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?。┍彼峁劝彼岣拾彼酖

第1個字母第2個字母 第3個字母密碼子苯丙氨酸UUUUUU

蘇氨酸ACGACG？二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66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提示：正常情況下UGA是終止密碼子(不編碼氨基酸)，特殊情況下編碼硒代半胱氨酸。原核生物可以使用GUG作為起始密碼子，此時編碼的是甲硫氨酸。二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66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?。┍彼峁劝彼岣拾彼酖問題：一共有多少個密碼子？真核生物的起始密碼子是？終止密碼子是？起始密碼子編碼氨基酸嗎？終止密碼子編碼氨基酸嗎？編碼氨基酸的密碼子有多少個？64個AUGUAA、UAG、UGA(可編碼氨基酸）一般不61個二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66編碼問題：絕大多數(shù)氨基酸都有好幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱為密碼的簡并（性），你認為密碼的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？幾乎所有的生物體都共用上述密碼子，根據(jù)這一事實，你能想到什么？生物有共同起源提高密碼子的容錯性；保證翻譯速度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?。┍彼峁劝彼岣拾彼酖二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66二、遺傳信息的翻譯——密碼子P66密碼子的簡并性：像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子的現(xiàn)象。（簡并性的意義：維持物種的穩(wěn)定性）密碼子的通用性：幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。（生物之間存在或近或遠的親緣關(guān)系）密碼子與氨基酸關(guān)系：①1種氨基酸可能由1種或幾種密碼子決定。②1種密碼子只能決定1種氨基酸（正常情況下）。二、遺傳信息的翻譯——反密碼子P67mRNA進入細胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機器”——核糖體結(jié)合起來，形成合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。合成蛋白質(zhì)的原料——氨基酸會直接與mRNA上的密碼子結(jié)合嗎？將氨基酸運送到“生產(chǎn)線”上去的是“搬運工”——tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）tRNA是怎么把氨基酸和mRNA聯(lián)系起來的？二、遺傳信息的翻譯——反密碼子P67一種密碼子→____種氨基酸一種密碼子→____種反密碼子一種反密碼子→____種氨基酸分子結(jié)構(gòu)特別：三葉草的葉形，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個相鄰的堿基，這3個堿基可以與mRNA上的密碼子配對，叫作反密碼子。3′密碼子反密碼子滿足堿基互補配對原則一一一二、遺傳信息的翻譯——反密碼子P673′1.tRNA上有兩個重要部位：結(jié)合氨基酸的部位，位于3′-端反密碼子位于環(huán)上；反密碼子能與mRNA上的密碼子堿基互補配對2.催化tRNA和AA（氨基酸）反應(yīng)的酶同時識別反密碼子和氨基酸，保證一種tRNA只能攜帶一種氨基酸。二、遺傳信息的翻譯——反密碼子P67POH結(jié)合氨基酸的部位反密碼子5′3′5′3′ACAmRNAtRNA堿基配對二、遺傳信息的翻譯P67UAC甲硫tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）氨基酸密碼子反密碼子mRNA（信使RNA）AUGCUAGUAGCU一種氨基酸→__________種密碼子一種密碼子→__________種反密碼子一種氨基酸→__________種反密碼子一種或幾一一種或幾二、遺傳信息的翻譯P68mRNA（信使RNA）AUGCUAGUAGCUUAC甲硫

結(jié)合起始位點1二、遺傳信息的翻譯P68UAC甲硫mRNA（信使RNA）AUGCUAGUAGCUCAU纈CGA丙

結(jié)合起始讀碼進位脫水縮合退位位點1位點2位點1位點2UAC甲硫mRNA（信使RNA）AUGCUAGUAGCUCAU纈CGA丙

結(jié)合起始讀碼進位脫水縮合退位先來先動，先來先走二、遺傳信息的翻譯P68位點1位點2位點1位點2二、遺傳信息的翻譯翻譯的概念？1游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，在核糖體內(nèi)以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。翻譯的場所？2翻譯的模板3翻譯的原料4翻譯的條件5翻譯的堿基配對方式6翻譯的產(chǎn)物？7核糖體mRNA21種氨基酸模板、原料、能量、酶、tRNAG-C

C-G

U-A

A-U多肽鏈二、遺傳信息的翻譯P69一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。這樣少量的mRNA就可以迅速合成大量蛋白質(zhì)，提高翻譯的效率。核糖體移動方向？產(chǎn)物相同嗎？是成熟蛋白質(zhì)嗎？復制轉(zhuǎn)錄翻譯時間部位原料模板堿基配對產(chǎn)物分裂間期生命的任何時期生命的任何時期細胞核（葉、線）細胞核（葉、線）核糖體四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸21種氨基酸DNA的兩條鏈DNA的一條鏈信使RNAA-T、T-AC-G、G-CA-U、T-AC-G、G-CA-U、U-AC-G、G-C二個DNA分子信使RNA等多肽（蛋白質(zhì)）比較三、中心法則回憶DNA復制、基因指導蛋白質(zhì)合成過程，嘗試寫出遺傳信息的傳遞方向。DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白質(zhì)三、中心法則P691957年，克里克首先預見了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。1965年，科學家在某種RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復制酶，像DNA復制酶能對DNA進行復制一樣，RNA復制酶能對RNA進行復制。RNARNARNA復制酶1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。RNADNA逆轉(zhuǎn)錄酶三、中心法則P691957年，克里克首先預見了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。根據(jù)兩則資料中心法則應(yīng)該如何補充？生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。三、中心法則——拓展生物種類遺傳信息的傳遞過程以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)的生物某些RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒翻