4.(1)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

人教版/必修2遺傳與進(jìn)化/第4章/第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.熟悉翻譯的過程，場所等2.理解tRNA的工作原理，及其結(jié)構(gòu)3.理解中心法則下遺傳信息的流動方向二、遺傳信息的翻譯【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P68文字和圖4-7的內(nèi)容，了解翻譯的過程并思

考下列問題：(1)什么是翻譯？轉(zhuǎn)錄的場所在哪里？(2)翻譯所需要的條件（模板、原料、能量、酶）有哪些？(3)翻譯的具體過程分為哪幾步？翻譯的結(jié)果？(4)遺傳信息的流動方向？1、概念：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)的過程。2、場所：細(xì)胞質(zhì)基因（線粒體和葉綠體中基因）在控制蛋白質(zhì)合成的過程中也進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯（注：線粒體、葉綠體內(nèi)含有核糖體，可以合成蛋白質(zhì)）氨基酸（21種）mRNA⑤運(yùn)載工具：tRNAATP①原料：②模板：③能量：④酶3、條件：二、遺傳信息的翻譯思考：游離在細(xì)胞中的氨基酸是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上3'5'結(jié)合氨基酸的部位堿基配對mRNA5'3'ACU密碼子GUA反密碼子運(yùn)輸氨基酸的工具——tRNA比mRNA小，RNA單鏈經(jīng)過折疊形成4環(huán)4臂，環(huán)的部分沒有堿基互補(bǔ)配對，臂的部分由于堿基互補(bǔ)配對形成氫鍵。(1)形態(tài)：(2)功能：二、遺傳信息的翻譯RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形①識別氨基酸

②轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸(3)反密碼子：識別mRNA上的密碼子位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個相鄰的堿基，有61或62種。A—

；U—

；C—

；G—

。UAGC結(jié)合氨基酸的部位堿基配對mRNA5'3'ACU密碼子GUA反密碼子運(yùn)輸氨基酸的工具——tRNA二、遺傳信息的翻譯(4)功能特點(diǎn)：思考：氨基酸與tRNA是否是一一對應(yīng)的關(guān)系呢？

①一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸②一種氨基酸可以由多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)3'5'21AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’CAU5’3’甲第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,通過與堿基AUG互補(bǔ)配對,進(jìn)入位點(diǎn)1。二、遺傳信息的翻譯4、過程21AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’CAU5’3’甲GUG5’3’組第2步：攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方法進(jìn)入位點(diǎn)2。第3步：甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。二、遺傳信息的翻譯4、過程第4步核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。21AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’CAU5’3’GUG5’3’甲組色CCA5’3’精ACG5’3’半GCA5’3’半ACA5’3’脯AGG5’3’二、遺傳信息的翻譯4、過程21AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’甲組色精半半脯AGG5’3’就這樣，隨著核糖體的移動，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，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。二、遺傳信息的翻譯翻譯結(jié)束后，mRNA被迅速降解成單個核糖核苷酸5、結(jié)果：合成的僅是肽鏈，還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)進(jìn)一步加工，作為結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白。4、過程6、遺傳信息傳遞的方向：RNA→蛋白質(zhì)7、翻譯能精確進(jìn)行的原因：①mRNA為翻譯提供了精確的模板②通過堿基互補(bǔ)配對，保證了翻譯能夠準(zhǔn)確進(jìn)行二、遺傳信息的翻譯正在合成的肽鏈核糖體mRNA二、遺傳信息的翻譯1、據(jù)圖分析，翻譯具有什么特點(diǎn)？一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成2、這種特點(diǎn)的意義是什么？少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)3、圖中翻譯的方向應(yīng)該如何判斷？由肽鏈_____→肽鏈_____的方向進(jìn)行4、圖中多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？（從左往右）相同，因為模板mRNA相同長短真核細(xì)胞和原核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)的區(qū)別1、真核生物：2、原核生物：核基因：先轉(zhuǎn)錄后翻譯邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯質(zhì)基因：邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點(diǎn)產(chǎn)物方向信息傳遞細(xì)胞分裂間期生長發(fā)育過程主要是細(xì)胞核主要是細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)DNA的兩條鏈基因特定的一條鏈mRNA四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸21種氨基酸解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶酶ATPATPATP子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA特定氨基酸順序的肽鏈A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,G-C,C-GA-U,U-A,G-C,C-G半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA可結(jié)合多個核糖體同時翻譯多條肽鏈DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)從起始密碼子到終止密碼子新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較1、DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？說明：因為DNA中有的片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA；在基因片段中，有的片段起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，有的終止密碼子不對應(yīng)氨基酸。n6n3n3n3n轉(zhuǎn)錄翻譯DNAmRNA蛋白質(zhì)基因表達(dá)過程中的相關(guān)計算DNA的堿基數(shù)(至少)：mRNA的堿基數(shù)(至少)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6n:3n:n=6:3:1基因表達(dá)過程中的相關(guān)計算2、若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，該基因控制合成的含m條肽鏈的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為？蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=（n/6）?

a—18×（n/6-m）【例】一個mRNA分子有m個堿基，其中G和C共有n個，以該mRNA為模板

合成的蛋白質(zhì)有2條肽鏈，則相應(yīng)的DNA分子中（A+T）數(shù)量的最小值、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)量的最大值分別是（

）A.m、m/3-1B.m、m/3-2C.2(m-n)、m/3-1D.2(m-n)、m/3-2復(fù)制復(fù)制少數(shù)生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從

流向

(即

)以及從

流向

(即

)科學(xué)家克里克1957年提出了中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的

；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的

和

。三、中心法則DNA逆轉(zhuǎn)錄RNA轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNARNARNA的復(fù)制RNADNA逆轉(zhuǎn)錄生物種類舉例遺傳信息的傳遞過程DNA病毒T2噬菌體細(xì)胞生物動物、植物、真菌、細(xì)菌等RNA病毒不含逆轉(zhuǎn)錄酶煙草花葉病毒含逆轉(zhuǎn)錄酶艾滋病病毒不同生物中心法則的體現(xiàn)注意：RNA復(fù)制產(chǎn)生的是與遺傳物質(zhì)互補(bǔ)的RNA，因此不能直接作為遺傳物質(zhì)。三、中心法則基因蛋白質(zhì)(體現(xiàn)性狀)(細(xì)胞核)(細(xì)胞質(zhì))mRNA

轉(zhuǎn)錄

翻譯1、基因表達(dá)的過程包括：①轉(zhuǎn)錄②翻譯遺傳信息（DNA堿基序列）密碼子（mRNA的堿基序列）特定的氨基酸序列決定決定2、遺傳信息傳遞的規(guī)律：中心法則課堂小結(jié)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)外顯子內(nèi)含子12345編碼區(qū)下游非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄前體mRNA加工成熟mRNA翻譯肽鏈

真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)染色體上的基因首先轉(zhuǎn)錄出前體RNA，前體RNA經(jīng)過剪接，形成成熟的mRNA，成熟的mRNA經(jīng)核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，在tRNA和rRNA的幫助下翻譯出肽鏈。讓作為模板的mRNA中的“遺傳密碼”是連續(xù)的，這有利于提高翻譯的速度。三、拓展提升1961年克里克實(shí)驗實(shí)驗材料：T4噬菌體實(shí)驗思路：研究其中某個基因的堿基增加或減少對其編碼蛋白質(zhì)的影響。實(shí)驗過程：增加或刪除1個/2個/3個堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗結(jié)果：

①增加或刪除1個/2個堿基，無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；

②增加或刪除3個堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗結(jié)論：遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。遺傳密碼從一個固定的起點(diǎn)開始，以非重疊的方式閱讀，密碼子之間沒有分隔符。生物科學(xué)史語遺傳密碼子的破譯1961年蛋白質(zhì)的體外合成實(shí)驗科學(xué)家：尼倫伯格、馬太實(shí)驗技術(shù)：蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)實(shí)驗過程：①在每個試管中分別加入1種氨基酸；②在每個試管中加入除去了D