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

第四章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成小文問題探討美國1933年上映的科幻電影《侏羅紀(jì)公園》曾轟動(dòng)一時(shí)。影片圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀(jì)公園”，展現(xiàn)了豐富的而新奇的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭斗，而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來的。從理論上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？思考基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中？DNA中的遺傳物質(zhì)到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞怎么解讀遺傳信息？DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考RNA為什么能作為DNA的信使呢？RNA的結(jié)構(gòu)：DNARNA脫氧核糖胸腺嘧啶（T）核糖尿嘧啶（U）磷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（U）為什么RNA適于做DNA的信使的條件？RNA與DNA的結(jié)構(gòu)相似，能夠儲(chǔ)存遺傳信息RNA一般是單鏈，比DNA短，能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考RNA的分類有哪些？信使RNA（mRNA）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）核糖體RNA（rRNA)思考遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息怎樣傳給RNA？——轉(zhuǎn)錄1.解旋RNA聚合酶與編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，使DNA雙鏈解開作用于氫鍵思考遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息怎樣傳給RNA？2.合成子鏈游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成作用于磷酸二酯鍵3.釋放思考遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息怎樣傳給RNA？合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。思考遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息怎樣傳給RNA？mRNA合成后，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)4.轉(zhuǎn)移DNARNA轉(zhuǎn)錄非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)生成mRNA啟動(dòng)子：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)終止子：轉(zhuǎn)錄結(jié)束位點(diǎn)思考遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶如何定位轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)和終點(diǎn)？思考·討論遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？都需要模板、原料、能量、酶。都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。其中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可保證轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確進(jìn)行。2、與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？思考·討論遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈（部分）原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸能量ATPATP酶解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶3、轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？思考·討論遺傳信息的轉(zhuǎn)錄ATGCTACGAUGC模板鏈非模板鏈RNARNA上堿基序列與模板鏈互補(bǔ)，與非模板鏈基本相同。（T替換成U）課堂小結(jié)思考遺傳信息的翻譯攜帶者遺傳信息的mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞如何解讀遺傳信息？mRNA合成后通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯。翻譯的實(shí)質(zhì)是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列思考遺傳信息的翻譯堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸。每3個(gè)這樣的堿基叫做一個(gè)密碼子遺傳信息的翻譯資料終止密子：3個(gè)不編碼氨基酸起始密碼子：2個(gè)編碼氨基酸。遺傳信息的翻譯思考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)象稱作密碼子的簡并。你認(rèn)為密碼子的簡并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基發(fā)生改變時(shí)，由于密碼子的簡并，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高的時(shí)候，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。GUUGUC纈氨酸纈氨酸突變遺傳信息的翻譯思考2、幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？當(dāng)今生物在遠(yuǎn)古時(shí)代，可能有著共同的起源。是現(xiàn)代生物進(jìn)化論的佐證。遺傳信息的翻譯思考RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后就與核糖體結(jié)合，然后怎么合成蛋白質(zhì)的？裝配機(jī)器游離的氨基酸怎么被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)機(jī)器上的？遺傳信息的翻譯3‘5‘結(jié)合氨基酸的部位單鏈結(jié)構(gòu)的tRNA上也存在氫鍵反密碼子上的3個(gè)堿基能與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。遺傳信息的翻譯資料翻譯的過程：第1步：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合攜帶氨基酸1的tRNA，通過與堿基的互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。遺傳信息的翻譯資料翻譯的過程：第2步：攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2遺傳信息的翻譯資料翻譯的過程：第3步：1點(diǎn)位和2點(diǎn)位的兩個(gè)氨基酸之間脫水縮合形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到點(diǎn)位2的tRNA上第4步：核糖體沿著mRNA移動(dòng)，連續(xù)進(jìn)行翻譯過程遺傳信息的翻譯資料翻譯的過程：就這樣，隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上面的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。肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，通常經(jīng)過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，然后開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)遺傳信息的翻譯資料翻譯的過程：遺傳信息的翻譯思考從右圖你能讀到什么信息？一個(gè)mRNA上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體翻譯的方向？abab多聚核糖體中心法則DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制?1957年提出了中心法則，預(yù)見了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律是否所有生物的細(xì)胞都有以上幾個(gè)過程？項(xiàng)目/單位DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸21種氨基酸能量ATPATPATP酶解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶（肽酰轉(zhuǎn)移酶等）特殊工具----tRNADNA復(fù)制，轉(zhuǎn)錄，翻譯的區(qū)別思考中心法則原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯怎樣進(jìn)行？思考轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNA多肽n個(gè)氨基酸3n個(gè)堿基6n個(gè)堿基631（1）DNA堿基數(shù)、RNA堿基數(shù)、氨基酸數(shù)的關(guān)系中心法則基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算思考（2）計(jì)算中“最多”和“最少問題”轉(zhuǎn)錄DNARNA前體翻譯多肽成熟的RNA基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算思考（2）計(jì)算中“最多”和“最少問題”已知氨基酸數(shù)有n個(gè)則其mRNA上的堿基數(shù)

DNA上的堿基數(shù)

已知DNA的堿基數(shù)有6n個(gè)則轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上的堿基數(shù)

蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)

最少有3n個(gè)最少有6n個(gè)最多