4.1基因指导蛋白质的合成课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第4章 第1节 海口市琼山中学 石一凡 1 基因的表达 将萤火虫的荧光素酶基因导入植物体内，使植物产生荧光素酶，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。转入的是基因，得到的却是蛋白质！ 转录 DNA RNA ? 蛋白质 合成好的mRNA 核孔 3 4 5 讨论：mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？ 翻译 Are you ok? 蛋白质由什么构成？ 氨基酸 你还好吗？ 肽链（蛋白质） 1.翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 7 遗传信息的翻译 在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 讨论：4种碱基如何决定21种不同的氨基酸？ mRNA： 蛋白质： 碱基的数量 氨基酸的数量 决定 排列顺序 种类 排列顺序 决定 种类 决定 4种 21种 8 A C U G A C U G 氨基酸 A C U G A C U G 氨基酸 A C U G A C U G 氨基酸 1个碱基决定一个氨基酸， 2个碱基决定一个氨基酸， 3个碱基决定一个氨基酸， 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) 4 (A.U.C.G) A A A U A C A G C A C U C C C G U A U U U C U G G A G U G C G G 只能决定 4 种 只能决定 42＝16 种 只能决定 43＝64 种 A U C G 碱基与氨基酸之间的对应关系 9 后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。 密码子：信使RNA（mRNA）上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。 密码子的示意图 位置：在mRNA上 识别：密码子认读是从mRNA的5'→3'，相邻的密码子无间隔、不重叠。 密码子 10 21种氨基酸的密码子表 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U C A G C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U C A G 第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子 苯丙氨酸 U U U UUU 精氨酸 A G G AGG 11 21种氨基酸的密码子表 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 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 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G ① 起始密码子 一般情况下3个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸，特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。 真核生物只有1种— 原核生物可以有2种— AUG、GUG（编码甲硫氨酸） 注意：GUG在真核生物中编码缬氨酸 AUG（编码甲硫氨酸） ② 终止密码子 密码子种类： 编码氨基酸的密码子： 62种 12 21种氨基酸的密码子表 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 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 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G 密码子的特点： 专一性： 一个密码子决定 种氨基酸。 维持物种稳定性 当今生物可能有共同起源 1 1种或多种 通用性： 几乎所有生物体都共用上述密码子。 简并性： 一种氨基酸可以对应 密码子 13 mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质？ 思考 类比推理： 蛋白质 长城 砖头 设计图 官员 工人 DNA mRNA 地址 氨基酸 tRNA 核糖体 比mRNA小，RNA单链经过折叠形成像三叶草的叶形，折叠部分碱基互补配对形成氢键,其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基 3' 5' 结合 氨基酸的部位 碱基配对 mRNA 5' 3' A C U 密码子 U G A 位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。 氨基酸与tRNA是一一对应的吗？ 运输氨基酸的工具——tRNA 结合氨基酸的部位 反密码子 碱基配对 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 功能特性 有62种 3' 5' 15 小组合作探究：蛋白质的翻译过程 活动：阅读课本P68并结合下列问题，利用所给材料，以小组为单位，尝试推断并建构蛋白质合成的过程模型 核糖体 tRNA 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 精氨酸 mRNA 1、核糖体与mRNA结合部位可以形成几个tRNA的位点？ 2、翻译的过程中是核糖体移动还是mRNA移动？ 3、核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点的tRNA上？ 翻译 mRNA分子 碱基互补配对 细胞质的核糖体 mRNA mRNA→蛋白质 场所： 原则： 模板： 条件： 遗传信息流动： 蛋白质 翻 译 21种游离氨基酸、 ATP、酶 tRNA 遗传信息的翻译小结 17 （1）数量关系 （2）意义 （3）翻译的方向 （即核糖体移动的方向） 一个mRNA分子上可以相继结合___个核糖体，同时进行____条相同肽链的合成。 多 多 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 由肽链_____→肽链_____的方向进行 短 长 （从左到右） 多聚核糖体现象 mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系 ②由于模板是同一段mRNA，所以图示多个核糖体合成的肽链是相同的； 真核细胞中复制、转录、翻译的比较 DNA复制 转录 翻译 时间 场所 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物 方向 信息传递 细胞分裂间期 主要是细胞核 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 解旋酶，DNA聚合酶 ATP A-T,T-A,C-G,G-C 半保留复制 边解旋边复制 子代DNA分子 主要是细胞核 基因特定的一条链 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP A-U,T-A,G-C ,C-G 边解旋边转录 mRNA、tRNA、rRNA 生长发育过程 细胞质 mRNA 21种氨基酸 多种酶 ATP 特定氨基酸顺序的肽链 A-U,U-A,G-C,C-G 一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多条肽链 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 从起始密码子到终止密码子 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 $$