4.1基因指导蛋白质的合成（第二课时）课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

课前背诵 1.转录的条件？ C.酶： B.原料： 游离的四种核糖核苷酸 A.模板： DNA的一条链 D.能量： ATP等 RNA聚合酶（解旋、形成磷酸二酯键） 2、方向： 从mRNA的5’-端到3’-端 3、碱基配对原则： G－ 、C－ 、T－ 、A－ C G A U 4、产物： mRNA、tRNA、rRNA等 DNA 蛋白质的合成 RNA 指导 转录 翻译 导 4.1 基因指导蛋白质的合成 第二课时 翻译 学习目标 1.概述翻译的定义、场所、过程和结果 2.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源 3.阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的 如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种 如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种 如果3个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种 4 16 64 组成蛋白质的氨基酸：21种 mRNA的碱基：4种A、U、C、G 4种碱基如何决定蛋白质的21种氨基酸呢？ 学习任务一 碱基与氨基酸之间的对应关系 推测！！！ 密码子的概念： 上决定 的 个 的 。注意：相邻的密码子不重叠，无间隔。密码子认读是从mRNA的 端到 端。 mRNA 一个氨基酸 3 相邻 碱基 5' 3' 学习任务一 碱基与氨基酸之间的对应关系 U C A U G A U U A mRNA 5' 3' 密码子 密码子 密码子 资料1：克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码蛋白质的影响。克里克发现，在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基，无法产生具有正常功能的蛋白质；当增加或删除3个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。 证明了：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。同时表明:遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。 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 UUU AGG 学习任务二 密码子的特点 6 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 真、原核 原核 AUG GUG UAA UAG UGA 学习任务二 密码子的特点 1、64种密码子都有作用吗? 每种密码子都有与之对应的氨基酸吗? 2、起始密码子有几个？编码氨基酸吗？ 3、每种氨基酸都只与一种密码子对应吗? 对生物体的生存发展有什么意义？ 7 3、专一性：一般情况下，一种密码子决定一种氨基酸。 1、简并性：一个氨基酸由1个或多个密码子决定。 2、通用性：地球上几乎所有生物共用一套密码子表。 密码子的特点： 说明当今生物可能有着共同的起源，或生命在本质上是统一的，等等。 意义：①可以从增强密码子容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸; ②也可以从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，儿种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。 游离在细胞质的氨基酸是如何识别密码子并被转运到相应位置? 3' 5' 结合氨基酸的部位 mRNA 5' 3' U C A 密码子 U 3‘G A5’ 反密码子 任务三 转运氨基酸的工具—tRNA 对应关系： 一种tRNA只能识别并转运 氨基酸。 一种氨基酸可由 tRNA转运。 并 氨基酸。 识别 转运 功能： 一种 一种或多种 注意：反密码子的认读是从tRNA的 端到 端。 3' 5' 上，与 发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。 反密码子： tRNA mRNA上的密码子 任务四 翻译的过程 思考： 1、翻译的过程中参与的RNA有哪些？作用？ 2、mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止? 3、翻译时，是mRNA移动还是核糖体移动？ mRNA：模板；tRNA：识别并转运氨基酸；rRNA：组成核糖体 mRNA上的起始密码子、终止密码子分别决定翻译的起始和终止。 翻译时，是核糖体沿着mRNA移动 场所 核糖体 条件 原则 原料： 模板： 能量： 工具： 碱基互补配对原则（A- 、U- 、C-G、G-C） 产物 合成的仅是肽链，还需要进一步加工成为成熟蛋白质 mRNA tRNA 21种游离的氨基酸 ATP 翻译小结： 此外需要多种蛋白质合成相关的酶催化 方向 起始密码子到终止密码子； mRNA的5'端到3'端， U A 正在合成的肽链 核糖体 mRNA （1）如何快速高效地进行翻译呢？意义？ 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 （3）翻译的方向？（即核糖体移动的方向） 由肽链_____→肽链_____的方向进行 短 长 （从左到右） （2）图中显示有4条肽链正在同时合成，每条肽链合成结束后，它们都相同吗?为什么？ 相同，因为模板相同 翻译的过程 翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 实质：mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 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 模板去向 细胞分裂前的间期 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 DNA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 子代DNA分子中 DNA分子重新螺旋 降解成核糖核苷酸 DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n=6:3:1 DNA的碱基数、mRNA的碱基数、氨基酸数三者之间有何数量关系？ 注意：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA;转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。 n 6n 3n 3n 3n 转录 翻译 DNA mRNA 蛋白质 思考与讨论 克里克 中心法则 1.提出者： 2.完整的中心法则图示 转录 翻译 蛋白质 DNA 复制 RNA 3、中心法则的发展 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA 复制 RNA 逆转录 （虚线表示少数生物的遗传信息的流向） 中心法则 对于同一个体内不同细胞中的遗传信息的流动是不一样， 比如人的口腔上皮细胞（高度分化的细胞，不能进行细胞分裂，不进行DNA的复制，但是转录和翻译过程正常进行）、 人的造血干细胞（能进行细胞分裂，进行DNA的复制，转录和翻译过程也正常进行）、 人成熟的红细胞（高度分化的细胞，无细胞核和各种细胞器，不进行DNA的复制、转录和翻译过程） Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $