【高中生物】基因指导蛋白质的合成第2课时课件 2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2.pptx
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1、第四章第四章 基因的表达基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成四、遗传信息的翻译核糖体是如何读懂mRNA上的遗传信息,并精准将其“翻译”成蛋白质的?DNA(脱氧核苷酸语言)RNA(核糖核苷酸语言)特点氨基酸序列的蛋白质(氨基酸语言)碱基氨基酸?阅读课本P66-67内容,然后总结出翻译的概念、场所、条件以及过程分别是什么?四、遗传信息的翻译1.概念: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,称为遗传信息的翻译。DNA携带的遗传信息mRNA携带的遗传信息蛋白质转录翻译翻译的实质:碱基排序碱基排序氨基酸排序四、遗传信息的翻译mRNA碱基种类碱基种类蛋白质蛋白质
2、氨基酸种类氨基酸种类4种21种1个碱基决定1个氨基酸414种,不够2个碱基决定1个氨基酸4216种,不够3个碱基决定1个氨基酸4364种,足够有余汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品?4 4A AU UG GC CmRNAmRNAmRNA4 4A AU UG GC C4 4A AU UG GC C4 4A AU UG GC C4 4A AU UG GC C4 4A AU UG GC C(1)(1)定义:定义:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(3)(3)识别:识别:mRNA5533GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的53,相邻的密码子无间隔、不重叠决
3、定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸怎么怎么判断判断?后来科学家又通过一步步的推测和实验,证明了确实是后来科学家又通过一步步的推测和实验,证明了确实是mRNAmRNA上三个相上三个相邻的碱基决定一个氨基酸邻的碱基决定一个氨基酸,最终破解了最终破解了6464个遗传密码子个遗传密码子。2.密码子:(2)(2)位置:位置:mRNA上四、遗传信息的翻译第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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GC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
4、精氨酸GA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GG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 第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子 U U U UUU A G G AGG苯丙氨酸精氨酸第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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GC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
5、A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA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GG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 终止密码子:、种类 起始密码子:(甲硫氨酸)、(种)_ _(缬氨酸、甲硫氨酸)编码氨基酸的密码子_种或_种64UAAUGA(硒代半胱氨酸)UAGAUGGUG6162特殊密码子说明:在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。在原核生物中,GUG也可以作起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。(1)
6、(1)定义:定义:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(3)(3)识别:识别:mRNA5533GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的53,相邻的密码子无间隔、不重叠决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸怎么怎么判断判断?后来科学家又通过一步步的推测和实验,证明了确实是后来科学家又通过一步步的推测和实验,证明了确实是mRNAmRNA上三个相上三个相邻的碱基决定一个氨基酸邻的碱基决定一个氨基酸,最终破解了最终破解了6464个遗传密码子个遗传密码子。2.密码子:(2)(2)位置:位置:mRNA上四、遗传信息的翻译绝大多数氨基酸都有几个密码子。.密码子的简并性地球上
7、几乎所有的生物都共用同一套密码子。.密码子的通用性讨论1:你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义?讨论2:根据密码子的通用性这一事实,你能想到什么?增强密码子的容错性。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;提高使用频率。当某种氨基酸使用频率高时,几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。说明当今生物可能有着共同的起源。一种密码子决定一种氨基酸。.密码子的专一性分析密码子的特性思考讨论(4)(4)密码子的特性:密码子的特性:四、遗传信息的翻译mRNA进入细胞质后与核糖体结合,合成生产蛋白质的“生产线”,那么游离在细胞之中的氨基酸是如何
8、运到合成蛋白质的“生产线”上的呢?ACGUG A UUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸04四、遗传信息的翻译如何精准运送过来的?tRNA四、遗传信息的翻译3.运输氨基酸的工具 tRNA3355结合氨基酸的部位碱基配对碱基配对mRNA5533ACU密码子密码子U UGGA A反密码子组读反密码子的方向:3 5反密码子为AUG酪tRNA35结合氨基酸的部位碱基配对mRNA53ACU密码子UUGGA A反密码子比比mRNAmRNA小小,RNARNA单链经过折叠形成单链经过折叠形成4 4环环4 4臂,环臂,环的部分没有碱基互补配对,臂的部分由于的部分没有碱基互补配对,臂的部分由于碱基碱基互补配对形成氢键
9、互补配对形成氢键。(1)(1)形态:形态:RNA链经过折叠,形成三叶草形(2)(2)功能:功能:识别氨基酸 转运氨基酸一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸一种氨基酸可以由多种tRNA转运(3)(3)功能特点:功能特点:3.运输氨基酸的工具 tRNA四、遗传信息的翻译(4)反密码子:与决定氨基酸的密码子 一 一 对应,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,有61或62种。3.运输氨基酸的工具 tRNAmRNA5 3ACU反密码子密码子密码子=反密码子=61或62四、遗传信息的翻译UA C甲硫氨酸组氨酸G U G色氨酸色氨酸A C C第1步:mRNA进入细胞质,与核糖体
10、结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。AGUCCAUAAGGUmRNA4.过程:(P68)核糖体 大亚基 小亚基 位点位点1 位点位点2AGUCCAUAAGGU色氨酸A C CUA C甲硫氨酸第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。组氨酸G U G第1步:mRNA进入细胞质,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。AGUCCAUAAGGU组氨酸G U G色氨酸A C CUA C甲硫氨酸肽键第3步:甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上。第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。第
11、1步:mRNA进入细胞质,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。AGUCCAUAAGGU组氨酸G U GUA C甲硫氨酸第4步:核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子,原占位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。色氨酸A C CAGUCCAUAAGGU组氨酸色氨酸A C C甲硫氨酸X X XXXX随着核糖体的移动,tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来,以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子,合成才告终止。甲硫氨酸组氨酸色氨酸XXX遗传信息的翻译过程04四、遗传信息的翻译翻
12、译mRNA分子 碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAAU、UAGC、CGmRNA蛋白质场所:原则:模板:条件:遗传信息流动:蛋白质转转 录录翻翻 译译21种游离氨基酸、ATP、酶tRNA提醒:肽链合成后,通常经过盘曲折叠,才能形成特定空间结构和功能的蛋白质分子。在细胞质中,翻译是一个快速的过程。通常一个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,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。由该图能不能得出翻译的方向(核糖体移动的方向)呢?由肽链_肽链_的方向进行短长(从左到右)这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同?相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。四、遗
13、传信息的翻译9.特征(P69):9.特征(P69):(3)判断图中核糖体沿着mRNA移动的方向,根据教材中的密码子表,写出图甲中翻译出的氨基酸序列。提提示示核糖体沿着mRNA从左向右移动;图甲中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸。四、遗传信息的翻译先转录后翻译先转录后翻译边转录边翻译边转录边翻译为什么会是这样呢?为什么会是这样呢?原原核核生生物物没没有有核核膜膜,转转录录和和翻翻译译可可以以发发生生在在同同一一空空间间内内,所所以以可以边转录边翻译。可以边转录边翻译。真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别原核生物:原核生物:思考讨论DNAmRNARNA聚合酶聚合酶思考讨论真核生物中控制某种蛋
14、白质合成的基因刚转录的mRNA含有900个碱基,而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成,请提出假说,解释原因?真核生物基因转录生成的mRNA需要经过剪接加工项目目复制复制转录翻翻译场所所条条件件模板模板原料原料能量能量酶产物物原原则细胞核(主要场所)细胞核(主要场所)核糖体DNA的两条链DNA(基因)的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶DNARNA多肽碱基互补配对A-T T-A G-C C-G 碱基互补配对A-U T-A G-C C-G 碱基互补配对 A-U U-A G-C C-G DN
15、A的复制、转录和翻译的比较DNADNA聚聚合合酶酶解旋解旋酶酶DNDNA A聚聚合合酶酶RNARNA聚聚合合酶酶RNARNA聚合聚合酶酶核核糖糖体体D DN NA Am mR RN NA A多多肽肽链链DNADNA复复制制转转录录翻翻译译你能根据你能根据DNADNA复制复制和基因指导蛋白和基因指导蛋白质合成的过程画质合成的过程画一张流程图,表一张流程图,表示遗传信息的传示遗传信息的传递方向吗?递方向吗?例1 下列关于遗传信息的翻译的叙述中,正确的是()A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列B.生物体内合成蛋白质时,一种氨基酸只能由一种密码子决定C.生物体内合成蛋白质的氨基
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