【公开课】基因指导蛋白质和合成第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4章 基因的表达DNA的遗传信息是怎样传递的？DNA核苷酸语言mRNA核苷酸语言氨基酸的种类、数目、排列顺序（氨基酸语言）UUCUGGCGCAUACUGGUGUAA35U53534种碱基21种氨基酸？如果1个碱基决定1个氨基酸，可以编码多少种氨基酸？方框内可填A、U、C、G碱基中的任意1种，只能决定1种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸，可以编码多少种氨基酸？每个方框内可填A、U、C、G碱基中的任意1种，能决定44=16种氨基酸。如果3个碱基决定1个氨基酸，可以编码多少种氨基酸？每个方框内可填A、U、C、G碱基中的任意1种，能决定444=64种氨基酸。上述推测只是破解遗传密码过程中的一步。后

2、来，科学家又通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。mRNA53GUGGAACCU密码子密码子密码子决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸特点：密码子认读是从mRNA的53,相邻的密码子无间隔、不重叠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

3、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 注意：2.原核生物中，GUG可作为起始密码子，编码甲硫氨酸。l密码子表用法如下：从第一个碱基读（写）起，如CUG，翻译出的氨基酸是：亮氨酸。l起始密码子是翻译第1个氨基酸的密码子，终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止的信号。l密码子总数为 个，l氨基酸有 种。l决定氨基酸的密码子有 种 。l一种密码子决定一种氨基酸但一种氨基酸可以由密码子决定。642161或621种或几种思考1：绝大多数氨基酸都有几个

4、密码子。这一现象称为密码子的简并性。你认为密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？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（比如密码子AUG突变为ACC，但都对应苏氨酸）从密码子的使用频率来看，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，这样可以保证翻译的速度。思考2：几乎所有的生物都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？当今生物可能有共同的起源，生命在本质上是统一的。思考：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？35结合氨基酸的部位碱基配对tRNA是一类具有携带并转运氨基酸功能的小

5、分子核糖核酸tRNA比mRNA小得多，tRNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形。其中3端是携带氨基酸的部位。另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。每种tRNA只能识别有并转运一种氨基酸。一种氨基酸可以由多种tRNA携带。反密码子mRNA53GAUUAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱

6、ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点1UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1 位点2 第2步：携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2氨基酸脱水缩合形成肽键氨基酸脱水缩合形成肽键CAC色第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UAAUCCUCUGGCGC

7、AUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2第4步：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点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。UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1

8、 位点2核糖体移动读取下一个密码子UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2形成肽键UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA位点1位点2核糖体移动读取下一个密码子终止密码子无 tRNA与之配对UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35CAC色组UGGAUC甲硫精GAC半胱GAC半胱ACA脯AGG谷CUU丝GGA肽链释放，核糖体从mRNA上解离，翻译结束正在合成的

9、肽链（最终肽链一样）核糖体mRNA少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质由肽链_的方向进行左侧右侧翻译方向定义：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序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。翻译过程小结场所：细胞质中的核糖体原料:21种游离的氨基酸模板:mRNA产物:多肽链条件:酶、能量等原则:碱基互补配对比较真原核细胞基因表达的差异性真核生物：先转录，后翻译边转录边翻译原核生物：种类种类mRNAmRNAtRNAtRNArRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA功能结构示意图共同点遗传信息传递的媒介转运氨基酸的工具组成核糖体单链单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单

10、链都是转录产物基本单位相同都与翻译过程有关RNA的种类DNA复制转录RNA翻译蛋白质复制逆转录中心法则生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物一般RNA病毒逆转录病毒(HIV)翻译蛋白质复制DNA转录RNA复制RNA蛋白质翻译蛋白质翻译转录DNARNA逆转录RNA复制遗传密码子的破译1961年克里克实验实验材料：T4噬菌体实验思路：研究其中某个基因的碱基增加或减少对其编码蛋白质的影响实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：增加或删除1个/2个碱基,无法正常产生蛋白质；增加或删除3个碱基，可以正

11、常产生蛋白质。实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。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。1961年蛋白质的体外合成实验科学家：尼伦伯格、马太实验技术：蛋白质的体外合成技术实验过程：在每个试管中分别加入1种氨基酸；在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽链实验结论：1.与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。2.在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。遗传密码子的破译