【生物】基因指导蛋白质合成第二课时课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、4.1 基因基因指导蛋白质的指导蛋白质的合成（课时合成（课时2）教学目标1.阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。2.基于地球上几乎所有的生物都共用-套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。基因的表达复习蛋白质生物大分子1.基本单位：氨基酸（氨基酸（2121种）种）2.肽键:连接两个氨基酸分子的化学键连接两个氨基酸分子的化学键3.肽链:多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链氨基酸二肽多肽蛋白质脱水缩合脱水缩合盘曲折叠盘曲折叠4.合成场所:核糖体核糖体思考：思考：转录得到的转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。仍是碱基序列，而不是

2、蛋白质。那么，那么，RNARNA上的碱基序列上的碱基序列如何能变成如何能变成蛋白质中氨基酸蛋白质中氨基酸的种的种类、数量和排列顺序呢？类、数量和排列顺序呢？翻译翻译mRNA携带的遗传信息蛋白质核苷酸排序氨基酸排序合成好的mRNA核孔肽链（蛋白质）翻译碱基序列氨基酸序列如何 决定？1.1.翻译翻译：游离游离在细胞质中在细胞质中的的各种氨基酸各种氨基酸，以，以mRNAmRNA为为模板模板合成合成具有一定氨基酸具有一定氨基酸顺序的蛋白质顺序的蛋白质的过程。的过程。碱基4种：A、U、C、G组成蛋白质氨基酸：21种如何决定？讨论：讨论：至少需要多少个至少需要多少个碱基决定一个氨基酸碱基决定一个氨基酸才才

3、能够决定能够决定21种不同的氨种不同的氨基酸？基酸？mRNA碱基种类碱基种类蛋白质蛋白质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)定定义：2.2.密码子密码子mRNARNA上决定上决定一个氨基酸一个氨基酸的的三个相三个相邻的的碱基碱基(2)方向：

4、方向：mRNA5533GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子密码子密码子密密码子子认读是从是从mRNARNA的的53,相相邻的的密密码子子无无间隔、隔、不不重叠重叠决定缬氨酸氨酸决定组氨酸氨酸决定精精氨酸氨酸怎么判断？第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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

5、氨酸精氨酸UCAGG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UCAG21种氨基酸的密码子表UUUCGAAAG？第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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UCAGG缬氨酸缬氨酸缬

6、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UCAG21种氨基酸的密码子表一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由_不同的密码子决定。1种或几种专一性专一性简并性简并性第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU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UCAGC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UCAGA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

7、酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG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UCAG21种氨基酸的密码子表 终止密码子：终止密码子：_、_、_ 种类种类 起始密码子：起始密码子：_（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）（_种）种）_（缬氨酸）（缬氨酸）编码氨基酸的密码子编码氨基酸的密码子_种种 所有生物的密码子是所有生物的密码子是_的。的。64相同AUGGUGUAAUAGUGA通用性(3)密密码子种子种类：起始密码子终止密码子AUG、GUG（原核、甲硫氨酸）64种种UAA、UAG、UGA（终止密码子/硒代半胱氨酸）(不编码任何氨基酸)编

8、码氨基酸的密码子_种或_种6162所有生物的密码子是所有生物的密码子是_的。的。相同通用性(4)密密码子特子特点点：专一性专一性 一种密码子一种密码子只决定只决定一种氨基酸一种氨基酸简并性简并性 一种氨基酸一种氨基酸可由可由一种或多种一种或多种密码子决定密码子决定通用性通用性 几乎几乎所有生物所有生物都共用都共用一套密码子一套密码子1密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？增强密码子的容错性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。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，不一定会改变其对应的氨基酸；码子的简并性，不一定会改变其对应的氨基酸；当某种氨基酸使用频率高时，几种

9、不同的密码子都编码同一种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氨基酸可以保证翻译的速度速度。2根据密码子的通用性，你能想到什么？说明当今生物可能有着共同的起源。说明当今生物可能有着共同的起源。思考讨论UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA35色组甲硫精半胱半胱脯谷丝那么游离在细胞质中的氨基酸是如何运送到那么游离在细胞质中的氨基酸是如何运送到“生产线生产线”上的呢上的呢？tRNA3355结合氨基酸合氨基酸的的部位部位碱基配对碱基配对mRNA5533ACU密码子密码子U UG GA A反反密密码子子组反密码子为GUA反密码子：反密码子：位于

10、位于tRNAtRNA上，其实质是上，其实质是与密码与密码子发生碱基互补配对的子发生碱基互补配对的3 3个相个相邻的碱基，邻的碱基，有有6161或或6262种种。密码子读取方向从53端，反密码子读取方向从35端形态：形态：RNARNA链经过折叠，形成链经过折叠，形成三叶草形三叶草形功能：功能：氨基酸氨基酸识别识别并并转运转运特定的氨基酸特定的氨基酸.一种一种tRNAtRNA只能只能识别识别并并转运一种转运一种氨基酸氨基酸.一种氨基酸一种氨基酸可以由可以由多种多种tRNAtRNA转运转运功能特点：功能特点：反反密密码子子结合氨基合氨基酸酸的的部位部位碱基配对碱基配对3.tRNA（转运RNA）mRN

11、AmRNA核糖体核糖体A U G A C U G G A U C U U A AU U A A C C甲硫甲硫氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2mRNA进入细胞质，与核糖体结合。起始携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对，进入位点14.翻译过程mRNAmRNA核糖体核糖体A U G A C U G G A U C U U A AU U A A C C甲硫甲硫氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2U U G G A A 苏苏氨酸氨酸 携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2进位4.翻译过程mRNAmRNAA U G A C U G G A U C U U A AU U A A C

12、 C甲硫甲硫氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2U U G G A A 苏苏氨酸氨酸甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上缩合4.翻译过程mRNAmRNAA U G A C U G G A U C U U A A位点位点1 1位点位点2 2U U G G A A甲硫甲硫氨酸氨酸 苏苏氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2C C C C U U 甘甘氨酸氨酸?位点位点1 1位点位点2 2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,继续肽链的合成移位4.翻译过程mRNAmRNAA U

13、G A C U G G A U C U U A AC C C C U U甲硫甲硫氨酸氨酸 苏苏氨酸氨酸 甘甘氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2A A G G A A 丝丝氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2终止遇到终止密码子合成终止4.翻译过程mRNAmRNAA U G A C U G G A U C U U A AA A G G A A 甲硫甲硫氨酸氨酸 苏苏氨酸氨酸 甘甘氨酸氨酸 丝丝氨酸氨酸位点位点1 1位点位点2 2脱离肽链释放，核糖体从mRNA上解离，成为亚基，翻译结束4.翻译过程联系原来的内容：合成的肽链去路？核糖体核糖体mRNAmRNA在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常

14、，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（如右图），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。1.1.图中核糖体的移动方向是向左还是向右？图中核糖体的移动方向是向左还是向右？2.2.图中核糖体最终合成的多肽链图中核糖体最终合成的多肽链的氨的氨基酸序列相同吗？为什么？基酸序列相同吗？为什么？肽链短肽链短肽链长肽链长相同，因为模板是同一条相同，因为模板是同一条mRNAmRNA真核生物真核生物先先转录，转录，后后翻译翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译边转录边翻译原核生物原核生物mRNA碱基互补配对碱基互补配对细胞质细胞质的的核糖体核糖体mRNAAU、UA

15、、GC、CGmRNA蛋白质蛋白质场所：场所：原则：原则：模板：模板：条件：条件：遗传信息流动：遗传信息流动：蛋白质翻翻 译译21种游离种游离氨基酸、氨基酸、ATP、酶、酶、tRNA4.翻译过程过程：过程：起始起始进位进位缩合缩合移位移位终止终止脱离脱离特点：特点：先转录，后翻译（真核）先转录，后翻译（真核）边转录，边翻译（原核）边转录，边翻译（原核）产物：产物：多肽链多肽链盘曲折叠盘曲折叠具有一定空间结构的蛋白质具有一定空间结构的蛋白质DNA复制复制转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件原则原则特点特点产物产物信息传递信息传递细胞分裂间期细胞分裂间期主要是细胞核主

16、要是细胞核DNA的两条链的两条链4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸解旋酶，解旋酶，DNA聚合酶等聚合酶等A-T、T-A、C-G、G-C半保留复制、边解旋边复制半保留复制、边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核基因的一条链基因的一条链4种核糖核苷酸种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等边解旋边转录边解旋边转录RNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNA21种氨基酸种氨基酸tRNA、酶等、酶等多核糖体翻译蛋白质多核糖体翻译蛋白质DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质A-U、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-C真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA 的复制复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录转录和翻译翻译。DNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制1957年，克里克提出中心法则DNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制中心法则的完善逆转录逆转录复制复制（RNA病毒中才有）（RNA病毒中才有）只适用于细胞只适用于细胞生物和生物和DNADNA病毒病毒总结