4.1基因指导蛋白质的合成(第2课时) ppt课件-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、 生物学生物学 必修二必修二遗传和进化遗传和进化 第4章 第1节基因指导蛋白质的合成第2课时 转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程翻译。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。RNA只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的？遗传信息的翻译 要想知道mRNA是如何翻译成蛋白质的，首先要寻找mRNA的碱基

2、与氨基酸之间的对应关系。碱基的数量氨基酸的数量4种碱基21种氨基酸思考：41=442=1643=64如果3个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果2个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。为什么会产生这样的结果？克里克T4噬菌体实验 克里克是第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家。

3、但是无法说明由3个碱基排列成的1个密码子对应的究竟是哪一个氨基酸。1961年8月，尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。酪氨酸丝氨酸苯丙氨酸半胱氨酸各管加入多聚尿嘧啶核苷酸利用这个实验系统，破译了第一个遗传密码UUU(苯丙氨酸)蛋白质体外合成实验 酪氨酸丝氨酸苯丙氨酸半胱氨酸（形成了肽链）（1）概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。2、密码子科学家沿着蛋白质合成的思路，不断改进实验方法，终于破译全部64个密码子，并将64个密码子编制成了表格。称为密码子表。64种密码子 61种密码

4、子决定21种氨基酸：一个密码子决定一个特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一个以上的密码子。2种为起始密码子：(AUG甲硫氨酸;GUG缬氨酸、甲硫氨酸)。3种终止密码子：(UAA;UAG;UGA 硒代半胱氨酸)（2）密码子的特点 密码子的特点：专一性：一个密码子决定一个特定的氨基酸。简并性：一种氨基酸可以对应一种或多种密码子。通用性：生物体都共用上述密码子。1、从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？2、几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？当密码子中有一个碱基改变时，

5、由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定程度上保证了遗传性状的稳定性；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。思考与讨论3、tRNA“搬运工”mRNA在细胞核内合成之后，会通过核孔进入细胞质，然后与核糖体结合，形成合成蛋白质的“生产线”。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的？（1）tRNA比mRNA小得多。（2）RNA链经过折叠，像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。（3）每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。不是所有的

6、密码子都有与之对应的反密码子。一般情况下，密码子64种，反密码子61种，tRNA61种（注：一种）A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用4、翻译的过程第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。第2步 携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。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。就这样，随着核糖体的移动

7、，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。核糖体沿着mRNA移动-5端至3端翻译的过程 5.翻译的条件：模板、原料、酶、能量、工具 多肽链 肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。6.碱基配对方式：RNA:A U C GRNA:U A G C 在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。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大量的蛋白质。真核生物先转录，后翻译D

8、NAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？真核生物DNA复制、转录和翻译的比较项目DNA复制转录翻译时间细胞分裂前的间期生长发育的整个过程中场所主要在细胞核中，部分在线粒体和叶绿体中主要在细胞核中，部分在线粒体和叶绿体中细胞质中的核糖体上原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA项目DNA复制转录翻译条件模板、原料、特定的酶和ATP等模板去向分别进入两个子代DNA分子中模板链与非模板链重新组成双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可结合多

9、个核糖体产物 两个双链DNA分子RNA肽链意义复制遗传信息，传递遗传信息表达遗传信息，使生物体表现出各种性状真核生物DNA复制、转录和翻译的比较基因表达过程中的数量计算CT ACC ACT GGA TGG TGA CGA UGG UGA CDNA的遗传信息mRNA蛋白质的氨基酸排列顺序氨基酸n3n6nDNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸6:3:1注意：无特别说明，不考虑终止密码一段mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含的碱基数依次为（）A.33、11、66 B.36、12、72 C.12

10、、36、24 D.11、36、72B1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律中心法则。复制转录翻译蛋白质DNA遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。RNA中心法则随着研究的深入，科学家对中心法则做出了补充。复制转录翻译蛋白质DNARNA逆转录RNA的复制 在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。逆转录病毒(如艾滋病病毒)01请写出以下生物的遗传信息的传递过程：不含逆转录酶能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬

11、菌体等)遗传信息的传递02RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)04高度分化的细胞(洋葱表皮细胞)03含逆转录酶 1DNA复制、转录、翻译分别形成复制、转录、翻译分别形成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A练习2 2、已知病毒的核酸有双链、已知病毒的核酸有双链DNADNA、单链、单链DNADNA、双链、双链RNARNA和单链和单链RNARNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该一种类型，应该 A.A.分析碱基类型，确定碱基

12、比率分析碱基类型，确定碱基比率 B.B.分析碱基类型，分析核糖类型分析碱基类型，分析核糖类型 C.C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D.D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型A 3 3 某基因中含有某基因中含有12001200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是最多含有肽键的个数是 A A198198个个 B B199199个个 C C200200个个 D D201201个个B4 4、红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，、红霉素、环丙沙星、利福

13、平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。物可用于治疗疾病的道理。抗菌药物抗菌药物抗菌机制抗菌机制红霉素红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸能与核糖体结合，抑制肽链的延伸环丙沙星环丙沙星抑制细菌抑制细菌DNADNA的复制的复制利福平利福平抑制细菌抑制细菌RNARNA聚合酶的活性聚合酶的活性三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，进而抑制细菌增殖的。具体而言，红霉素影响翻译过程，环丙沙星影响复制过程，福利平影响转录过程。l遗传信息、密码子、反密码子、启动子、终止子及与氨基酸的关系？提示启动子 终止子