高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成试讲课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成试讲课课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了学习目标，氨基酸，密码子，蛋白质，甲硫氨酸，酪氨酸，翻译过程，4翻译的条件，6翻译的结果，多肽链等内容，欢迎下载使用。

只解有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
解旋酶、 DNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留复制，边解旋边复制
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端-3’端延伸
转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的遗传信息是如何传递到蛋白质中的呢？
第1节 基因指导蛋白质的合成
RNA的组成与种类 RNA作为DNA信使的原因 遗传信息的转录、 遗传信息的翻译 中心法则
翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
细胞利用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。
思考： mRNA由4种碱基构成序列如何决定由21种氨基酸构成的蛋白质？
提示：如何让每一位中国人都有唯一的身份证号？
讨论： 类推4种碱基如何编排出21种氨基酸
组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸
1、三联体密码的实验证据P70
克里克利用T4噬菌体为实验材料证明遗传密码中3个碱基决定1个氨基酸
2、三联体密码表的破译
① 尼伦伯格和马太采用体外蛋白质合成技术破译第一个密码子UUU------苯丙氨酸
② 多位科学家利用体外蛋白质合成技术，经五六年破译64个密码子。
结论：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子
1、密码子表一共有多少个密码子？
2、终止密码子有多少个？
3、终止密码子编码氨基酸吗？
4、编码氨基酸的密码子有多少个？
（2）种类：64种密码子
终止密码子:UAA UAG UGA
包括起始密码:AUG（真核、原核） GUG（原核）编码甲硫氨酸
共有64种密码子 =59种普通密码子+2种起始密码子+3种终止密码子61或62种密码子决定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）起始密码子2 种( AUG甲硫氨酸; GUG缬氨酸、甲硫氨酸 )。 终止密码子3种 ( UAA; UAG; UGA 硒代半胱氨酸) 特殊情况下，终止密码子UGA也可编码硒代半胱氨酸。
6、什么叫密码子简并？
7、你认为密码的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
8、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？
（3）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性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
从增强密码子容错性的角度来看：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ACU突变为ACC，但都对应苏氨酸）；
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？
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。
氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？
按照密码子表将mRNA上的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列
转运RNA(tRNA)
“工人”必须要能解决这一难题
3、tRNA是蛋白质生产线上的搬运工① tRNA上有两个重要部位：结合氨基酸的部位，位于3´-端反密码子位于环上；反密码子能与mRNA上的密码子碱基互补配对② 催化tRNA和氨基酸结合的酶能同时识别反密码子和氨基酸，保证一种tRNA只携带一种氨基酸
③理论上tRNA有多少种？
每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。
若反密码子为3′-ACU-5′，则携带的氨基酸是？
（2）每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸, 但是一种氨基酸由一种或几种tRNA携带。
（1）编码氨基酸的密码子有61种 反密码子也有62种， tRNA也有62种。
当读取到mRNA上的起始密码子，翻译开始
提示：记住真核生物的起始密码子AUG
当读取到mRNA上的终止密码子，翻译结束
①核糖体是沿着mRNA移动的。
②核糖体与mRNA结合部位会形成2个结合位点。
模板、 原料、 酶、 能量、工具
肽链合成后，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。
（1）数量关系：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。（2）意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。（3）产物之间的关系①多个核糖体各自合成各自的链，产物是多条肽链，不是一条；②由于模板是同一段mRNA，所以图示多个核糖体合成的肽链是相同的
在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。
8、真核与原核生物转录翻译的区别
从这幅图你能否判断核糖体的移动方向？
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
模板、原料、能量、酶、tRNA等
A-U，U-A，G-C，C-G
多肽，经加工后成为成熟的蛋白质
真核细胞中复制、转录、翻译的比较
基因表达过程中数量的计算
蛋白质的氨基酸排列顺序
DNA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、36、24 D.11、36、72
2．在蛋白质合成过程中，不能提高蛋白质的合成效率是 (　　) A．一种氨基酸可能由多种密码子来决定 B．一种氨基酸可以由多种tRNA携带到核糖体中 C．一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成 D．一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
1、如右图代表的是某种tRNA，对此分析正确的是 ( 　)A．tRNA由四种脱氧核苷酸构成B．tRNA参与蛋白质合成中的翻译过程C．图中tRNA运载的氨基酸的密码子(之一)为GACD．tRNA中不存在碱基互补配对
(2)③表示________，合成的主要场所是________，通过________到细胞质中.(3)图中方框内的碱基应为________，对应 “5”的氨基酸是 ________(赖氨酸---AAA，苯丙氨酸------UUU)。(4)图中核糖体的移动方向是__________________________。
3．如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：
(1)图中表示遗传信息的________过程，发生的场所是____________，此过程除图中所示条件外，还需要____________等。
从左到右（5, 3,）
请根据DNA的复制和基因的表达，绘制流程图，表示遗传信息的传递方向。
（预见了遗传信息传递的一般规律）
生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？
阅读以下资料，对中心法则进行补充
1.在RNA病毒中发现了RNA复制酶，能对RNA进行复制。
2.在RNA病毒中发现逆转录酶，能以RNA为模板合成DNA。
蓝色的线表示少数生物的遗传信息流向
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。
1957年，克里克提出中心法则
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。
不同生物中心法则的体现
1）烟草花叶病毒（TMV）
2）人免疫缺陷病毒（HIV）、肉瘤病毒
(病毒自身携带的逆转录酶)
(该类病毒，部分自身携带RNA复制酶)
并非所有病毒注入到宿主细胞内的物质均只有遗传物质
亲代传递给子代的也是信息：DNA上的遗传信息；
亲代传递给子代的是物质：染色体、DNA；
遗传信息作为生命的“设计手册”，通过转录和翻译来支配对应的蛋白质合成，进而控制生物的性状；
综上所述：生命就是物质、能量和信息的统一体。
无论是遗传信息的复制、转录、翻译还是个体的生命活动都离不开能量的持续输入。
生命就是物质、能量和信息的统一体
一、概念检测1. 基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（×）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。 （×）2. 密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指 （D）A. 基因上3个相邻的碱基B. DNA上3个相邻的碱基C. tRNA上3个相邻的碱基D. mRNA上3个相邻的碱基
二、拓展应用红霉素、环丙沙星、利福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物可用于治疗疾病的道理。【提示】题中的三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。具体而言，红霉素影响翻译过程，环丙沙星影响复制过程，利福平影响转录过程。