第一节因指导蛋白质的合成

第一节基因指导蛋白质的合成第一节基因指导蛋白质的合成（第第2 2课时课时- -翻译）翻译） 转录得到的转录得到的RNARNA仍是碱基序列，而仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，不是蛋白质。那么，RNARNA上的碱基序上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？数量和排列顺序呢？ mRNAmRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？ mRNAmRNA通过核孔进入细胞质中，开始通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程它新的历程翻译。翻译。 一、遗传信息的翻译一、遗传信息的翻译1 1、翻译的概念：、翻译的概念： 游离在细胞质中的各种氨基酸，以游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板为模板合成合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质具有一定氨基酸顺序的蛋白质的的过程，称为遗传信息的翻译。过程，称为遗传信息的翻译。 DNADNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4种碱基，而组成生种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有物体蛋白质的氨基酸有2020种。这种。这4 4种碱基是种碱基是怎样决定蛋白质的怎样决定蛋白质的2020种氨基酸的？种氨基酸的？ 碱基与氨基酸之间碱基与氨基酸之间的对应关系如何？的对应关系如何？4 4种碱基只能决定种碱基只能决定4 4种氨基酸，种氨基酸，4 41 1=4=44 4种碱基最多只能编码种碱基最多只能编码1616种，种，4 42 2=16=16三个碱基决定一个氨基酸能决定三个碱基决定一个氨基酸能决定6464种，种，4 43 3=64=64，足够有余，足够有余（3 3）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的蛋白质的2020种氨基酸？种氨基酸？（2 2）如果）如果2 2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？（1 1）如果）如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，4 4种碱基能决定多少种氨基酸？种碱基能决定多少种氨基酸？4 4种碱基几个一组能决定种碱基几个一组能决定2020种氨基酸？种氨基酸？ 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子UCAUGA UUAmRNA 2 2、密码子（遗传密码）：、密码子（遗传密码）： （1 1）概念：）概念： mRNAmRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。上决定氨基酸的三个相邻的碱基。（2 2）密码子的特点）密码子的特点 数目共数目共6464种：种： 6161种密码子决定种密码子决定2020种氨基酸：种氨基酸： 一个密码子决定一个特定的氨基酸；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；有的氨基酸可能有一个以上的密码子； 2 2种起始密码子种起始密码子( AUG ( AUG 甲硫氨酸甲硫氨酸; GUG; GUG缬氨酸缬氨酸 ) ) 3 3种终止密码子种终止密码子 ( UAA; UAG; UGA )( UAA; UAG; UGA )一种一种AA多个密码子多个密码子一个密码子一个密码子一种一种AA1 1、对应的氨基酸序列为、对应的氨基酸序列为: :甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨丙氨酸酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸赖氨酸赖氨酸脯氨酸。脯氨酸。 2.2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明：实说明： 地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。是统一的。3.3.从密码的简并性我们能认识到：从密码的简并性我们能认识到： 如果密码子中的一个如果密码子中的一个 碱基发生变化，可能影响到蛋碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化生物出现变异，从而促进生物的发展进化. .解决课文解决课文P65：思考与讨论：思考与讨论(3)、特性：、特性：a、通用性（几乎所有生物共用、通用性（几乎所有生物共用一套密码子表）一套密码子表）b、简并性（一种、简并性（一种AA有两种以有两种以上密码子的情况，一定程度上上密码子的情况，一定程度上可防止由于碱基改变而造成的可防止由于碱基改变而造成的遗传信息的改变。）遗传信息的改变。） 游离在细胞质中的氨基酸，游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的是怎样运送到合成蛋白质的“生产线生产线”上的？上的？ tRNAtRNA“搬运工搬运工”ACU 天门冬天门冬酰氨酰氨一共有多少种一共有多少种tRNAtRNA? ?反密码子反密码子 反密码子与密码子相互配对反密码子与密码子相互配对, , 转运的氨基酸转运的氨基酸由配对的密码子决定由配对的密码子决定. .每种每种tRNAtRNA只能识别并转运只能识别并转运一种特定的氨基酸一种特定的氨基酸! !有有6161种种比较遗传信息、遗传密码和反密码子比较遗传信息、遗传密码和反密码子 3 3、翻译的过程：、翻译的过程：搞清以下几个问题：搞清以下几个问题： 1. 1. 氨基酸如何进入核糖体；氨基酸如何进入核糖体； 2. 2. 翻译的位点；翻译的位点； 3. 3. 核糖体移动的方向；核糖体移动的方向； 4. 4. 肽链如何形成；肽链如何形成； 5. 5. 蛋白质如何形成。蛋白质如何形成。 请同学们阅读课本请同学们阅读课本P66P66的第二自然段和图的第二自然段和图4-64-6。(1)(1)翻译的具体过程：翻译的具体过程：翻译 的动画演示过程3 3、翻译的过程、翻译的过程UCAUGA UUAmRNA细胞质细胞质UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸肽键肽键UCAUGA UUAAA U亮氨酸亮氨酸ACU天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸UCAUGA UUAAA UACUAUG亮氨酸亮氨酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸（2 2）翻译的场所：）翻译的场所： （3 3）翻译时的条件）翻译时的条件: : (4) (4)翻译的产物翻译的产物: : (5) (5)过程：过程： (6) (6)遗传信息流动：遗传信息流动：核糖体核糖体蛋白质蛋白质模板：模板：mRNA mRNA 原料：游离的氨基酸原料：游离的氨基酸工具：装配机器工具：装配机器核糖体；搬运工核糖体；搬运工tRNAtRNA 酶：多种酶酶：多种酶能量：能量：ATPATP起始起始 延伸延伸 终止终止mRNA蛋白质蛋白质思考与讨论：思考与讨论：转录与翻译转录与翻译有何异有何异同之处？同之处？阶段阶段项目项目转录转录翻译翻译定义定义场所场所模板模板遗传信息传遗传信息传递的方向递的方向原料原料产物产物在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成mRNAmRNA的过程。的过程。以信使以信使RNARNA为模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A A、U U、C C、G G的的4 4种核种核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的2020种氨基酸种氨基酸信使信使RNARNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质进一步加工为蛋白质总结：总结： 基因的表达过程是在细胞中完成的。基因的表达过程是在细胞中完成的。DNADNA分子、分子、RNARNA分子、氨基酸分子和核分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与的肽链合成后，就从核糖体与mRNAmRNA的复的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。命活动的各项职责。 DNA碱基数：碱基数：RNA碱基数：碱基数：AA数数=注意：注意：DNA,mRNA上有一些碱基不编码上有一些碱基不编码AA （如：（如：mRNA上有终止密码上有终止密码），所以），所以 一一 般题干中求般题干中求AA数时有数时有“最多最多”，求碱基数，求碱基数 时有时有“至少至少”等字眼。等字眼。6:3:1DNADNA双链双链 T T信使信使RNARNA U转运转运RNARNA G 氨基酸氨基酸AAACUAGC组氨酸组氨酸 1 1、据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的传递的、据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的传递的规律，填写下表：规律，填写下表： 练习练习2 2、转运、转运RNARNA与决定蛋白质的氨基酸序列有与决定蛋白质的氨基酸序列有密切关系的功能是（密切关系的功能是（ ） A A能识别信使能识别信使RNARNA的密码的密码 B B能携带特定的氨基酸能携带特定的氨基酸 C C能将氨基酸置于核糖体适当位置上能将氨基酸置于核糖体适当位置上 D D参与肽链继续延伸的过程参与肽链继续延伸的过程3 3、水蛭素是由、水蛭素是由6565个氨基酸组成的蛋白质，个氨基酸组成的蛋白质，控制该蛋白质合成的基因控制该蛋白质合成的基因 其碱基数至少应其碱基数至少应是（是（ ） A A390 B390 B195195 C C65 65 D D260260AD