資源簡介

(共29張PPT)
第四節 基因控制蛋白質的合成
（第二課時）
第三章 遺傳的分子基礎
素養目標
從存在位置、作用等方面，探討密碼子、反密碼子和遺傳信息之間的關系，構建知識脈絡。
01
生命觀念
通過圖示和列表比較轉錄和翻譯的異同。
02
科學思維
教學重難點
02
遺傳密碼子在 DNA 控制蛋白質合成過程中的重要作用
復習導入
主要在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程。
轉錄的概念？
1
轉錄的場所？
2
轉錄的模板
3
轉錄的原料
4
轉錄的條件
5
轉錄的堿基配對方式
6
轉錄的產物？
7
細胞核、葉綠體、線粒體、擬核
DNA分子的一條鏈
四種游離的核糖核苷酸
模板、原料、能量、酶（RNA聚合酶同時具有解旋功能）
G-C C-G T-A A-U
三種RNA（mRNA rRNA tRNA)
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
密碼子
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
mRNA: 攜帶著從DNA轉錄來的遺傳信息，是合成蛋白質的模板。mRNA上三個相鄰的堿基決定著蛋白質的一個特定的的氨基酸，遺傳學上將這三個堿基稱為密碼子。
密碼子
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
A
A
G
U
C
A
U
G
C
U
A
C
G
C
U
U
A
A
甲硫氨酸
組氨酸
精氨酸
酪氨酸
丙氨酸
終止密碼子：不編碼氨基酸
mRNA
通用性：除少數密碼外，生物界的密碼子統一的，共用同一套遺傳密碼。
專一性：mRNA上3個堿基組合決定特定的氨基酸或終止密碼。
簡并性：不同的密碼子可能決定同一個氨基酸。除少數氨基酸只有一種遺傳密碼外，大多數氨基酸有兩個以上的遺傳密碼。
mRNA上的堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？
如果三個堿基決定一種氨基酸：
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
43=64
A AAA
AAG
AAC
AAU
AGA
AGG
AGC
AGU
A ACA
ACG
ACC
ACU
AUA
AUG
AUC
AUU
……
反密碼子
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
U
C
A
U
G
U
U
U
A
mRNA
A
A
U
亮氨酸
A
C
A
纈氨酸
A
U
G
異亮氨酸
反密碼子
密 碼 子
在tRNA上與mRNA分子上的密碼子互補配對的三個堿基，稱為反密碼子。
反密碼子
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
U A C
甲硫
tRNA
氨基酸
密碼子
反密碼子
mRNA（信使RNA）
A U G
C U A
G U A G C U
一種密碼子→____種氨基酸
一種密碼子→____種反密碼子
一種反密碼子→____種氨基酸
1
1
1
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
U
A
C
甲硫氨酸
核糖體
起始密碼子
mRNA
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
mRNA與核糖體結合
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
G
丙氨酸
mRNA
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
G
丙氨酸
mRNA
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
兩個氨基酸分子脫水縮合，形成肽鍵
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
G
丙氨酸
脫水縮合
mRNA
A
U
G
異亮氨酸
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
核糖體在mRNA上移動，另一個tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對。
甲硫氨酸
mRNA
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
U
A
C
tRNA離開，轉運新的氨基酸
A
C
G
丙氨酸
A
U
G
異亮氨酸
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
甲硫氨酸
A
C
G
丙氨酸
脫水縮合
mRNA
A
U
G
異亮氨酸
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
甲硫氨酸
A
C
G
丙氨酸
A
U
G
異亮氨酸
U
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
甲硫氨酸
丙氨酸
異亮氨酸
mRNA
A
C
G
U
G
C
U
U
A
U
A
A
翻譯是一個高效的過程
在翻譯過程中會觀察到左圖所示的一個mRNA分子結合多個核糖體現象，觀察圖片回答下列問題：
圖中顯示有幾條肽鏈正在同時合成？每條肽鏈合成結束后，它們都相同嗎？這樣翻譯有什么意義？
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
翻譯是一個高效的過程。
翻譯的總結
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
翻譯的場所？
2
以 mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。
翻譯的概念？
1
翻譯的模板
3
翻譯的原料
4
翻譯的條件
5
翻譯的堿基配對方式
6
翻譯的產物？
7
模板、原料、能量、酶
核糖體（細胞質）
mRNA
21種游離的氨基酸
A-U，U-A，C-G，G-C
蛋白質（或多肽鏈）
歸納轉錄和翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
場所
主要是細胞核
條件
模板：DNA的一條鏈
原料：4種核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶等
原則
堿基互補配對：
A-U、T-A、C-G、G-C
產物
mRNA、tRNA、rRNA等
轉 錄
歸納轉錄和翻譯的過程
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
轉 錄
翻 譯
場所
主要是細胞核
條件
模板：DNA的一條鏈
原料：4種核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶等
原則
堿基互補配對：
A-U、T-A、C-G、G-C
產物
mRNA、tRNA、rRNA等
核糖體
模板：mRNA
原料：氨基酸
能量：ATP
酶：多種酶
轉運工具：tRNA
堿基互補配對：
A-U、U-A、C-G、G-C
多肽鏈（→蛋白質）
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
項目 復制 轉錄 翻譯
場所
條件 模板
原料
能量
酶
產物
原則
細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體
細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體
細胞核（主要場所），線粒體，葉綠體
DNA的兩條鏈
DNA的一條鏈
mRNA
4種游離的脫氧核苷酸
4種游離的核糖核苷酸
20種游離的氨基酸
ATP
ATP
ATP
DNA解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
與蛋白質合成有關的酶
DNA
RNA
多肽
堿基互補配對
A=T G=C
堿基互補配對
A=U T=A G=C
堿基互補配對
A=U G=C
思考
遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
基因、mRNA上的堿基數目與該基因控制合成的蛋白質的氨基酸數目之間的比例一般是？考題中涉及該知識點時，為何強調氨基酸數“最多”多少個，堿基數“至少”多少個？
比例6:3:1
基因模板鏈上有的堿基是不能被轉錄的，基因的編碼區才轉錄。
mRNA上有些堿基是不能決定氨基酸的，翻譯是從起始密碼子處開始到終止密碼子處結束，則起始密碼子前和終止密碼子后的堿基便不能決定氨基酸。
合成的肽鏈在加工過程中有可能會剪切掉部分氨基酸。
課堂練習
解析：tRNA前體和成熟的tRNA均為單鏈結構，但成熟的tRNA經折疊，存在局部雙鏈結構，雙鏈之間靠氫鍵連接，tRNA基因實質為DNA片段，內部存在氫鍵，A錯誤，D正確；isoacceptors攜帶同種氨基酸而反密碼子不同，說明密碼子具有簡并性，B正確；isodecoders序列不同說明tRNA基因具有多樣性，C正確。
1.tRNA基因經過轉錄生成tRNA前體，加工后形成成孰的tRNA參與翻譯過程。攜帶同種氨基酸而反密碼子不同的tRNAs被稱為“isoacceptors”；攜帶同種氨基酸且反密碼子相同，但序列不同的tRNAs則互為“isodecoders”。下列敘述錯誤的是（ ）
A.tRNA前體為單鏈結構,成熟的tRNA為雙鏈結構
B.isoacceptors說明密碼子具有簡并性
C.isodecoders說明tRNA基因具有多樣性
D.tRNA基因和tRNA內部都存在氫鍵
A
課堂練習
2.下列有關真核細胞基因表達的敘述，正確的是（ ）
A.轉錄形成的RNA都可以成為翻譯的模板
B.轉錄和翻譯不可能發生在同一時間和空間上
C.轉錄和翻譯過程中的堿基互補配對方式完全相同
D.轉錄和翻譯過程中都會發生氫鍵的形成和斷裂
解析：A、只有mRNA可以作為翻譯的模板，A錯誤；B、原核生物可以邊轉錄邊翻譯，轉錄和翻譯可能發生在同一時間和空間上，B錯誤；C、轉錄堿基互補配對的方式是A-U、C-G、G-C、T-A，而翻譯過程中的堿基互補配對方式為A-U、C-G、G-C、U-A，C錯誤；D、轉錄涉及解旋與配對，翻譯涉及堿基的配對等，這些過程中都會發生氫鍵的形成和斷裂，D正確。
D
課堂練習
3.如圖為某細菌mRNA與對應的翻譯產物示意圖，相關敘述錯誤的是（ ）
A.一分子mRNA中有一個游離的磷酸基團，其他磷酸基團均與兩個核糖相連
B.mRNA上的AUG是翻譯的起始密碼子，它由基因中的啟動子轉錄形成
C.據圖可知，一個mRNA上有多個起始密碼子時，一個mRNA也可翻譯出多種蛋白質
D.在該mRNA合成的過程中，核糖體就可以與之結合并開始翻譯過程
解析：據圖分析，mRNA上有3個起始密碼子（AUG），與核糖體結合后翻譯形成3種蛋白質。一分子mRNA中有一個游離的磷酸基團，其他磷酸基團均與兩個核糖相連，A正確；轉錄開始時，RNA聚合酶必須與基因上的啟動子結合，然后滑動至轉錄起始位點開始轉錄，所以起始密碼子不是由啟動子轉錄形成的，B錯誤；據圖分析，一個mRNA上有多個起始密碼子時，一個mRNA也可翻譯出多種蛋白質，C正確；細菌屬于原核細胞，沒有核膜包圍的細胞核，則mRNA合成的過程中，核糖體就可以與之結合并開始翻譯過程，即邊轉錄邊翻譯，D正確。
B
課堂練習
4.下圖表示真核生物的翻譯過程。mRNA甲基化的位點集中在mRNA的5′端，稱5′帽子（5′cap），可使mRNA免受抗病毒免疫機制的破壞；3′端有一個含100～200個A的特殊結構，稱polyA尾，但對應基因的尾部卻沒有T串序列。下列敘述正確的是（ ）
A.mRNA的5′端甲基化會導致翻譯產物的分子質量增加
B.polyA尾不是對應基因直接轉錄形成的
C.據圖可知，翻譯從mRNA的3′端開始
D.當終止密碼子與相應的反密碼子結合時，翻譯過程終止
解析：A、mRNA的5′端甲基化后的堿基序列不會被翻譯形成氨基酸，因此不會導致翻譯產物的分子質量增加，A錯誤；B、根據對應基因的尾部沒有T串序列，而在mRNA的3′端有一個含100～200個A的特殊結構，因此可說明polyA尾不是對應基因直接轉錄形成的，B正確；C、根據圖中肽鏈的長短可知，翻譯從mRNA的5′端開始，C錯誤；D、終止密碼子一般不對應氨基酸，因此沒有反密碼子與之對應，D錯誤。故選B。
B
總結歸納
翻譯
場所：
條件
產物：
過程
核糖體
模板：
能量：
酶：多種酶
原料：
轉運工具：
具有特定氨基酸排列順序的多肽鏈
mRNA
由ATP提供
20種游離的氨基酸
tRNA

展開更多......

收起↑