3.4 基因控制蛋白质合成 课件（共26张PPT）课件

(共26张PPT)
遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
单击此处输入你的副标题，请尽量言简意赅的阐述观点。
mRNA新冠疫苗的作用机理
S蛋白是新冠病毒能进入人体细胞的关键，
是一种能引发人体免疫应答的抗原物质。
S蛋白与人体细胞表面受体结合
S蛋白对应
的mRNA
脂类膜
翻译：以mRNA为模板，
合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程
mRNA新冠疫苗的作用机理
mRNA疫苗注入人体细胞
人体细胞中合成S蛋白
激发人体对S蛋白的免疫应答，
从而对新冠病毒产生“记忆”
翻译
问题：mRNA上的核酸信息如何指导蛋白质合成？
子问题1: mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
子问题2: 什么物质或结构在行使“翻译”功能？
子问题3: 翻译的动态过程？
材料1
1953年，卡伽夫的思考：
若1个核苷酸决定一种氨基酸，最多能编码几种氨基酸？
若2个核苷酸决定一种氨基酸呢？
若3个核苷酸决定一种氨基酸呢？
子问题1：mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
已知mRNA有A、U、C、G 4种核苷酸，
蛋白质的氨基酸有20种。
4种
4×4 ＝16种
4×4×4 ＝64种
A A
C C
G G
U U
1 2
mRNA
作出推测：3个核苷酸决定一种氨基酸。
暂停并思考
材料2
①1961年，尼伦伯格等人合成了一种只含U的mRNA，
即UUUUUUUUU……，将其放入含20种氨基酸的试管中，
提供其余条件，发现体外合成的多肽只含苯丙氨酸。
②改用只含UG的mRNA，即UGUGUGUGUGUG……
实际：合成了缬氨酸和半胱氨酸交替排列的多肽，符合预期。
预期：合成的多肽链含几种氨基酸？
UGU、GUG
UUU
子问题1：mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
材料2
③改用只含UUG的mRNA，即UUGUUGUUGUUG……
子问题1：mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
只含UUG
实际上：分别合成三条多肽链， 一条只含亮氨酸
一条只含半胱氨酸
一条只含缬氨酸。
或只含UGU
或只含GUU
尼伦伯格创设的体外翻译体系中，翻译可从不同起点开始。
翻译开始后，mRNA每3个相邻的核苷酸决定一种氨基酸。
只含UUG
只含UGU
只含GUU
遗传密码(密码子)：
mRNA上每3个相邻的核苷酸排列的三联体，
决定一种氨基酸。
子问题1：mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
1965年，决定20种氨基酸
的60多种密码子全被破译。
与尼伦伯格合成的mRNA不同，
细胞正常mRNA存在特殊序列，
引导翻译从起始密码子开始。
①
②
③
AUG是起始密码子，
编码甲硫氨酸；
真核:
原核: 甲硫氨酸(起始)
原核生物中，
GUG也可作起始密码子，
也编码甲硫氨酸。
阅读遗传密码表，回答问题：
·有 种终止密码子不编码氨基酸，
是翻译终止的信号；
·共有氨基酸 种，密码子 种；
·编码氨基酸的密码子 共 种，
其中包括起始密码子；
20
64
3
61
·原核生物中，起始密码是 。
AUG或
GUG
真核:
原核: 甲硫氨酸(起始)
暂停并思考
阅读遗传密码表，回答问题：
·一种密码子决定 种氨基酸；
· 一种氨基酸可由 种密码子编码？
密码子的简并性
·碱基改变，编码的氨基酸一定改变吗？
·为什么新冠病毒S蛋白对应的mRNA在
人细胞中也能翻译得到相同的S蛋白？
除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一、相同，即通用性。
0或1
1或多
不一定，可能仍编码相同的氨基酸
真核:
原核: 甲硫氨酸(起始)
暂停并思考
查表写出下列细胞中 mRNA 编码的氨基酸序列？
多肽链
mRNA 5’-……CGAUGUCUAUGUUGAACUAACGA-……3’
遗传密码(密码子)：
mRNA上每3个相邻的核苷酸排列的三联体，
决定一种氨基酸。
从第一个起始密码子开始
甲硫 氨酸
翻译
【任务一】
暂停并思考
—丝
氨酸
—甲硫
氨酸
—亮
氨酸
—天冬
酰胺
子问题1：mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的对应关系？
教材P72
子问题2：什么物质或结构在行使“翻译”功能？
DNA
转录
mRNA
tRNA
rRNA
蛋白质
翻译
转运氨基酸
模板
构成场所核糖体
大亚基
小亚基
子问题2：什么物质或结构在行使“翻译”功能？
思考：
·分析DNA复制和转录的准确性实现的原因，
碱基互补配对
推测tRNA 是如何准确将氨基酸运输到对应的位置？
子问题2：什么物质或结构在行使“翻译”功能？
DNA复制 转录
tRNA是翻译过程的
“议员”和“搬运工”。
tRNA 和 mRNA间
(反密码子)
(密码子)
通过碱基互补配对，
以保证翻译的准确性。
子问题2：什么物质或结构在行使“翻译”功能？
tRNA二级结构图
tRNA三级结构图
识别密码子
(1)tRNA中存在氢键，
对吗？
(2)所有密码子都有
对应的tRNA吗？
(3)密码子的认读方向是
从 mRNA的 → 。
(4)图1丝氨酸的密码子
是 。
(5)图2 tRNA携带的
氨基酸是 。
图 2
5’端
3’端可
结合
氨基酸
识别密码子
AGC
丙氨酸
(对应密码子 GCC)
√
×
5’ A G C 3’
子问题2：什么物质或结构在行使“翻译”功能？
图1
暂停并思考
5’端 3’端
【任务二】查表回答问题:
【任务三】观看视频，完成任务单表格
子问题3：翻译的动态过程？
PART ONE
转录（合成RNA） 翻译（合成蛋白质）
场所 细胞核(主)、线粒体、叶绿体； 拟核区 核糖体
模板 含1个或几个基因的DNA片段的1条链 (而非整条链) mRNA
原料 4种核糖核苷酸A UC G 20种氨基酸
酶 RNA聚合酶 酶
其他 ATP ATP、tRNA
配对 A-U T-A C-G A-U C-G
特点 边解旋边转录 一条mRNA上相继结合多个
核糖体，同时进行流水作业
产物 RNA [mRNA、tRNA、rRNA都是转录产物] 条 的多肽链
多 相同
图 1
【任务三】
判定核糖体移动方向
图 2
图 3
图 4
子问题3：翻译的动态过程？
暂停并思考
辨析1——真核/原核生物的转录、翻译
图5 真核生物 (核基因)
图6 原核生物
②
①
③
①核内转录
先转录后翻译
转录合成的RNA和核糖体直接接触，
转录、翻译同时进行
②核内RNA
加工后运出
③细胞质中翻译
细胞质基因呢？
(1)遗传信息、遗传密码
(2)启动部位、起始密码子
启动部位在 上，
与之结合， 开始；
起始密码子在 上，
与之结合， 开始。
DNA
RNA聚合酶
转录
mRNA
核糖体
翻译
细胞生物中，遗传信息存储在 ，
遗传密码在 上。
DNA
mRNA
辨析2——关键概念
暂停并思考
脱氧核苷酸序列
核糖核苷酸序列
蛋白质
翻译
DNA
转录
mRNA
tRNA
rRNA
转运氨基酸
携带反密码子
模板
构成场所核糖体
氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
生物性状
基因控制蛋白质的合成——基因表达
复
制
始于启动部位
始于起始密码子
【任务四】 概念构建
新冠病毒侵入人体后，
能否阻止其基因在
人体细胞内的表达？
病毒在宿主细胞内释放遗传物质，
复制、表达，生成子代病毒
展望——基因“沉默”中的RNA干扰技术
展望——基因“沉默”中的RNA干扰技术
与蛋白质
结合
案例1
案例2
【课后任务】寻找“抗疫”新思路