从基因到蛋白质ppt课件配套教案内容

遗传信息的翻译

淮安市新马高级中学

李磊

教学重点：

基因控制蛋白质的翻译过程。

教学难点：

1. 基因的碱基排列顺序代表着遗传信息。

2．RNA的碱基排列顺序代表着遗传密码。

教具准备：

20种氨基酸的遗传密码子表。

教学过程

师:上节课，我们了解了基因控制蛋白质合成的过程，可分为哪两个步骤？

生：第一步是基因的遗传信息传递给RNA，此步可称为“转录”；第二步是转录出的RNA在核糖体通过指导蛋白质合成来表达信息，此步可称为“翻译”。

师:当沃森和克里克发现了DNA分子双螺旋结构后，全世界的科学家都认为破译遗传密码是下一个重大的研究课题。这时，人们首先想到了电报密码。

课件展示：发电报人发报图像与接电报人的图像

师:比如说“胰岛素”的电报密码是“3534

3213

2728”这样一串数字，这一密码通过电波传到目的地后，又按密码翻译成“胰岛素”。

师:组成蛋白质的氨基酸一般有多少种？

生一般有20种。

师:氨基酸有20种，RNA有四种核苷酸，四种碱基AGCU如何决定20种氨基酸？(要求学生进行逻辑推理) 生(1)一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种，41＝4不行。

(2)两个碱基决定一个氨基酸只能决定16种，42＝16不行。

(3)三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43＝64足够有余。

师:实验验证，1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA的三个碱基决定即三联体密码子，可能有一些密码子并不为氨基酸编码，而某种氨基酸可能被一种以上的密码子所决定。前一种情况称为密码的剩余，后一种情况称为密码的兼并。

师:给出三个遗传字母，它所对应的氨基酸究竟是哪种呢？遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个“遗传密码子”。

板

书：20种氨基酸的遗传密码子表

师:从密码子表中，你可以看出有哪些特点？

学生活动：学生小组讨论，回答。

生甲:除蛋氨酸和色氨酸外，其他氨基酸都有两种以上的密码子。如CUU、CUC、CUA都是亮氨酸的密码子。对应于一种氨基酸的密码子不止一种时，常常只是密码子中和第三个碱基发生变化。

生乙:蛋氨酸为起始密码子，蛋白质多肽链的起始端都是从蛋氨酸开始的。

生丙:表中UAA、UAG、UGA这三个密码子没有对应的氨基酸，叫做终止密码。在蛋白质合成中，当正在增长的多肽链遇到其中任何一个时，即停止增长，蛋白质合成到此完成。

生丁:在全部64个密码子中，61个密码子负责20种氨基酸的翻译，1个是起始密码，3个是终止密码。

师:把氨基酸合成为蛋白质的场所在哪里？

生:核糖体。

师:核糖体里没有现成的氨基酸，氨基酸在细胞质里。细胞质里的氨基酸是从哪里来的？

生:是人体从食物中通过消化吸收来的；可以是自身蛋白质分解产生的；还可以是通过氨基转换作用形成的。

师:转录是在哪儿进行的？

生:在细胞核里。

师:如何实现细胞核里的遗传信息指导细胞质里的蛋白质的合成？

板

书：翻译

1．场所

课件展示：蛋白质合成示意图(动态的)，教师:分阶段显示翻译过程，指导学生观察，学会描述各阶段的特征，理解核糖体、mRNA和tRNA三者之间的关系。

教师:活动：提出讨论题，请同学们思考。

课件展示：(1)早先的时候人们就知道DNA含于细胞核中，而蛋白质的合成却是在细胞质中进行的。两者之间的距离是如何得以填补的？

(2)翻译的起始阶段的主要特征有哪些？tRNA的作用是什么？

(3)多肽链是如何延伸的？

(4)多肽链是如何终止的？

(5)多肽链形成后又会发生什么变化？

学生活动：学生小组讨论，代表回答。

生甲:是靠一种RNA分子来完成的。包含在DNA中的遗传信息通过制造RNA分子而被拷贝下来。然后，信使RNA带着信息从储存它的DNA分子进入细胞质中的核糖体。核糖体相当于一个工作台，在这里信息被用于制造蛋白质。这一过程被称为转录，是蛋白质制造的第一步。

生乙:翻译的起始阶段是核糖体、mRNA和tRNA三者结合的阶段。mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体相结合。核糖体是蛋白质合成的场所。tRNA分子是遗传信息的转接器，担负着把特定的氨基酸送到核糖体上的任务，这种输送工作是按照信使RNA上密码子规定的顺序进行的。因此，tRNA分子不仅要能够识别氨基酸，还要能够识别信使RNA上面的密码子排列。细胞中的tRNA至少有20种，每种氨基酸要有一种自己的tRNA分子把它运送到核糖体上。

生丙:肽链的延长过程是，当核糖体接受两个氨基酸后，随着第一个tRNA离开核糖体，核糖体在mRNA上会向前移动三个碱基的位置，第二个tRNA前移到第一位置上，其携带的氨基酸在酶的作用下通过肽键与前一个氨基酸连接起来。空出来的接受氨基酸的第二位置为接受新运来的氨基酸做好准备。这样的过程往复进行，肽链不断延伸。

生丁:核糖体沿着mRNA移动，一旦遇到mRNA上的终止密码(UAG、UGA、UAA)，翻译即停止。

生:戊多肽链合成以后，从核糖体上脱离，再经过盘曲折叠形成一定的空间结构，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。

师:(1)转译中，由4个遗传字母编排的信息，将变成由20个字母(即20种不同氨基酸)重新编排的信息。

(2)其大体过程是：信使RNA分子移动到制造蛋白质的场所核糖体后，一个核糖体附连在某一信使RNA的一端，并开始沿着它移动，且在每一个密码子处作短暂停留。每次停留时，一个由该密码子编码的那种氨基酸就排列在核糖体上，并与刚刚在它之前加上去的氨基酸形成化学键。当核糖体继续向信使RNA前面移动时，氨基酸就会按信使RNA的密码子编排的次序，将氨基酸排列并加进去。

(3)最后，核糖体将到达带有让它停止的信号的密码子处。这时，新产生的蛋白质将与核糖体分离，并到细胞中需要它起作用的地方去，开始做它的工作。

师:mRNA和tRNA和DNA三者是一个什么样的关系？

板

书：2．过程：起始、延伸和终止

课件展示：

填写下表中决定丝氨酸的密码子。

学生活动：自主完成以上表格。

师:转录和翻译是基因控制蛋白质合成中必不可少的过程。两者的差异是什么呢？

课件展示：

转录和翻译的比较表格。

学生活动：自主完成以上表格。

师:(1)信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。

(2)转运RNA携带的氨基酸(如甲硫氨酸、谷氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的，归根结底是由DNA的特定片段(基因)决定的。

师:了解生物遗传物质及其作用原理，有重要的理论意义，有什么实践意义呢？

师:(1)例如，1977年美国科学家第一次用大肠杆菌产生人脑激素——生长激素释放抑制素。他们用化学方法合成这种激素，再把它移植到大肠杆菌中获得基因表达，首次生产出有活性的激素。这个成功在世界范围内产生很大影响。它巨大的经济价值十分诱人，从羊脑提取1毫克这种激素，生产成本比阿波罗飞船从月球带回的一千克岩石标本还高2～5倍，而用遗传工程生产1毫克，价格在300美元以下。

(2)我国用基因工程生产出人干扰素达世界领先水平，它具有抗病毒、抗肿瘤等方面的作用。