高中生物 第4章 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件 新人教版必修2.ppt
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第4章 基因的表達,一、RNA的組成及分類 1.基本單位的組成,2.結(jié)構(gòu) 一般是單鏈,長度比DNA短;能通過 從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。 3.分類 (1)信使RNA(mRNA)——傳遞 ; (2)轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)——運輸 ; (3)核糖體RNA(rRNA)——組成 。,核孔,遺傳信息,氨基酸,核糖體,二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 1.對轉(zhuǎn)錄概念的理解,2.轉(zhuǎn)錄過程,三、遺傳信息的翻譯 1.對翻譯概念的理解,2.遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較,3.翻譯的過程,一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 1.閱讀教材P62~63,分析圖4-2、4-3探究下列問題: 結(jié)合第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu),比較DNA和RNA。,提示:細胞核 細胞質(zhì) 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 腺嘌呤(A) 鳥嘌呤(G) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 脫氧核糖 核糖,2.探究RNA為什么能作為DNA的信使。 提示:(1)RNA的基本組成單位是核苷酸,含有4種堿基,可以儲存遺傳信息;(2)RNA一般是單鏈,比DNA短,能通過核孔,從細胞核進入細胞質(zhì);(3)組成RNA的堿基也嚴格遵循堿基互補配對原則。 3.仔細分析教材P63圖4-4,探究下列問題: 如下所示為一段DNA分子,如果以β鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄,試回答下列問題:,(1)寫出對應(yīng)的mRNA的堿基序列。 提示:……AUGAUAGGGAAAC……。 (2)轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列,與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有何關(guān)系?與DNA的另一條鏈的堿基序列相比有哪些異同? 提示:①轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列,與作為模板的DNA單鏈的堿基序列互補配對。 ②相同點:a.堿基數(shù)目相等;b.都含A、G、C 3種堿基。不同點:RNA中含有U,DNA中含有T。,二、遺傳信息的翻譯 1.組成生物體的氨基酸有20種,如果mRNA上的1個堿基決定1個氨基酸,能決定多少種氨基酸?2個堿基決定1個氨基酸能決定多少種氨基酸?試推測mRNA上至少幾個堿基決定1個氨基酸才能決定20種氨基酸。 提示:(1)mRNA上的堿基有4種,如果1個堿基決定1個氨基酸,能決定41=4種氨基酸。 (2)2個堿基決定1個氨基酸能決定42=16種氨基酸。 (3)當由3個堿基決定一個氨基酸時,可以編碼43=64種氨基酸,所以至少需要3個堿基決定1種氨基酸才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸。,2.結(jié)合教材P65表4-1中20種氨基酸的密碼子表思考: (1)密碼子有多少種?在蛋白質(zhì)合成過程中都決定氨基酸嗎? 提示:密碼子共有64種,但有3種為終止密碼子,不決定氨基酸,決定氨基酸的密碼子有61種。 (2)一種氨基酸可能對應(yīng)幾個密碼子,這一現(xiàn)象稱做密碼的簡并,密碼的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義? 提示:密碼的簡并在遺傳的穩(wěn)定性和提高翻譯速率上有一定的意義,具體如下:①當密碼子中有一個堿基改變時,由于密碼的簡并,可能并不會改變對應(yīng)的氨基酸。②當某種氨基酸使用頻率高時,幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速率。,3.結(jié)合下面圖解,思考:,(1)基因中的堿基數(shù)、mRNA分子中的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之間有何數(shù)量關(guān)系? 提示:基因中的堿基、mRNA分子中的堿基與蛋白質(zhì)分子中的氨基酸三者之間的數(shù)量比為6∶3∶1。,(2)在蛋白質(zhì)合成過程中,DNA中堿基數(shù)、mRNA中堿基數(shù)、氨基酸數(shù)是否一定遵循以上數(shù)量關(guān)系? 提示:不一定。因在一段多肽鏈對應(yīng)的mRNA中含有不編碼氨基酸的終止密碼子,而在其對應(yīng)的DNA中,還含有一些不能轉(zhuǎn)錄為mRNA的DNA片段。,4.判斷正誤 (1)氨基酸與密碼子之間具有一一對應(yīng)的關(guān)系。( ) (2)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程可以出現(xiàn)A-U、U-A、C-G、G-C四種配對關(guān)系,不會出現(xiàn)T-A的配對方式。( ) (3)當密碼子中有一個堿基改變時,可能不會改變對應(yīng)的氨基酸。( ),×,×,√,5.連線(將左側(cè)的名詞與其相對應(yīng)的概念用線連接起來),1.轉(zhuǎn)錄、翻譯與 DNA復(fù)制的比較,[特別提醒] (1)一個mRNA翻譯出的多肽鏈不一定是一條,可以同時附著多個核糖體,翻譯出多條多肽鏈。 (2)從核糖體上脫離下來的只是肽鏈,肽鏈還要進一步加工,才能成為具有生物活性的蛋白質(zhì)。,2.遺傳信息、密碼子、反密碼子與氨基酸之間的關(guān)系,3.轉(zhuǎn)錄、翻譯中的有關(guān)計算 (1)基因中堿基、RNA中堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系 ①轉(zhuǎn)錄時只以DNA的一條鏈為模板,因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中的堿基數(shù)目是基因中堿基的1/2。 ②翻譯過程中,mRNA中每3個堿基決定1個氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基的1/3。 (2)基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的幾種數(shù)量關(guān)系 基因中堿基數(shù)∶mRNA中堿基數(shù)∶蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6∶3∶1。,[特別提醒] (1)上述比例關(guān)系只是針對基因中的堿基,而不是整個DNA分子。 (2)由于終止密碼子的存在,因此mRNA中堿基數(shù)比氨基酸數(shù)的3倍還要多一些,注意題目中是否有限定詞,如“最少”等。,[例1] (浙江高考)某生物基因表達過程如圖所示,下列敘述與該圖相符的是( ),A.在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開 B.DNA-RNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與T配對 C.mRNA翻譯只能得到一條肽鏈 D.該過程發(fā)生在真核細胞中,[研析] 本題以圖示為信息載體考查生物基因表達過程。具體解題過程如下:,,,[審]——提取信息,,信息a:在RNA聚合酶作用下,以雙鏈DNA的一條鏈為模板,合成mRNA。 信息b:合成的mRNA上結(jié)合有2個核糖體,并有肽鏈合成。,,[聯(lián)]——聯(lián)系基礎(chǔ),以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則合成RNA的過程,叫做轉(zhuǎn)錄;以mRNA為模板,將游離的氨基酸合成具有一定氨基酸排列順序的多肽的過程,叫做翻譯;真核細胞中轉(zhuǎn)錄是在細胞核中,翻譯是在細胞質(zhì)中,原核細胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯可同時進行。,,,[判]——研判選項,[答案] A,A項:轉(zhuǎn)錄時,DNA雙鏈是在RNA聚合酶作用下解旋的,A項正確。 B項:轉(zhuǎn)錄時的堿基互補配對方式是A-U、T-A、G-C、C-G,所以DNA-RNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與U配對,B項錯誤。 C項:圖中mRNA上連接有2個核糖體且已合成出2條多肽鏈,C項錯誤。 D項:轉(zhuǎn)錄、翻譯同時進行,故圖示過程發(fā)生在原核細胞中,D項錯誤。,[例2] mRNA上決定氨基酸的一個密碼子的一個堿基發(fā)生替換,對識別該密碼子的tRNA種類及轉(zhuǎn)運的氨基酸種類將會產(chǎn)生的影響是( ) A.tRNA種類一定改變,氨基酸種類一定改變 B.tRNA種類不一定改變,氨基酸種類不一定改變 C.tRNA種類一定改變,氨基酸種類不一定改變 D.tRNA種類不一定改變,氨基酸種類一定改變 [解析] 一種密碼子只能對應(yīng)一種氨基酸,而一種氨基酸可以有多種密碼子。mRNA上決定氨基酸的一個密碼子的一個堿基發(fā)生替換,則識別該密碼子的tRNA(一端有反密碼子)種類也肯定發(fā)生改變。但改變后的密碼子有可能與原密碼子決定的是同一種氨基酸,故氨基酸種類不一定改變。 [答案] C,————————[課堂歸納]————————,[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建],填充:①轉(zhuǎn)錄 ②翻譯 ③mRNA、tRNA、rRNA ④核糖體,[關(guān)鍵語句],1.RNA有三種:信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)。 2.轉(zhuǎn)錄的主要場所是細胞核,條件是模板(DNA的一條鏈)、原料(4種核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。 3.翻譯的場所是核糖體,條件是模板(mRNA)、原料(20種氨基酸)、酶和能量。 4.密碼子共有64種,其中決定氨基酸的密碼子有61種,3種終止密碼子不決定氨基酸。 5.一種氨基酸對應(yīng)一種或多種密碼子,一種密碼子最多只決定一種氨基酸。 6.每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸,一種氨基酸可由一種或多種tRNA識別和轉(zhuǎn)運。,答案:D,知識點一、DNA與RNA的比較 1.下列哪項是DNA和RNA共同具有的( ) A.雙螺旋結(jié)構(gòu) B.脫氧核糖 C.尿嘧啶 D.腺嘌呤 解析:具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的是DNA,RNA不具有;脫氧核糖是DNA中特有的五碳糖,尿嘧啶是RNA中特有的堿基,腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的堿基。,2.在人體中,由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有( ) A.兩種 B.四種 C.五種 D.六種 解析:選C A、T、C能構(gòu)成三種脫氧核苷酸,由于核糖核苷酸中沒有T堿基,A、C能構(gòu)成兩種核糖核苷酸,因此A、T、C能構(gòu)成五種核苷酸。,答案:C,知識點二、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 3.真核細胞中DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的主要場所依次是( ) A.細胞核、細胞核、核糖體 B.細胞核、細胞質(zhì)、核糖體 C.細胞核、細胞核、高爾基體 D.細胞核、細胞質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 解析:DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄都是以DNA為模板,DNA主要在細胞核中,故DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的場所主要是細胞核,翻譯是在細胞質(zhì)中的核糖體上完成的。,答案:A,4.有關(guān)真核細胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程的敘述,錯誤的是( ) A.兩種過程都可在細胞核中發(fā)生 B.兩種過程都有酶參與反應(yīng) C.兩種過程都以脫氧核苷酸為原料 D.兩種過程都以DNA為模板 解析:復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都主要在細胞核內(nèi)進行;都需要各種酶的參與;復(fù)制的原料是4種脫氧核苷酸,轉(zhuǎn)錄的原料是4種核糖核苷酸;兩種過程的模板都是DNA,復(fù)制是以DNA的兩條鏈分別為模板,而轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板。,答案:C,答案:B,知識點三、基因控制蛋白質(zhì)合成中的相關(guān)計算 5.一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽,則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽最多需要的tRNA個數(shù),依次為( ) A.33,11 B.36,12 C.12,36 D.11,36 解析: 由題干知此多肽有11個肽鍵,可推知此多肽應(yīng)由12個氨基酸脫水縮合而成,對應(yīng)mRNA上的堿基至少應(yīng)為12×3=36個,對應(yīng)DNA上的堿基至少為12×6=72個,而12個氨基酸最多需要12個tRNA來轉(zhuǎn)運。,6.根據(jù)下表蛋白質(zhì)合成中遺傳信息的傳遞過程,在下面表格中的空白處填入相應(yīng)的字母并回答問題。,(1)丙氨酸的密碼子是________,決定編碼該氨基酸的密碼子的堿基是________。 (2)第二個氨基酸應(yīng)是________。[半胱氨酸(UGC)、絲氨酸(UCC)、蘇氨酸(ACC)、精氨酸(AGG)] (3)____鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈,是儲存遺傳信息的鏈,密碼子位于____ 鏈上。 (4)在控制合成胰島素(含51個氨基酸)的基因中,至少含有___個脫氧核苷酸。,解析:首先根據(jù)mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子的堿基互補配對,即c鏈和d鏈堿基互補配對,可以得出c鏈上第四個堿基是U,恰好與a鏈相應(yīng)位置上的A互補,由此得出c鏈是以a鏈為模板轉(zhuǎn)錄得來的。理清上述關(guān)系,就可以將題中表格填寫完整,具體如下:,答案:(1)GCA CGT (2)半胱氨酸 (3)a c (4)306,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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