2017 2018高中生物431从基因到蛋白质课件苏教版必修2

1、第三节第三节 基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成 第一课时 从基因到蛋白质 目标导航 预习导引 1 .记住基因的本质。 2 .说出基因、DNA和染色体的关系。 3 .记住转录和翻译的过程。 目标导航 预习导引 一、基因和遗传信息 基因是具有遗传效应的DNA片段;遗传信息是指基因的碱基排列顺序。基因的遗传表达是通过基因控制蛋白质 的合成来实现的。 二、遗传信息的转录和翻译 1.转录 (1)概念:在细胞核 中,以DNA的一条链 为模板,按碱基互补配对 原则,合成RNA的过程。 (2)条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶、ATP。 (3)过程。 目标导航 预习导引 (4)产物:

2、RNA。 信使RNA (mRNA ) RNA的类型转运RNA (tRNA ) 核糖体RNA (rRNA ) (5)遗传信息的传递方向:DNAmRNA。 目标导航 预习导引 2.翻译 (1)遗传密码子:遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个“ 遗传密码子” 。 (2)通过遗传密码子表了解:所有生物共用一套密码子;每种氨基酸可对应1或多种密码子,而每种密码子只决定一种氨基酸;共有64种密码子,决定氨基酸的为61种;起始密码:AUG、GUG ;终止密码:UAA、UAG、UGA。 (3)tRNA组成:一端携带氨基酸,另一端有三个碱基,识别信使RNA上的密码子,称为反密码子。tRNA

3、与氨基酸的关系:一种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可以被一种或多种tRNA转运。 目标导航 预习导引 (4)翻译。 概念:游离在细胞质中的氨基酸以mRNA为模板,合成蛋白质的过程。 条件:模板(mRNA )、原料(氨基酸)、tRNA、多种酶。 过程:分为起始、延伸、终止等阶段,mRNA合成后,从核孔进入细胞质与核糖体结合;氨基酸通过tRNA运输到达核糖体。 目标导航 预习导引 预习交流交流 (1)对真核细胞而言,是否一切真核细胞都进行转录?试举例说明。 提示:不是一切真核细胞都进行转录,例如哺乳动物成熟的红细胞就失去了转录功能,因为该细胞缺乏转录所需的模板DNA等条件。一般说来,具有D

4、NA的活细胞都能进行转录。 (2)转录发生在细胞的哪些结构中? 提示:转录发生在一切具有DNA的细胞结构中,例如:细胞核、 拟核、线粒体、叶绿体等处。 问题导学 当堂检测 一、基因的本质和遗传信息的转录 活动与探究 1.基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体的关系是怎样的?你是否能用图解的形式表示染色体、DNA、基因、蛋白质间的关系? 提示:(1)基因与脱氧核苷酸:基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。 (2)基因与DNA:基因是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因。 (3)基因与染色体:基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。 问题导学

5、当堂检测 (4)染色体、DNA、基因、蛋白质间关系: 问题导学 当堂检测 2 .DNA、RNA在结构及组成上有哪些异同?请填出以下表格中的空白内容。 项目 组成 成分 碱基 磷酸 DNA RNA A、T、C、G A、U、C、G 磷酸 磷酸 核糖 五碳糖 脱氧核糖 问题导学 当堂检测 基本单位 空间结构 类型 分布 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 规则的双螺旋结构 通常是单链结构 三种:mRNA、tRNA、 rRNA 主要在细胞质中 生物体内无DNA时,RNA通常只有一种 主要在细胞核中 功能 主要的遗传物质,只要生物体内有DNA,DNA就是遗传物质 是遗传物质; 参与蛋白质的合成,即翻译工作; 少数R

6、NA有催化作用 问题导学 当堂检测 3 .DNA复制和转录所需模板有何不同? 提示:DNA复制是以解旋的两条链为模板,而转录仅以DNA的一条链为模板。 4 .结合细胞核的结构分析,细胞核内转录产生的mRNA如何进入细胞质?通过了几层膜? 提示:通过核孔。0层膜。 5 .由DNA复制需要的基本条件类比推理转录的基本条件。 提示:(1)模板:DNA的一条链;(2)酶:RNA聚合酶等;(3)能量:ATP;(4)原料:四种游离的核糖核苷酸。 问题导学 当堂检测 6.已知某双链DNA分子的链的碱基序列是ATTGCACCAATTG, (1)请写出与之互补的链及以链为模板转录的mRNA的碱基序列。 提示:链

7、的碱基序列为:TAACGTGGTTAAC; mRNA的碱基序列为:AUUGCACCAAUUG。 (2)分析mRNA和链在碱基序列上有何关系? 提示:碱基序列基本相同,只是链中的碱基T被U替换。 问题导学 当堂检测 迁移与应用 如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程,据图分析,下列说法正确的是( )。 问题导学 当堂检测 A.该过程共涉及5种核苷酸 B.该过程共涉及8种碱基 C.该过程需要DNA聚合酶 D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗 解析:题图表示转录过程,涉及碱基互补配对和ATP的消耗,需要RNA聚合酶等,涉及A、T、C、G、U 5种碱基,涉及8种核苷酸(A、C、G各组成1种脱氧核

8、苷酸和1种核糖核苷酸,T只组成一种脱氧核苷酸,U只组成一种核糖核苷酸)。 答案:D 问题导学 当堂检测 1.对基因概念的理解 基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位,是具有遗传效应的DNA片段。对于基因的概念,可以从以下两个方面进行理解。 (1)从结构上看: 基因是DNA分子上一个个特定的片段,一个DNA分子上有很多个基因。 基因与DNA是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列,是双螺旋结构。 每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。不同的基因,差别在于碱基数目及排列顺序不同。 问题导学 当堂检测 (2)从功能上看: 基因有遗传效应,即基因能控制生物的性状,基因是控制生物性状的基本单位

9、,特定的基因决定特定的性状。 2.RNA的种类和功能 mRNA(信使RNA): 传递DNA的遗传信息,指导蛋白质的合成。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个这样的碱基称为一个密码子。 tRNA(转运RNA):呈三叶草状,能够识别密码子,运输特定的氨基酸。 rRNA(核糖体RNA):核糖体的组成成分,约占核糖体质量的60%,主要功能是确保结合上去的mRNA分子正确的走向。 问题导学 当堂检测 3.核酸种类的判断方法 (1)若有核糖,一定为RNA;若有脱氧核糖,一定为DNA。 (2)若含T,一定为DNA;若含U,一定为RNA。 所以用放射性同位素标记T或U,可探知DNA或RNA。若大量利

10、用T,可认为进行了DNA的合成;若大量利用U,可认为进行了RNA的合成。 (3)若含T,A T或嘌呤嘧啶,则为单链DNA。因为双链DNA分子中A=T,G=C,嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。 (4)若嘌呤嘧啶,肯定不是双链DNA(可能为单链DNA,也可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧啶,则可能既有双链DNA又有RNA。 问题导学 当堂检测 二、遗传信息的翻译 活动与探究 1.结合教材第78页“ 积极思维” 中的事实思考以下问题。 (1)多聚U的作用相当于什么? 提示:相当于mRNA。 (2)多聚U上的三个相邻的碱基有几种组合方式? 提示:1种(UUU),也就是相当于mRNA上的遗传密

11、码只有1种。 (3)科学家的实验能说明什么问题? 提示:科学家的实验表明,只有加入苯丙氨酸的试管中才出现多聚苯丙氨酸的肽链,说明苯丙氨酸的密码子是UUU。 问题导学 当堂检测 2 .密码子与反密码子关系如何?它们分别在什么物质上? 提示:密码子与反密码子互补配对,密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA 上。 3 .根据每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,能否判定tRNA与氨基酸之间是一一对应关系?并分析原因。 提示:不能。 虽然一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,但一种氨基酸可能被多种tRNA转运。 4 .mRNA直接识别氨基酸吗?是哪种物质把mRNA的碱基序列翻译成蛋白质中氨基酸序列

12、的? 提示:mRNA不能直接识别氨基酸。 是tRNA把mRNA的碱基序列翻译成蛋白质中氨基酸序列的。 问题导学 当堂检测 5 .尝试利用文字、箭头表示出遗传信息指导蛋白质合成的过程。 提示:DNAmRNA蛋白质。 6 .尝试总结DNA碱基个数、mRNA碱基个数、蛋白质氨基酸个数的比例关系。 提示:不考虑终止密码等情况时,该比例关系为631。 问题导学 当堂检测 迁移与应用 下列对遗传信息的翻译过程的叙述,错误的是( )。 A.以细胞质中游离的氨基酸为原料 B.以核糖体RNA作为遗传信息模板 C.以转运RNA为运输工具运载氨基酸 D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质 解析:翻译是以信使RNA为模板

13、,以细胞质中游离的氨基酸为原料合成肽链的过程,核糖体RNA是核糖体的组成成分,不是翻译过程的模板。 答案:B 问题导学 当堂检测 1.遗传信息、密码子与反密码子的区别 遗传信息 密码子 反密码子 存在位置 DNA 含义 脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与密码子互补的三个碱基 生理作用 直接决定mRNA中碱基排列顺序,间接决定氨基酸的排列顺序 直接决定氨基酸的排列顺序 mRNA tRNA 识别密码子 问题导学 当堂检测 2.真核生物DNA复制、转录和翻译的区别 过程 时间 场所 原料 模板 复制 转录 翻译 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 个体发育过程

14、中 主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体 4种脱氧核苷酸 细胞核 核糖体 20种氨基酸 mRNA 4种核糖核苷酸 DNA中的一条链 DNA的两条链 问题导学 当堂检测 条件 碱基 配对 产物 特点 功能 意义 特定的酶和ATP 特定的酶、ATP和tRNA AT、CG、TA、GC AU、 GC、 TA、CG 一个单 链RNA 边解旋边转录,DNA双链全保留 遗传信息表达 AU、 GC、 UA、CG 两个双链DNA分子 蛋白质(多肽链) 一个mRNA上可连续结合多个核糖体,顺次合成多肽链 边解旋边复制,半保留复制 遗传信息传递 复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物体表现出各

15、种遗传性状 问题导学 当堂检测 1 2 3 4 1.转录和翻译的模板依次是( )。 A.DNA的两条链、核糖体RNA B.DNA的两条链、转运RNA C.DNA的一条链、信使RNA D.DNA的一条链、转运RNA 解析:DNA的复制、转录、翻译分别以DNA的两条链、DNA的一条链、信使RNA为模板。核糖体RNA是核糖体的结构组分,转运RNA具有运载氨基酸的作用。 答案:C 问题导学 当堂检测 1 2 3 4 2.下列哪种碱基的排列顺序肯定不是遗传密码子?( ) A.UUU 上有U,没有T。 答案:D B.AAA C.GAC D.TTA 解析:遗传密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基,RNA问题导学 当堂检测 1 2 3 4 3.下面不属于翻译所需条件的是( )。 A.模板:mRNA C.能量:ATP 答案:D B.原料:氨基酸 D.酶:RNA聚合酶 解析:RNA聚合酶的存在和作用是转录的条件,不是翻译的条件。 问题导学 当堂检测 1 2 3 4 4.一条多肽链中有500个氨基酸,则作为合成该肽链的信使RNA分子和用来转