高中生物 第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成课件 新人教必修2

1、第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第四章第四章 基因的表达基因的表达第一篇第一篇 教材同步导学篇教材同步导学篇一、知识准备一、知识准备1DNA复制的特点：边解旋边复制；半保留复制。复制的特点：边解旋边复制；半保留复制。2DNA复制的条件：复制的条件：(1)模板：模板：DNA分子的两条链；分子的两条链；(2)原料：四种游离的脱氧核苷酸；原料：四种游离的脱氧核苷酸；(3)酶：酶：DNA聚合酶和解旋聚合酶和解旋酶；酶；(4)能量。能量。3基因基因(1)遗传信息：蕴藏在遗传信息：蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成列顺序的千变万化

2、，构成DNA分子的多样性。分子的多样性。DNA分子的分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。(2)基因的载体：染色体是基因的主要载体，线粒体、叶基因的载体：染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也含有基因，绿体中也含有基因， (3)基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。4基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。二、课标要求二、课标要求1比较比较DNA、RNA的组成、结构。的组成、结构。2掌握遗传信息的转录和翻译。掌握遗传信息的转录和翻译。3会进行蛋白质合成过程中的有关计算。会进行蛋白质合成过程中的有关计

3、算。一、自主初探一、自主初探1遗传信息的转录遗传信息的转录(阅读阅读P6264)(1)RNA和和DNA的区别的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构(3)转录的场所、条件、产物及过程转录的场所、条件、产物及过程场所：主要是场所：主要是_中中条件条件模板DNA的一条链原料4种游离的核糖核苷酸能量ATP酶RNA聚合酶细胞核细胞核产物：产物：mRNA、tRNA、rRNA过程：过程：2遗传信息的翻译遗传信息的翻译(阅读阅读P6467)(1)密码子和反密码子密码子和反密码子属于

4、密码子的是属于密码子的是_(填序号填序号)，位于，位于_ (填填序号和名称序号和名称)上，其实质是决定一个氨基酸的上，其实质是决定一个氨基酸的_个相邻的个相邻的碱基。碱基。属于反密码子的是属于反密码子的是_(填序号填序号)，位于，位于_(填填序号和名称序号和名称)上，其实质是与上，其实质是与_发生碱基互补配对发生碱基互补配对的的_个相邻的碱基。个相邻的碱基。密码子的种类为：密码子的种类为：_种。种。(2)翻译的场所、条件、产物及过程翻译的场所、条件、产物及过程场所：细胞质中的场所：细胞质中的_上上mRNA3tRNA密码子密码子364核糖体核糖体条件条件产物：特定氨基酸序列的多肽链产物：特定氨基

5、酸序列的多肽链模板mRNA原料20种氨基酸能量ATP酶多种酶过程：过程：探究一遗传信息的转录探究一遗传信息的转录二、疑问探究二、疑问探究1转录和复制都遵循碱基互补配对原则，碱基配对方式有何不转录和复制都遵循碱基互补配对原则，碱基配对方式有何不同？同？提示提示复制时复制时AT配对，转录时配对，转录时AU配对。配对。2在蛋白质的合成过程中，在蛋白质的合成过程中，mRNA、tRNA各起什么作用？各起什么作用？提示提示mRNA是传递遗传信息，作为合成蛋白质的模板；是传递遗传信息，作为合成蛋白质的模板；tRNA是转运特定的氨基酸，识别密码子。是转运特定的氨基酸，识别密码子。3DNA和和RNA在化学组成上

6、有什么区别？在化学组成上有什么区别？提示提示(1)DNA的五碳糖是脱氧核糖，的五碳糖是脱氧核糖，RNA的五碳糖是核糖。的五碳糖是核糖。(2)DNA特有的碱基是特有的碱基是T，而，而RNA的特有碱基是的特有碱基是U。三、新知破解三、新知破解1三种三种RNA的比较的比较mRNAtRNArRNA分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体结构功能翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸的工具参与核糖体的组成联系组成相同：4种核糖核苷酸来源相同：都由转录产生功能协同：都与翻译有关2.转录转录(1)碱基互补配对关系：碱基互补配对关系：GC、CG、TA、AU。(2)mRNA与与DNA模板链碱基互补，但与非模

7、板链碱基模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用序列基本相同，只是用U代替代替T。(3)转录的基本单位是基因，而不是整个转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。(4)在真核细胞内，转录出来的在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具有需经过加工才具有生物活性。生物活性。二、疑问探究二、疑问探究1遗传信息、密码子、反密码子分别位于哪里？遗传信息、密码子、反密码子分别位于哪里？提示提示遗传信息、密码子、反密码子分别位于遗传信息、密码子、反密码子分别位于DNA、mRNA、tRNA上。上。2密码子、密码子、tRNA和氨基酸的种类及它们之间的数量关系和氨基酸的种类及它们之间的数量关系如何？

8、如何？提示提示(1)密码子有密码子有64种，其中包括种，其中包括3种终止密码子，能编种终止密码子，能编码蛋白质的密码子有码蛋白质的密码子有61种；种；tRNA有有61种；氨基酸有种；氨基酸有20种。种。(2)一种氨基酸可以由一种或几种密码子来决定；一种密码子一种氨基酸可以由一种或几种密码子来决定；一种密码子(终终止密码子除外止密码子除外)和一种和一种tRNA只能决定一种氨基酸。只能决定一种氨基酸。3若某一多肽链片段为若某一多肽链片段为“苯丙氨酸苯丙氨酸色氨酸色氨酸谷谷氨酸氨酸”，请写出指导该多肽合成的，请写出指导该多肽合成的mRNA中相应碱基中相应碱基组成；若某一组成；若某一mRNA片段为片段

9、为“AUG GAA GCA”，请写出其编码的氨基酸序列。请写出其编码的氨基酸序列。提示提示UUUUGGGAA或或UUCUGGGAA或或UUUUGGGAG或或UUCUGGGAG。甲硫氨酸甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸。三、新知破解三、新知破解1DNA上遗传信息与密码子、反密码子的对应关系上遗传信息与密码子、反密码子的对应关系(2)密码子、反密码子和氨基酸的对应关系。密码子、反密码子和氨基酸的对应关系。每种氨基酸对应一种或几种密码子每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性密码子简并性)，可由一种或几种可由一种或几种tRNA转运。转运。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种一种密码子只能决定一种氨

10、基酸，一种tRNA只能转只能转运一种氨基酸。运一种氨基酸。转运转运RNA是由许多是由许多(而不是只有而不是只有3个个)核糖核苷酸构成核糖核苷酸构成的的“三叶草三叶草”形，形，RNA分子其一端有三个碱基可与信使分子其一端有三个碱基可与信使RNA的密码子配对，我们称之为的密码子配对，我们称之为“反密码子反密码子”。2DNA复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较DNA功能传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译时间有丝分裂间期；减前的间期生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在细胞核，原核细胞主要在拟核细胞质(核糖体)原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸二十种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链

11、mRNA条件特定的酶和ATP过程DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA，进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，在核糖体合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制；半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，依次合成多肽链产物两个双链DNA分子一个单链RNA蛋白质考向一遗传信息的转录考向一遗传信息的转录例例1下图甲

12、、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两下图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。下个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。下列分析合理的是列分析合理的是()A甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内B催化甲、乙两过程的酶催化甲、乙两过程的酶1、酶、酶2、酶、酶3是相同的是相同的C一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次次，乙可起始多次D甲、乙过程中的碱基互补配对方式完全相同甲、乙过程中的碱基互补配对方式完全相同思路点拨思路点拨

13、解析解析图甲表示图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录分子的复制过程，图乙表示转录过程，乙的产物是单链的过程，乙的产物是单链的mRNA分子；甲、乙过程都主分子；甲、乙过程都主要在细胞核中进行；参与复制和转录的酶种类不同；在要在细胞核中进行；参与复制和转录的酶种类不同；在一个细胞周期中，核中一个细胞周期中，核中DNA分子只复制一次，而转录可分子只复制一次，而转录可以进行多次。甲、乙中碱基配对方式不完全相同，甲中以进行多次。甲、乙中碱基配对方式不完全相同，甲中是是AT配对，乙中是配对，乙中是AU配对。配对。 答案答案C【方法规律方法规律】DNA复制与转录复制与转录DNA复制转录场所主要在细胞核

14、中，也可发生在线粒体、叶绿体中。模板DNA的两条链DNA的一条链原料脱氧核苷酸核糖核苷酸能量ATPATP酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶DNADNA分子RNA考向二遗传信息的翻译考向二遗传信息的翻译例例2下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是下列说法正确的是()A该过程表明生物体内少量的该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出可以迅速合成出大量的蛋白质大量的蛋白质B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨种游离的氨基酸基酸C该过程表明一个基因在短时间内可表达出多种多肽该过程表明一个基因在

15、短时间内可表达出多种多肽链链D该过程中几条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同该过程中几条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同思路点拨思路点拨解析解析一个一个mRNA上结合多个核糖体，各核糖体分别进上结合多个核糖体，各核糖体分别进行翻译，可以迅速合成出大量的蛋白质。翻译过程的模板行翻译，可以迅速合成出大量的蛋白质。翻译过程的模板是是mRNA(核糖核酸核糖核酸)。图中各多肽链都是同一。图中各多肽链都是同一mRNA作模作模板翻译的产物，表达的是同一种多肽链，这些多肽链中氨板翻译的产物，表达的是同一种多肽链，这些多肽链中氨基酸的顺序相同。基酸的顺序相同。答案答案A【方法规律方法规律】(1)翻译时，一个翻译时，一

16、个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。成多条肽链。(2)密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的祖先密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的祖先进化来的，彼此之间有着或远或近的亲缘关系。进化来的，彼此之间有着或远或近的亲缘关系。(3)原核生物转录和翻译在空间上没有分开，可以在原核生物转录和翻译在空间上没有分开，可以在mRNA形成过程中就进行翻译。真核生物转录和翻译在空形成过程中就进行翻译。真核生物转录和翻译在空间上分开，转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内进行。间上分开，转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内进行。1RNA有有mRNA、tRNA、rRNA三

17、种，都是转录形成三种，都是转录形成的。的。mRNA传递遗传信息，是合成蛋白质的模传递遗传信息，是合成蛋白质的模板；板；tRNA转转运特定运特定的的氨氨基酸，识别密码子；基酸，识别密码子；rRNA组成核糖体。组成核糖体。2转录是转录是在细胞核中以在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNA的过程。的过程。转录的主转录的主要要场所是场所是细胞细胞核，条件是模核，条件是模板板(DNA的一的一条链条链)、原料原料(4种种核核糖核苷酸糖核苷酸)、酶、酶(RNA聚合酶聚合酶)和能量。和能量。3翻译是以翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过

18、程。翻译的场所是核糖体，条件是模板质的过程。翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬搬运工运工”(tRNA)、原料、原料(20种氨基酸种氨基酸)、酶和能量。、酶和能量。4密码子是指密码子是指mRNA上决定上决定1个氨基酸的个氨基酸的3个相邻的碱基。个相邻的碱基。密码子共有密码子共有64种，其中种，其中3种终止密码子不决定氨基酸。一种氨基种终止密码子不决定氨基酸。一种氨基酸对应一种或多种密码子。酸对应一种或多种密码子。5每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种一种或多种tRNA识别和转运。识别和转运。6转录时碱基转录时碱基

19、AU、TA、GC、CG配对，翻译时配对，翻译时AU、UA、GC、CG配对。配对。1下列关于下列关于RNA的叙述，错误的是的叙述，错误的是()A有些生物中的有些生物中的RNA具有催化功能具有催化功能B转运转运RNA上的碱基只有三个上的碱基只有三个CmRNA与与tRNA在核糖体上发生配对在核糖体上发生配对DRNA也可以作为某些生物的遗传物质也可以作为某些生物的遗传物质BtRNA是运载氨基酸的工具，是是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他中的一种，与其他种类种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，碱基，tRNA在某些部分配对并

20、扭曲成双螺旋状，它的平面形状在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，上的密码子配对，称为反密码子。称为反密码子。2下图中甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示下图中甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，有关说法正确的是意图，有关说法正确的是()A甲图所示过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽甲图所示过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成链的合成B甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左C乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲乙图所示过程

21、叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板图中的模板D甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同补配对方式相同B翻译过程中一条多肽链的合成由一个核糖体完成；转录翻译过程中一条多肽链的合成由一个核糖体完成；转录产物有信使产物有信使RNA、转运、转运RNA和核糖体和核糖体RNA三种；转录和翻译过三种；转录和翻译过程中都发生了碱基配对，但碱基互补配对方式不完全相同，如程中都发生了碱基配对，但碱基互补配对方式不完全相同，如转录过程中有转录过程中有T和和A的配对，翻译过程中则没有。的配对，翻译过程中则没有。3某生物基因表达过程如图所

22、示。下列叙述与该图相某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是符的是()A在在RNA聚合酶作用下聚合酶作用下DNA双螺旋解开双螺旋解开BDNARNA杂交区域中杂交区域中A应与应与T配对配对CmRNA翻译只能得到一条肽链翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中该过程发生在真核细胞中A图示过程为图示过程为DNA的转录和翻译过程，的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解聚合酶具有解旋功能，在旋功能，在RNA聚合酶的作用下聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，的延伸，A项正确；项正确；DNARNA杂交区域中，杂交区域中，DNA链上链上的碱基的碱基A与与RNA链上的碱基链上的碱基U配对，配对，B项错误；由图可知，多个项错误；由图可知，多个核糖体结合在该核糖体结合在该mRNA上，翻译能得到多条相同的肽链，上，翻译能得到多条相同的肽链，C项错项错误；根据图示，转录和翻