【课时讲练通】高中生物 34遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成课件 浙科版必修2

第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成1第四节遗传信息的表达——1解密高原人众所周知，西藏被称为“世界屋脊”，藏族人群是世界上对高原低氧环境适应能力最强的民族。研究发现，一系列基因在藏族人群的高原适应中发挥作用，其中“EPAS1”基因可能起着关键作用。藏族人群特有的“EPAS1”基因不同于汉族人群，正是这种遗传基因阻止了藏族人血红蛋白浓度的过度升高，降低了各种高原性疾病发生的可能性。2解密高原人2请思考：1.血红蛋白是如何合成的？2.简述遗传信息的传递方向。3请思考：3课时目标探究点理解

1.概述转录的过程

◆区分DNA复制与转录◆分析转录的结果

2.概述翻译的过程

◆讨论翻译的过程◆分析基因、mRNA与蛋白质的对应数量关系

3.说明中心法则的含义

◆辨别不同生物中遗传信息的传递方向

识记

4.列举DNA的功能5.说明遗传密码的含义6.概述基因的概念

4课时目标探究点理1.概述转录的过程◆区分DN主题一DNA的结构、功能及其转录1.DNA的结构与功能(1)功能：①携带_________；②表达_________。遗传信息遗传信息5主题一DNA的结构、功能及其转录遗传信息遗传信息5(2)RNA与DNA的区别：2.转录(1)含义：遗传信息由____传递到____上的过程。比较项目DNARNA链数一般为__________五碳糖

_________

_____碱基

______________________双链单链脱氧核糖核糖A、T、G、CA、U、G、CDNARNA6(2)RNA与DNA的区别：比较项目DNARNA链数一(2)过程：解旋配对连接释放DNADNARNA聚合酶酶：解旋酶结果：双链解开，暴露碱基原则：碱基互补配对原则模板：解开DNA双链中的一条链原料：游离的核糖核苷酸结果：配对碱基以氢键相连酶：RNA聚合酶结果：形成一个mRNA合成的mRNA从DNA链上释放DNA双链恢复成双螺旋结构7(2)过程：解旋配对连接释放DNADNARNA酶：解旋酶原则(3)产物及功能：产物功能mRNA

传达____上的遗传信息

_____

把氨基酸运送到核糖体上；识别密码子

rRNA

_______的重要组成成分

DNAtRNA核糖体8(3)产物及功能：产物功能mRNA传达____上的遗传1.区分DNA复制与转录(1)DNA复制与转录所需的模板有何区别？提示：DNA复制时DNA的两条链均为模板，而转录时只以DNA的一条链为模板。(2)DNA复制与转录所需的酶有何异同？提示：①相同点：都需要解旋酶，解开DNA的双螺旋结构。②不同点：DNA复制的结果是形成DNA，需要DNA聚合酶，转录的结果是形成RNA，需要RNA聚合酶。91.区分DNA复制与转录92.分析转录的结果如图所示为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：DNAα链：……ATGATAGGGAAA……β链：……TACTATCCCTTT……(1)写出对应的RNA的碱基顺序。提示：按照碱基互补配对原则即A—U、T—A、G—C、C—G，对应的RNA的碱基顺序为……AUGAUAGGGAAA……102.分析转录的结果10(2)转录形成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？提示：①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列遵循碱基互补配对原则，即A—U、T—A、G—C、C—G。②相同点：碱基数目和排列顺序相同，都含有A、G、C3种碱基；不同点：DNA中的T在RNA的相应位置为U。11(2)转录形成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱转录的基本特征(1)转录发生在所有DNA存在的部位，如细胞核、线粒体、叶绿体、核区、质粒等部位，但真核生物转录的主要场所是细胞核。(2)转录时仅一条DNA链作为模板，称为模板链。(3)转录所需原料是4种核糖核苷酸(A、U、C、G)，所需要的酶为RNA聚合酶。(4)真核生物细胞核内转录的RNA产物需经加工，然后转移到细胞质中作为蛋白质合成的模板。12转录的基本特征12核苷酸的种类(1)DNA和RNA特有的碱基分别为T和U，特有的核苷酸分别为胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。(2)DNA和RNA共有的碱基有3种，即A、C、G，但它们在DNA和RNA中组成的核苷酸种类不同。13核苷酸的种类13【典题训练】(2012·绍兴高二检测)如图表示某真核生物细胞内DNA转录过程，请据图分析回答下列问题。(1)在图中方框内用“→”或“←”标出转录的方向。(2)b与c在结构组成上相同的化学基团为_________，不同的基团为________。14【典题训练】(2012·绍兴高二检测)如图表示某真核生物细胞(3)a为DNA转录过程必需的一种酶，其名称为_____________，化学本质是_________。(4)在根尖细胞中，上述过程发生在________和________。若在叶肉细胞中，还可出现在________中。【解题指南】解答本题的关键是根据图中链数及碱基判断该过程为转录，然后明确转录的方向、场所、参与的酶等问题。15(3)a为DNA转录过程必需的一种酶，其名称为_______【解析】(1)DNA边解旋边转录，已转录好的RNA片段与模板链迅速分离，已转录过的部分模板链与编码链重新恢复双螺旋结构，所以从图中可知d是已与模板链分离的RNA片段，因此转录的方向应向左。(2)b是DNA上的胞嘧啶脱氧核苷酸，c是RNA上的胞嘧啶核糖核苷酸，两者共有的成分是磷酸基和碱基，不同的成分是五碳糖，前者为脱氧核糖，后者为核糖。(3)转录的启动需要RNA聚合酶，其化学本质是蛋白质。(4)根尖细胞中只有细胞核与线粒体中含有DNA，能发生转录，在叶肉细胞的叶绿体中也含有DNA。16【解析】(1)DNA边解旋边转录，已转录好的RNA片段与模板答案：(1)←(2)磷酸基、碱基五碳糖(b为脱氧核糖，c为核糖)(3)RNA聚合酶蛋白质(4)细胞核线粒体叶绿体17答案：(1)←17【规律方法】判断DNA复制与转录的方法(1)看模板：若以DNA分子的两条链为模板，则为DNA复制，以DNA分子的一条链为模板，则为转录。(2)看原料：以脱氧核苷酸为原料的属于DNA复制，以核糖核苷酸为原料的属于DNA转录。(3)看产物。①看产物链数：产物为一条链的属于DNA转录，产物为双链的属于DNA复制。②看产物碱基：产物中含有碱基T的为DNA复制，产物中含有碱基U的为DNA转录。18【规律方法】判断DNA复制与转录的方法18主题二翻译1.场所：___________2.过程(1)起始：核糖体沿_____运行。(2)延伸：在运行中核糖体认读_____上决定氨基酸种类的密码，选择相应的_______，由对应的_____转运，加到延伸中的肽链上。(3)终止：当核糖体到达mRNA的___________时，多肽合成结束。mRNAmRNA氨基酸tRNA终止密码子核糖体19主题二翻译mRNAmRNA氨基酸tRNA终止密码子核糖体3.基因的表达基因形成________以及_____被翻译为基因的蛋白质产物的过程。【记一记】转录和翻译的区别(1)场所：真核生物的转录主要发生在细胞核内，而翻译发生在细胞质中的核糖体上。(2)模板：转录的模板是DNA的模板链，翻译的模板是mRNA。(3)产物：通过转录能形成三种RNA，即mRNA、tRNA和rRNA；翻译的结果是形成多肽链。RNA产物mRNA203.基因的表达RNA产物mRNA20结合蛋白质合成示意图，探讨下列问题。1.讨论翻译的过程(1)若在试管内模拟翻译过程，除了加入核糖体之外，还需要在试管内加入哪些物质？它们各起什么作用？提示：①mRNA，在翻译中作模板；②20种游离的氨基酸，翻译的原料；③ATP，提供翻译所需的能量；④酶，促进翻译的进行。21结合蛋白质合成示意图，探讨下列问题。21(2)已知一个核糖体合成一条多肽链约需5s，如此计算一条mRNA合成120条该种多肽链需要10min，实际上所需时间只为1min，请说明原因。提示：一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，这种合成方式大大增加了翻译效率。22(2)已知一个核糖体合成一条多肽链约需5s，如此计算一条22.分析基因、mRNA与蛋白质的对应数量关系结合图解，探讨下列问题:(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？232.分析基因、mRNA与蛋白质的对应数量关系23提示：mRNA是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则转录而来，所以基因与mRNA分子中的碱基数之比为2∶1，蛋白质分子中的氨基酸由mRNA上的密码子决定，1个密码子由3个相邻的碱基组成。所以基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。24提示：mRNA是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则转(2)在蛋白质合成过程中，各碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？提示：不一定。因为一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。25(2)在蛋白质合成过程中，各碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上遗传信息的翻译(1)部位：核糖体。(2)原料：各种游离氨基酸。(3)模板：mRNA。(4)结果：一定氨基酸顺序的多肽。(5)实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。(6)起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。(7)终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译就会停止。26遗传信息的翻译26【典题训练】据图回答下列问题：27【典题训练】据图回答下列问题：27(1)图b所示的过程是________，进行的场所是_________，所需的原料是_________，此原料的种类主要有____种。(2)图a中碱基①②③分别为____、____、____，图b中的Ⅰ、Ⅱ分别为_________、_________。(3)若已知R链中(A+G)/(T+C)的值为0.8，Y链中的(A+G)/(T+C)的值为_______，R、Y链构成的DNA分子中(A+G)/(T+C)的值应为_______。28(1)图b所示的过程是________，进行的场所是____【解题指南】本题主要考查遗传信息的转录和翻译及相关计算，解答本题可从以下两点分析：(1)明确转录和翻译的差异。(2)应用碱基互补配对原则，并进行相关计算。29【解题指南】本题主要考查遗传信息的转录和翻译及相关计算，解答【解析】(1)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的多肽。(2)根据碱基互补配对原则可以判断①②③分别是U、G、C，在图b中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，Ⅱ为核糖体。(3)在双链DNA分子中，A=T，G=C，所以(A+G)/(T+C)=1，但一条链上(A+G)/(T+C)与互补链上(A+G)/(T+C)互为倒数。答案：(1)翻译核糖体氨基酸20(2)UGC转运RNA(tRNA)核糖体(3)1.25130【解析】(1)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是【互动探究】(1)若a图R链中，(A+G)/(T+C)=K，求由它转录形成的mRNA中，(A+G)/(U+C)的值。提示：由于R链与mRNA互补，因此(A+G)/(U+C)=1/K。(2)若某基因有900对碱基，则经过a和b过程所合成的肽链中最多有多少个氨基酸？提示：300个。因为该基因有1800个碱基，根据DNA的碱基数∶氨基酸数=6∶1，可知合成的肽链中氨基酸最多是300个。31【互动探究】31主题三遗传密码1.含义_____上决定一种氨基酸的______________排列而成的三联体。2.特点(1)除少数密码子外，生物界的遗传密码是_____的。(2)除少数氨基酸只有1种遗传密码外，大多数氨基酸有_________的遗传密码。mRNA3个相邻核苷酸统一两个以上32主题三遗传密码mRNA3个相邻核苷酸统一两个以上32【判一判】(1)基因中编码链上决定一种氨基酸的3个相邻碱基可称为一个遗传密码。()(2)起始密码是翻译第一个氨基酸的密码，但终止密码不编码氨基酸，是翻译终止的信号。()×√33【判一判】×√33结合遗传密码表，探讨下列问题。1.解释密码子的种类和特点(1)已知构成mRNA的碱基有4种，且mRNA上3个相邻的碱基(密码子)决定1个氨基酸，则密码子共有多少种？其中有几种不编码氨基酸？提示：①密码子共有：43=64(种)。②有3种是终止密码子，不编码氨基酸，因此只有61种密码子能编码氨基酸。34结合遗传密码表，探讨下列问题。34(2)一种氨基酸可能对应多个密码子，这一现象称为密码的简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示：密码的简并对生物遗传的稳定性有一定的意义。①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，可能并不会改变对应的氨基酸。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。35(2)一种氨基酸可能对应多个密码子，这一现象称为密码的简并，2.说明密码子的通用性的意义密码子在病毒、原核生物和真核生物中都是通用的(即密码子的通用性)，几乎所有的生物共用一套密码子，该事实说明生物之间有何关系？提示：说明所有生物可能具有共同的起源或生命在本质上是统一的。362.说明密码子的通用性的意义36比较氨基酸、密码子和tRNA(1)氨基酸与密码子的关系:①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定。②一种密码子只决定一种氨基酸。(2)氨基酸和tRNA的关系:①一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。②一种tRNA只能转运一种氨基酸。37比较氨基酸、密码子和tRNA37【典题训练】一个tRNA一端的三个碱基是CGA，这个tRNA运载的氨基酸是()A.酪氨酸(UAC) B.谷氨酸(GAG)C.精氨酸(CGA) D.丙氨酸(GCU)【解析】选D。tRNA一端的三个碱基构成反密码子，与mRNA上的密码子互补配对，则反密码子CGA对应的密码子是GCU，因此该tRNA运载丙氨酸。38【典题训练】一个tRNA一端的三个碱基是CGA，这个tRNA【误区警示】密码子与反密码子的位置不同(1)密码子只位于mRNA上，mRNA上相邻的3个碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称做1个密码子。(2)反密码子只位于tRNA的一端，与密码子互补配对，由于一种密码子只决定一种氨基酸，因此一个tRNA只运载一种氨基酸。39【误区警示】密码子与反密码子的位置不同39主题四中心法则1.提出者：_______2.要点(1)遗传信息由____传递到____。(2)RNA决定_______的特异性。(3)_______是生物体性状的体现者。3.发展(1)逆转录：在_________的作用下，以RNA为模板反向地合成________。克里克DNARNA蛋白质蛋白质逆转录酶单链DNA40主题四中心法则克里克DNARNA蛋白质蛋白质逆转录酶单链(2)图解：4.基因的概念与本质(1)概念：基因是_____的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的_____，并以一定的次序排列在_______上。(2)本质：基因在大多数生物中是一段____，而在RNA病毒中是一段____。转录翻译逆转录遗传性状染色体DNARNA41(2)图解：转录翻译逆转录遗传性状染色体DNARNA411.在以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写传递过程图解。提示：421.在以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写2.在含有RNA复制酶或逆转录酶的以RNA为遗传物质的生物中遗传信息分别是如何传递的？请书写传递过程图解。提示：①含有RNA复制酶的生物：②含有逆转录酶的生物：432.在含有RNA复制酶或逆转录酶的以RNA为遗传物质的生物中中心法则的内涵(1)高等动植物只有DNA