浙科版高中生物必修2第三章遗传的分子基础第四节基因控制蛋白质合成课件

1.基因:基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段),是遗传物质

结构和功能的基本单位,是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷第四节基因控制蛋白质合成1|

基因通常是DNA分子的功能片段酸序列的总称。2.DNA的双重功能(1)携带遗传信息:以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性。(2)表达遗传信息:根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。特别提醒染色体是基因的“主要载体”染色体主要由DNA和蛋白质组成,基因通常是DNA上的片段,每个DNA分子上含

有多个基因。1.概念:以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。2.场所(1)真核生物:细胞核(主要)、线粒体和叶绿体。(2)原核生物:拟核和质粒。3.条件(1)模板:DNA的一条链。(2)原料:游离的核糖核苷酸。(3)酶:RNA聚合酶。(4)能量:ATP提供的能量。2|

DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA4.过程(1)解旋:在RNA聚合酶的作用下,DNA双链解开。(2)配对:以DNA分子的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,游离的核苷酸碱基

与DNA模板链上的碱基配对,两者以氢键结合。(3)连接:通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。(4)释放:合成的RNA从DNA链释放后,DNA双链恢复。5.产物(常见有3种)(1)信使RNA(mRNA):传达DNA上的遗传信息。(2)转运RNA(tRNA):把氨基酸运送到核糖体上,使之按照mRNA的信息指令连接

起来,形成蛋白质。(3)核糖体RNA(rRNA):核糖体的重要成分,是核糖体行使其功能所必需的。6.意义:通过转录,遗传信息由DNA传递给RNA。特别提醒

a.RNA的合成(转录)需要有RNA聚合酶的催化,并且转录不是沿着整条DNA长链

进行的,而是以基因为单位进行的。b.在真核生物中,细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA,

然后转移到细胞质中,用于蛋白质合成。c.RNA聚合酶作用的键:断开氢键、形成磷酸二酯键。1.遗传密码(1)概念:mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体,决定一种氨基酸,也称为密

码子。(2)种类:64种,其中61种能翻译出氨基酸,起始密码子有2种(AUG、GUG),终止密

码子有3种(UAA、UAG、UGA)。终止密码子不编码氨基酸,是翻译终止的信

号。特别提醒

在原核生物中,GUG可以作为起始密码子编码甲硫氨酸。3|

遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成(3)特点①简并性:除少数氨基酸只有一种遗传密码子外,大多数氨基酸有两种以上的遗

传密码子。②通用性:除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的,所有的生物都使用相同

的遗传密码。特别提醒

真核生物中,除终止密码子外,1种密码子决定1种氨基酸。2.tRNA结构功能一端有三个核苷酸序列,能与mRNA上的密码子

的核苷酸互补配对,以此来识别密码子,称为反密

码子能识别mRNA上的密码子决定的是哪种氨基酸另一端有氨基酸的结合部位将相应的氨基酸运至核糖体上3.遗传信息的翻译(1)概念:以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)场所:核糖体。(3)条件①模板:mRNA。②原料:细胞中游离的氨基酸。③能量:ATP提供的能量。④工具:tRNA。⑤酶:多种酶。(4)过程①起始:核糖体与mRNA结合,tRNA携带的第一个氨基酸靠近mRNA,tRNA上的反

密码子与mRNA上的起始密码子配对。②延伸:核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应

的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。③终止:当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束,核糖体脱离mRNA

并进入下一个循环。(5)特点:一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译过程,翻译出多条肽链,

大大提高了翻译效率。易错提醒

由于模板mRNA相同,所以一条mRNA翻译合成的多肽链相同。4.基因表达:基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。1.基因和性状的关系(1)多数情况下,多个基因共同决定生物体的某种性状。如人的肥胖。(2)生物的性状(或表型)是基因(或基因型)与环境共同作用的结果。2.基因发生作用的途径(1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应,从而控制生物的性

状。如尿黑症。(2)基因控制合成的蛋白质可以决定生物体特定的组织或器官的结构,进而影响

其功能。如镰刀形细胞贫血症。4|

基因控制生物性状(基因—蛋白质—性状)1.中心法则

2.不同类型生物的遗传信息传递过程(1)细胞生物及DNA病毒

5|

遗传信息流从DNA→RNA→蛋白质

(3)逆转录病毒(如HIV、劳氏肉瘤病毒)

(2)RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)“一看”模板“二看”原料“三看”产物生理过程DNA脱氧核苷酸DNADNA复制核糖核苷酸RNA转录RNA脱氧核苷酸DNA逆转录核糖核苷酸RNARNA复制氨基酸蛋白质(多肽)翻译3.中心法则各过程的判断判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.遗传信息指的是基因中核苷酸的排列顺序。

(

)2.RNA的功能:细胞质中的遗传物质、某些病毒的遗传物质、具有生物催化作用

和参与核糖体的组成。

(

)提示：真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA;RNA病毒的遗传

物质为RNA;少数酶的化学本质为RNA,具有催化作用;rRNA参与核糖体的组

成。3.转录需要解旋酶解旋DNA双链。

(

)提示：DNA双链只有解开螺旋才能为转录提供模板,RNA聚合酶本身就兼有解旋

的作用。因此转录需要解旋但是不需要解旋酶。知识辨析√✕✕4.转录时RNA子链的延伸方向和RNA聚合酶的移动方向是一致的。

(

)5.密码子位于rRNA上,反密码子位于mRNA上。

(

)提示：密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上。6.真核生物中一种转运RNA可以携带几种结构上相似的氨基酸。

(

)提示：真核生物中,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。7.所有生物的蛋白质都是由DNA指导合成的,可通过控制酶的合成间接控制生物

的性状,当基因中碱基对的排列顺序发生变化时性状改变。

(

)提示：某些RNA病毒的蛋白质是由RNA指导合成的;由于密码子的简并性等,基

因中碱基对的排列顺序发生变化不一定导致性状改变。8.中心法则中的所有过程都有碱基互补配对,都在细胞核中发生。

(

)提示：中心法则包括复制、逆转录、转录和翻译,这些过程都遵循碱基互补配对原则,但并不是所有过程都在细胞核中发生,如翻译在核糖体上发生。✕√✕✕✕1DNA复制、转录、翻译的比较项目DNA复制转录翻译场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸能量需要酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶碱基配对A-TT-AC-GG-CA-UT-AC-GG-CA-UU-AC-GG-C产物2个双链DNA一个单链RNA多肽(或蛋白质)项目DNA复制转录翻译主要特点半保留复制;边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链信息传递DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白质易错提醒

在原核生物体内、真核生物的线粒体和叶绿体中,基因表达过程为边

转录边翻译;而真核生物的细胞核中基因表达过程为先转录后翻译。续表

典例如图是蛋白质合成示意图,该mRNA序列有30个核糖核苷酸,第一个核糖核苷酸的碱基是C。起始密码子(AUG)对应的氨基酸是甲硫氨酸,下列有关叙述

错误的是

(

)A.甲硫氨酸处于图中a的位置B.该mRNA合成的肽链可能为十肽C.②上碱基改变可能改变肽链中氨基酸的种类D.结构①沿着②向右移动到终止密码子时脱落B思路点拨图示为蛋白质合成的示意图,其中①表示核糖体,②表示mRNA,③表

示tRNA;a、b、c表示氨基酸。解析

密码子在mRNA上,甲硫氨酸的密码子是AUG,则甲硫氨酸处于图中a的位

置,A正确;该mRNA序列有30个核糖核苷酸,第一个核糖核苷酸的碱基是C,说明翻

译时起始密码子不可能是前三个碱基,且终止密码子不编码氨基酸,因此该mR-

NA合成的肽链不可能为十肽,B错误;②mRNA上碱基改变导致密码子发生改变,

密码子具有简并性,因此可能改变或维持原肽链中氨基酸的种类,C正确;据图分

析可知,翻译过程中,结