高中生物 4.3 基因控制蛋白质的合成同步课件 苏教版必修2.ppt

第三节基因控制蛋白质的合成 课程标准1 说明基因和遗传信息的关系 2 概述遗传信息的转录和翻译过程 课标解读1 说明基因和遗传信息的关系 2 概述遗传信息的转录和翻译过程 3 说明基因与性状的关系 4 了解人类基因组计划 1 概念 基因是dna分子上 的片段 2 遗传信息 基因内的 的排列顺序代表了遗传信息 3 基因的主要载体是染色体 4 基因的基本功能包括遗传信息的传递 即 和表达 即通过 来实现的 从基因到蛋白质 1 基因的概念及相关问题 碱基 复制 转录 翻译 具有遗传效应 1 概念 以 为模板按照 原则 合成 的过程 2 原料 3 模板 dna的 为模板 4 酶 dna解旋酶和 等 5 过程 2 遗传信息的转录 dna的一条链 碱基互补配对 rna 核糖核苷酸 一条链 rna聚合酶 6 产物 主要有三种类型 rrna 转运rna 7 遗传信息传递 从 传递到 上 1 概念 在 中按照 上 的信息指导氨基酸分子合成 的过程 2 模板 场所 细胞质中的 3 原料 运载工具 4 过程 阶段 trna与核糖体相结合 阶段 携带着特定氨基酸的trna按照碱基互补配对原则 将氨基酸依次连接 形成 终止阶段 识别 多肽链合成终止并被释放 3 遗传信息的翻译 rna 信使rna mrna 核糖体rna trna dna mrna 细胞质 mrna 密码子 多肽链 mrna 核糖体 20种氨基酸 trna mrna 延伸 多肽链 终止密码子 起始 5 遗传信息传递 从 传递到 6 遗传密码子 概念 mrna上决定一个氨基酸的 种类 种 其中有 个起始遗传密码子 个终止密码子 个遗传密码子决定20种氨基酸 mrna 多肽 3个相邻碱基 64 1 3 61 dna复制与转录和翻译相比哪一种过程更广泛发生 dna复制 转录与翻译过程中都有水产生吗 提示dna复制仅发生于具分裂能力的细胞中 而转录与翻译则广泛发生于几乎所有活细胞中 dna复制 转录与翻译过程中均有h2o生成 思维激活1 基因的功能辨析 1 比较dna和rna 2 复制 转录和翻译的比较 3 遗传信息 密码子和反密码子的比较 区别 联系a 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 通过转录 使遗传信息传递到mrna的核糖核苷酸的排列顺序上 b mrna的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 反密码子则起到识别密码子的作用 特别提醒密码子具有简并性和通用性 1 所有的生物共用一套密码子 证明了生物彼此之间存在着亲缘关系 2 一种密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可由一种或多种密码子决定 密码子的改变不一定导致氨基酸序列的改变 3 一种trna只运载一种氨基酸 一种氨基酸可由一种或多种trna运载 4 密码子的简并性一方面可提高翻译速度 另一方面可增强密码子的容错性 从而有利于遗传性状的稳定 右图为人体内蛋白质合成的一个过程 据图回答问题 1 图中所合成肽链的原料来自 和 2 图中所示属于基因控制蛋白 巩固1 质合成过程中的 步骤 该步骤发生在细胞的 中 3 图中 是 是 按从左到右的次序写出 内mrna区段所对应的dna碱基的排列顺序 4 该过程不可能发生在 中 a 神经细胞b 肝细胞c 成熟的红细胞d 脂肪解析该题考查基因控制蛋白质的合成过程 图示为翻译步骤 以mrna为模板 以trna为转运工具 按照碱基互补配对原则 形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 成熟的红细胞无细胞核 不再合成蛋白质 答案 1 食物人体自身合成或原有蛋白质的分解 2 翻译细胞质 或核糖体 3 trna 或转运rna 核糖体tgattcgaa 4 c 基因作为遗传物质 其主要功能是把 转变成为由特定的氨基酸按一定顺序构成的 和 从而控制生物的性状 1 性状生物体的性状包括生物体所表现出来的形态特征和 基因对性状的控制及人类基因组计划 1 基因的主要功能 2 基因与性状的关系 遗传信息 多肽 蛋白质 化特性 生理生 2 基因与性状的关系 生物体的 是性状表现必须具备的内在因素 生物体的一个性状有时还受 的影响 有些基因还会 1 主要内容 完成人体 染色体上的全部基因的 和 2 意义 能够使人类认识自身的 给整个生命科学甚至整个人类社会带来巨大影响 3 人类基因组计划 基因组成 基因型 多个基因 影响多种性 24条 遗传图 物理图 全部碱基序列测定 全部遗传信息 人类基因组计划所测定的是哪些染色体上的碱基序列 据此 请你推测若测定果蝇基因组序列应测定哪几条染色体 提示人类基因组计划需测定人类22条常染色体和x y两条性染色体 共计24条染色体上的碱基序列 由此推测 若对果蝇进行基因组测序 则应测定3条常染色体及x y两条性染色体 共计5条染色体上的碱基序列 思维激活2 1 生物遗传信息的传递途径 中心法则 1 中心法则的内容 2 各种生物的信息传递 1 基因与性状间关系类型 一个基因决定一个性状 两个基因决定一个性状称为基因互作 多个基因决定同一性状称为多因一效 如玉米细胞内50多个基因共同决定正常叶绿素的形成 其中任何一个基因发生变化都会导致叶绿素的消失或变化 一个基因决定多个性状称为一因多效 如水稻矮生基因不仅决定矮生 也同时决定提高分蘖力 增加叶绿素含量等 2 基因对性状的控制 一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程 从而控制生物的性状 例如 酪氨酸酶能将酪氨酸转变为黑色素 如果某人由于基因异常而不能形成酪氨酸酶 就不能合成黑色素 从而使皮肤 毛发等处表现为白化症状 一些基因是通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状的 例如 人类的血红蛋白由四条多肽链的几百个氨基酸构成 如果控制血红蛋白分子结构的基因异常 就会合成结构异常的血红蛋白而引起疾病 特别提醒 1 中心法则中每一过程能准确进行 主要取决于两个方面 前者为后者的产生提供了一个标准化的模板 严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的 2 基因与性状间并非简单的一一对应的关系 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境之间存在着复杂的相互作用 这种相互作用形成了一个错综复杂的网络 精细地调控着生物的性状 下图示基因的作用与性状的表现之间的关系 下列相关的叙述 正确的是 巩固2 a 过程与dna复制的共同点 都是以dna两条链为模板 在dna聚合酶的作用下进行b 过程直接需要的物质或结构有mrna 氨基酸 trna 核糖体 酶 atp c 人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现 苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现d hiv和大肠杆菌的t2噬菌体都可以在人体细胞内进行 这两个基本过程解析 过程是转录 是以dna一条链为模板 在rna聚合酶的作用下进行 t2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞 不能侵染人体细胞 苯丙酮尿症是患者体内某种酶的合成受阻导致的 是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状 答案b 下图表示dna 基因 控制蛋白质合成的过程 分析完成下列问题 例1 示例一基因控制蛋白质的合成 1 图中所标出的碱基符号包括了 种核苷酸 2 在dna双链中 链为转录的模板链 遗传信息存在于 链上 遗传密码 密码子 存在于 链上 只写标号 3 已知某蛋白质共含51个氨基酸 则控制合成该蛋白质的基因上 至少含有 个脱氧核苷酸 思维导图 深度剖析图中dna的两条链包括四种碱基 有四种脱氧核苷酸 rna也包括四种碱基 有四种核糖核苷酸 因此图中共有八种核苷酸 能够与mrna碱基相互配对的就是转录的模板链 判断是 基因上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 遗传密码存在于mrna上 mrna上每3个碱基决定1个特定的氨基酸 mrna是单链 基因是双链 据此 要合成含51个氨基酸的蛋白质 则控制合成该蛋白质的基因中的脱氧核苷酸数至少为6 51 306 个 答案 1 8 2 3 306 归纳提升 1 区分dna与rna 若核酸中出现碱基t或五碳糖为脱氧核糖 则必为dna 若a t c g 则为单链dna 若a t c g 则一般认为是双链dna 若出现碱基u或五碳糖为核糖 则必为rna 要确定是dna还是rna 必须知道碱基的种类或五碳糖的种类 是单链还是双链 还必须知道碱基比率 2 基因 mrna与trna间的内在对应关系 1983年科学家证实 引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒 hiv 是一种逆转录病毒 下列正确表示hiv感染人体过程的 遗传信息流 示意图是 例2 示例二中心法则及其发展 思维导图 深度剖析hiv病毒是以rna为遗传物质的病毒 能控制宿主细胞合成逆转录酶 以rna为模板逆转录成dna 该dna又和人体细胞核内的dna整合在一起 整合后的hivdna分子在人体细胞又可以复制 还可以转录出rna 以rna为模板翻译成病毒的蛋白质 该dna转录而来的rna可作为hiv的遗传物质 该病毒无法控制宿主细胞合成rna复制酶 故hiv的rna不能复制 所以a b c错误 答案d 易错提醒rna的自我复制和逆转录只发生在rna病毒在宿主细胞内的增殖过程中 且逆转录过程必须有逆转录酶的参与 1981年底 我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸 标志着我国具有人工合成核酸的能力 下列各试管通过人工合成产物 叙述不正确的是 多选 变式拓展2 a 产物分别相同b 生理过程相同c 的进行都需要模版 原料 能量和酶d 每个生物都必须要进行 所有生理过程解析 中dna为模板 原料为脱氧核苷酸 所以为dna复制 产物为dna 中加入dna为模板 原料为核糖核苷酸 所以为转录 产物为rna 中加入rna为模板 原料为核糖核苷酸 所以为rna复制 产物为rna 中加入rna为模板 原料为脱氧核苷酸 所以产物为dna 为逆转录 只发生在有逆转录酶的生物中 答案bd 人体细胞中共有46条染色体 玉米体细胞中共有20条染色体 要测定人类基因组和玉米基因组的核苷酸序列 分别需要测定的染色体数为 a 46 20b 23 10c 22 常 x y 10d 22 常 x y 11思维导图 例3 示例三人类基因组计划 答案c 技巧点拨基因组和染色体组的界定 由上图可以看出 1 一个染色体组中不含同源染色体 2 一个染色体组中所含的染色体形态 大小和功能各不相同 3 一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因 但不能重复 4 对于有性染色体的生物 二倍体 其基因组为常染色体 2 性染色体 对于无性染色体的生物 其基因组与染色体组相同 1 对照的类型 实验设计中的对照原则 技法必备 一个实验通常分为实验组和对照组 一般情况下 把改变实验变量处理的一组称为实验组 处于正常状态 没有改变实验变量 的一组称为对照组 2 实验组 与 对照组 的确定 下图为在实验室中进行的相关模拟实验 请据图回答问题 能力展示 1 图中甲 乙模拟的实验过程分别是 2 图中乙过程要顺利进行 还需向试管中加入的物质或细胞结构有 3 人们通过研究发现 有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成 从而抑制细菌的繁殖 现发现一种新型抗生素 请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌dna和人体dna的转录过程 实验步骤 第一步 取a b c d4支试管 各加入足量的atp 核糖核苷酸 相关的酶的混合溶液 第二步 第三步 4 预期实验结果并得出实验结论 该实验有可能会出现 种实验结果 如果出现 则说明该抗生素只阻断细菌dna的转录 不阻断人体dna的转录 解析 1 甲试管中dna为模板 核糖核苷酸为原料 生成物必然是rna 说明模拟的是转录过程 乙试管中有mrna 原料为氨基酸 说明模拟的是翻译过程 2 翻译过程需要mrna 氨基酸 酶 atp还需要运载工具trna 场所是核糖体 3 要探究这种抗生素能否阻断细菌dna和人体dna的转录过程 需要设置对照实验 实验变量为抗生素的有无 而观察指标为是否有rna生成 因要探究抗生素对人体dna和细菌dna转录的影响 故需有两组对照 答案 1 转录翻译 2 trna核糖体 3 第二步 向a试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液 b试管中滴加等量的蒸馏水 同时a b试管中加入等量相同的细菌dna 向c试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液 d组滴加等量的蒸馏水 同时c d试管中加入等量相同的人体dna第三步 把a b c d4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后 检测4支试管中有无rna的生成 4 4a试管中无rna生成 b试管中有rna生成 c d试管中均有rna生成 下列关于转录和翻译的叙述 错误的是 多选 a 转录时以脱氧核糖核苷酸为原料b 转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列c mrna在核糖体上移动翻译出蛋白质d 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 1 解析本题考查基因表达的相关过程 同时考查辨别比较能力 转录是以dna的一条链为模板 以核糖核苷酸为原料合成rna的过程 转录需要rna聚合酶的催化 rna聚合酶能首先结合到基因的启动子上 从而开始转录过程 以mrna为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体 一个氨基酸可以有几种不同的密码子 这样有时由于差错导致的密码子改变不会改变氨基酸 从而保持生物性状的稳定性 答案ac dna分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示 则trna ugc 所携带的氨基酸是 2 a 赖氨酸b 丙氨酸c 半胱氨酸d 苏氨酸 解析dna模板链上的碱基和转运rna的反密码子都与mrna上的碱基互补配对 故转运rna上的碱基序列与dna模板链的碱基序列相同 即ugc的转运rna转运的氨基酸对应dna模板链上的碱基序列是tgc 为苏氨酸 答案d 3 结合以下图表分析 有关说法错误的是 a 环丙沙星和利福平都会对 产生影响b 除青霉素外 其他抗菌药均具有抑制基因表达的作用c 甲流病毒在动物培养液中可发生 和 d 过程需要逆转录酶参与 解析图示过程 为dna复制 为转录 为翻译 为rna复制 为逆转录 环丙沙星能抑制细菌dna解旋酶的活性 利福平能抑制rna聚合酶的活性 两者均会抑制rna的合成 影响基因的转录 从而抑制基因的表达 故a正确 红霉素与核糖体结合会影响mrna的翻译 抑制基因的表达 青霉素抑制细菌细胞壁的合成 与基因表达无直接关系 故b正确 逆转录是指以rna为模板形成dna的过程 需要逆转录酶的参与 故d正确 甲流病毒是rna病毒 只能在细胞内起作用 对于一种rna病毒而言 要么能进行逆转录过程 要么能进行rna自我复制 而不会同时存在 和 故c错误 答案c 如图所示为高等生物多聚核糖体合成肽链的过程 有关该过程的说法正确的是 4 a 该图表示翻译的过程 图中核糖体从左向右移动b 多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸排列顺序上互不相同c 若合成某条肽链时脱去了100个分子的水 则该肽链中至少含有102个o原子d 细胞中核糖体越多 合成一条肽链所需时间越短 解析由图可知 该过程为翻译过程 由肽链的长短可知 图中核糖体的移动方向是从右向左 a错误 图示核糖体以一条mrna为模板 合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序完全相同 b错误 若合成某条肽链时脱去了100个分子的水 说明该肽链有100个肽键 由101个氨基酸组成 肽链中的o原子存在于肽键 100个 羧基端 2个 和r基 可有可无 上 至少含有102个 c正确 图中每个核糖体独自合成一条完整的肽链 所需时间相同 d错误 答案c 下图表示某dna片段遗传信息的传递过程 表示物质或结构 a b c表示生理过程 请据图回答 可能用到的密码子 aug 甲硫氨酸 gcu 丙氨酸 aag 赖氨酸 uuc 苯丙氨酸 ucu 丝氨酸 uac 酪氨酸 5 1 完成遗传信息表达的是 填字母 过程 a过程所需的酶有 等 2 图中含有核糖的是 填数字 由 指导合成的多肽链中氨基酸序列是 3 若把 所示dna放在含15n的培养液中复制3代 子代中含14n的dna所占比例为 该dna片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为 个 4 若在aug后插入3个核苷酸 合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外 其余氨基酸序列没有变化 由