高中生物 第4章 第1节基因指导蛋白质的合成名师课件 新人教版必修2 .ppt

第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成 一 遗传信息的转录1 rna的结构与分类 1 基本单位及组成 碱基 磷酸 核糖 a u g c 核糖核苷酸 2 rna分子的三大种类 mrna rrna trna 2 rna和dna的比较 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 胸腺嘧啶 尿嘧啶 规则的双 螺旋结构 单链 核孔 3 转录 1 概念 在细胞核中 以 为模板 按照 合成 的过程 2 场所 主要在 3 原料 4 碱基配对 c g g c dna的一条链 碱基互 补配对原则 rna 细胞核 四种游离的核糖核苷酸 a u t a 5 过程 碱基 碱基互补配对 一条链 核糖核苷酸 rna聚合酶 mrna dna链 双螺旋 6 遗传信息的传递方向 dna mrna 二 遗传信息的翻译1 遗传密码子 上决定一个氨基酸的 在64种密码子中有 种编码氨基酸 3种 不编码氨基酸 2 转运rna 1 结构 形状像三叶草的叶 一端是携带 的部分 另一端有3个碱基可与密码子互补配对 称为 2 种类 种 mrna 3个相邻的碱基 61 终止密码 氨基酸 反密码子 61 3 翻译 1 概念 游离在细胞质中的氨基酸 以 为模板合成具有一定 顺序的 的过程 2 场所 或核糖体 3 条件 mrna trna 核糖体 和酶 mrna 氨基酸 蛋白质 细胞质 氨基酸 4 过程 起始 mrna与 结合 运输 携带氨基酸置于特定位置 延伸 核糖体沿 移动 读取下一个密码子 由对应trna运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上 一个mrna可以结合多个核糖体 核糖体 trna mrna 终止 当核糖体到达mrna上的 时 合成停止 脱离 肽链合成后从核糖体与mrna的复合物上脱离 盘曲折叠成具有特定 和 的蛋白质 终止密码 空间结构 功能 思考辨析 1 判断正误 1 转录是以dna的两条链作为模板 只发生在细胞核中 以4种核糖核苷酸为原料 分析 对于真核生物而言 rna主要是在细胞核中以4种核糖核苷酸为原料 以dna的一条链作为模板合成的 除细胞核外 叶绿体和线粒体内也能合成rna 原核生物中rna是在细胞质中合成的 2 dna是蛋白质合成的直接模板 分析 dna把携带的遗传信息传递给mrna后 由mrna作为合成蛋白质的直接模板 3 密码子位于mrna上 atc一定不是密码子 4 mrna在核糖体上移动翻译出蛋白质 分析 核糖体在mrna上移动翻译出蛋白质 2 问题思考 1 在组成上 rna与dna相比有哪些不同 提示 五碳糖是核糖 碱基组成中没有t 而替换为u 2 在细胞核中转录出的rna进入细胞质 是否体现生物膜的流动性 为什么 提示 没有 转录出的rna通过核孔进入细胞质 不穿过核膜 没有体现生物膜的流动性 3 按照中心法则 从基因到蛋白质信息流的流动方向是怎样的 提示 由dna流向rna 由rna流向蛋白质 一 遗传信息的转录和翻译1 过程 1 图解 2 分析 2 比较 警示钟 转录和翻译中应注意的问题 1 转录产物 并非只有mrna 还有trna和rrna 2 转录和翻译的场所 真核细胞 原核细胞 细胞质 dna复制 转录 翻译 病毒 寄主细胞内 遗传物质的复制 转录 翻译 3 真核生物先转录再翻译 原核生物边转录边翻译 学而后思 1 rna聚合酶参与什么过程 具体的作用是什么 提示 rna聚合酶参与转录过程 rna聚合酶与基因上的rna聚合酶结合位点结合 启动转录 并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的mrna片段上 2 根据mrna中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列 若已知氨基酸的序列 能否确定mrna中碱基的排列顺序 为什么 提示 前者可以 后者不能确定 因为一种密码子对应一种氨基酸 但一种氨基酸可能对应多种密码子 典例训练1 2013 江苏高考改编 图 分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程 请回答下列问题 1 细胞中过程 发生的主要场所是 2 已知过程 的 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54 链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29 19 则与 链对应的dna区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 3 在人体内成熟红细胞是否能发生过程 4 人体不同组织细胞的相同dna进行过程 时启用的起始点 在 都相同 都不同 不完全相同 中选择 其原因是 解题关键 解答本题需明确以下三点 1 分析图 表示的过程及掌握有关的基础知识 2 掌握人体内成熟红细胞的结构特点 3 把基因的表达与细胞的分化联系起来 解析 1 图 表示的过程依次是dna的复制 转录和翻译 转录的场所主要在细胞核中 2 rna中g u 54 c a 46 则其dna模板链中c 29 a 54 g 19 t 46 计算得dna一条链中a t 52 故双链中a t 52 a t 26 3 人体成熟的红细胞中无细胞核 复制 转录和翻译过程都不能发生 4 1个dna分子中含许多个基因 不同组织细胞因基因的选择性表达 故进行转录过程时启用的起始点不完全相同 答案 1 细胞核 2 26 3 不能 4 不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达 互动探究 1 过程需要的原料分别是什么 提示 过程需要脱氧核苷酸 过程需要核糖核苷酸 过程需要氨基酸 2 过程是否都需要模板 提示 需要 过程的模板是解旋的两条dna链 过程的模板是dna中的一条链 过程的模板是mrna 变式备选1 关于转录和翻译的叙述 错误的是 a 转录时以核糖核苷酸为原料b 转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列c 转录和翻译都发生在细胞核中d 在核糖体中翻译出的多肽链需要加工 解析 选c 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 转录过程需要rna聚合酶的催化 rna聚合酶能首先识别并结合到启动子上 驱动基因转录出mrna 在真核细胞中转录的主要场所是细胞核 翻译的场所是细胞质内的核糖体 在核糖体中翻译出的多肽链需要加工形成具有一定空间结构的蛋白质 二 遗传信息 密码子 反密码子的区别及与氨基酸的关系1 遗传信息 密码子 反密码子的关系 2 密码子 反密码子 氨基酸数量的对应关系 由上图得出如下结论 1 由 知 除终止密码子外 一种密码子对应一种反密码子 2 由 知 一种氨基酸对应一种或多种密码子 或反密码子 3 由 知 一种密码子或一种反密码子只对应一种氨基酸 3 基因表达过程中的相关数量计算 如图 学而后思 1 dna的碱基排列顺序改变后转录及翻译的结果会怎样变化 为什么 提示 dna的碱基排列顺序改变后转录的结果一定改变 但翻译的结果不一定变化 因为密码子具有简并性 即不同种密码子可能决定同一种氨基酸 2 人体中的胰岛素基因在大肠杆菌中是否能表达 提示 能 原核生物和真核生物共用一套遗传密码 命题角度1基因表达中各种对应关系 典例训练2 根据下表中的已知条件 判断苏氨酸的密码子是 a tgub ugac acud ucu 解题关键 解答本题要明确以下关键点 1 密码子是mrna上相邻的三个碱基 2 mrna上的碱基和dna模板链上的碱基互补配对 3 mrna上的密码子和trna上的反密码子互补配对 解析 选c 反密码子与密码子互补 所以苏氨酸密码子第三个碱基为u 且密码子由mrna上的碱基组成 不含碱基t 所以a b错 根据mrna与dna中模板链互补可推知苏氨酸密码子为ugu或acu 故选c 方法规律 复制 转录和翻译过程中碱基互补配对方式 1 dna分子复制时 亲代链与子代链间存在碱基互补配对 a与t g与c配对 2 dna分子转录时 模板链与rna链间存在碱基互补配对 a与u t与a g与c c与g配对 3 翻译过程中 mrna中密码子与trna中反密码子间存在碱基互补配对 a与u u与a g与c c与g配对 命题角度2基因表达中的数量计算 典例训练3 某mrna合成一条含有11个肽键的多肽 则此mrna分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的trna个数依次为 a 3311b 3612c 1236d 1136 解题关键 解答本题要明确以下关键点 1 多肽中肽键数与氨基酸数的关系 2 一个密码子由3个相邻的碱基组成 3 氨基酸与trna的数量关系 解析 选b 一条含有11个肽键的多肽 应含有12个氨基酸 mrna中 三个相邻碱基决定一个氨基酸 一个氨基酸至少由一个trna来转运 因此mrna中至少含有36个碱基 共需12个trna 变式备选2 已知1个蛋白质分子由2条多肽链组成 连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个 翻译成这个蛋白质分子的mrna中a和g共有200个 则转录成mrna的dna分子中 最少应有c和t共多少个 a 400b 200c 600d 800 解析 选c 根据题意可得出该蛋白质由200个氨基酸组成 进一步可推出mrna上的碱基数最少为600个 其中a g 200 u c 400 则可推出转录成mrna的dna分子中 模板链中c t 200 另一条链中c t 400 所以可得出转录成mrna的dna分子中 最少应有c和t共600个 备选要点 1 rna的功能 1 mrna 蛋白质合成的直接模板 2 trna 氨基酸的转运工具 3 rrna 核糖体的重要组成成分 4 有些rna可作为 酶 催化某些化学反应的完成 5 rna病毒中 rna可作为遗传物质 2 翻译过程的三个关注点 1 数量关系 一个mrna可同时结合多个核糖体 2 意义 少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白质 3 移动方向 从左向右 如图 判断依据是根据多肽链的长短 长的多肽链翻译在前 课题 关于基因的转录和翻译过程分析类题目 案例 如图表示生物体内三个重要的生理活动 根据所学知识结合图形 回答下列问题 1 甲 乙 丙三图正在进行的生理过程分别是 对于小麦的叶肉细胞来说 能发生乙过程的场所有 2 在正常情况下 甲图中碱基的排列顺序相同的单链是 3 对于乙图来说 rna聚合酶结合位点位于分子上 起始密码和终止密码位于分子上 填字母 4 对于丙图来说 分子l彻底水解得到的化合物有种 该过程是从分子l链的端开始的 审题 抓准信息 快速推断 答题 规范答案 警示失误 1 dna复制 转录 翻译细胞核 线粒体 叶绿体错答 细胞核 错因 忽略了叶肉细胞的叶绿体和线粒体中含有dna 也能进行转录 2 a和c b和d 3 ef 4 6a错答 4 错因 审题不仔细 没有看清 彻底水解 误认为mrna分解成4种核苷酸 错答 b 错因 不能正确识图 不知道m n长短不同是因合成时间早晚不同造成的 1 基础理论辨析题 下列说法 与转录过程相符的是 与翻译过程相符的是 a 需要破坏氢键打开双链b 需要rna聚合酶的参与c 有a与u g与c碱基互补配对d 以核糖核苷酸作为原料e 产物是rnaf 场所在核糖体中g 过程中需要mrna trna 氨基酸 能量等 解析 选a b c d e c f g 转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列 启动转录后dna双链打开 转录的原料是核糖核苷酸 转录的产物是trna mrna和rrna 转录和翻译中都有a与u g与c的配对 翻译的场所是核糖体 需要mrna trna 氨基酸 能量等 2 如图表示生物体内核苷酸的结构模式图 下列说法正确的是 a dna和rna的不同点只在b方面b dna和rna中的a表示含义不同c dna中特有的c为td 人体内的c有4种 b有2种 解析 选c 图中a表示磷酸 b为五碳糖 c为含氮碱基 dna和rna在核苷酸上的不同是五碳糖不同 碱基不完全相同 dna特有t rna特有u 区别既在b方面 也在c方面 但磷酸是相同的 人体内的c有5种 b有2种 3 下图表示某一生理过程 该生理过程的名称 图示片段中含有的碱基种类 核苷酸种类依次为 a dna复制 4种 4种b dna转录 4种 4种c dna复制 5种 5种d dna转录 5种 8种 解析 选d 该图表示以dna为模板合成rna的过程 则该过程为转录 该图中有a g c t u共5种碱基 涉及4种脱氧核糖核苷酸和4种核糖核苷酸 4 在基因控制蛋白质合成的叙述中 下列关于密码子和trna与氨基酸的关系的叙述正确的是 a 一个密码子只能决定一种氨基酸b 一种氨基酸只由一种密码子决定c 一种氨基酸只能由一种trna转运d 每种氨基酸都由多种trna转运 解析 选a 一个密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸由一种或多种密码子决定 一种氨基酸可以由一种或多种trna转运 但并不是都是由一种或多种trna转运 5 下列与人体mrna的核苷酸序列互补的是 a dna分子的一条链的核苷酸序列b dna分子两条链的核苷酸序列c 所有trna分子的核苷酸序列d 某trna分子的核苷酸序列 解析 选a 转录是以dna分子一条链为模板进行的 所以mrna的核苷酸序列对应dna分子的一条链的核苷酸序列 而trna分子一端的3个碱基是与mrna的一个密码子对应的 而不是所有的trna与mrna序列都有对应关系 6 在细胞内 一个mrna上可以同时结合多个核糖体 其好处主要是 a 形成多种蛋白质b 提高合成蛋白质的速度c 减少形成蛋白质时发生的差错d 提高核糖体的利用率 解析 选b 一个mrna上结合多个核糖体 多个核糖体合成的是同一种蛋白质 所以多个核糖体与同一个mrna结合 会提高蛋白质的合成速度 7 一条多肽链中有1000个氨基酸 则作为合成多肽链的信使rna分子和用来转录该信使rna分子的基因中 分别至少要有碱基多少个 a 1000和2000b 2000和4000c 3000和3000d 3000和6000 解析 选d 氨基酸数目与信使rna分子碱基数目是1 3的关系 氨基酸数目与编码该多肽的基因中碱基数目是1 6的关系 8 已知aug gug为起始密码子 uaa uga uag为终止密码子 某原核生物的一个信使rna碱基排列顺序如下 a u u c g a u g a c 40个碱基 c u c u a g a u c