高中生物 41基因指导蛋白质的合成配套课件 新人教版必修2.ppt

第1节基因指导蛋白质的合成 课程标准概述遗传信息的转录和翻译 课标解读1 概述遗传信息的转录和翻译 2 运用数学方法 分析碱基与氨基酸的对应关系 1 基本单位 由 磷酸和碱基组成 其中的碱基有 2 结构 一般是 链 长度比dna短 能通过 从细胞核转移到细胞质中 3 分类 在翻译过程中起模板作用的是 起转运氨基酸作用的是 参与构成核糖体的是 遗传信息的转录 1 rna的组成及分类 核糖核苷酸 核糖 a u g c 单 核孔 mrna trna rrna 2 过程 1 概念 是指在 中 以 为模板 按照 原则合成 的过程 2 遗传信息的转录 细胞核 dna的一条链 碱基互补配对 rna 提示含有dna的部位 细胞核 线粒体 叶绿体 拟核 质粒 均可转录 产物有mrna trna rrna等 2 转录的条件有哪些 并与dna复制比较 提示 思维激活1 1 转录的场所一定是细胞核吗 产物一定是mrna吗 1 dna与rna的区别与联系 见下表 1 转录形成的mrna的碱基序列与作为模板的dna单链的碱基序列之间呈互补关系 其配对情况是g c c g t a a u mrna的碱基序列与该dna的另一条链的碱基序列大致相同 只是在rna链的相应位置没有 t 而为 u 2 转录过程中dna 所转录出的rna的碱基数量 2 1 3 特点 边解旋边转录 2 转录有关问题分析 a rna复制 4种 4种b 转录 4种 4种c dna复制 5种 5种d 转录 5种 8种 巩固1 如图所表示的生理过程的名称 碱基数 核苷酸数依次为 解析以dna单链为模板合成rna的过程 称为转录 由图示知碱基种类数有a t g c u5种 但由于dna rna构成中所需五碳糖不同 参与合成dna rna的核苷酸数各有4种 共8种 答案d 1 密码子 上决定一个氨基酸的3个相邻碱基 终止密码子除外 一共有 种 其中决定氨基酸的有 种 2 反密码子 与密码子可发生碱基互补配对的 上的3个相邻碱基 一共有 种 遗传信息的翻译 1 概念 是指在 上 以 为模板合成具有一定氨基酸序列的 的过程 mrna 核糖体 蛋白质 2 密码子与反密码子 mrna 64 61 trna 61 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 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 3 过程 核糖体 trna mrna 终止密码子 空间结构 功能 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 但一种氨基酸可以有多种密码子 2 翻译的条件有哪些 提示模板 mrna 原料 氨基酸 酶 能量 核糖体 trna等 3 根据转录 翻译过程 思考dna的碱基数 mrna的碱基数 蛋白质中的氨基酸数间的关系 提示6 3 1 思维激活2 1 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中的碱基排列顺序 1 dna复制 转录和翻译的比较 特别提醒从核糖体上脱离下来的只是多肽链 再经盘曲折叠 加工成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质 2 遗传信息 密码子 反密码子 特别提醒 1 密码子与氨基酸的关系 密码子共有64种 但是编码氨基酸的密码子只有61种 3种终止密码子不决定氨基酸 一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定 但一种密码子只能决定一种氨基酸 2 反密码子与氨基酸的关系反密码子与决定氨基酸的密码子是一一对应的 存在于trna上 且一种trna只能识别并转运一种氨基酸 所以trna有61种 但一种氨基酸可以由一种或几种trna来转运 3 密码子具有简并性和通用性 a 该过程表明生物体内少量的mrna可以迅速合成大量的蛋白质b 该过程的模板是trnac 最终合成的肽链 的结构相同d 合成 的场所主要在细胞核 合成 的场所在细胞质解析图示过程为翻译 模板是mrna 答案b 巩固2 如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图 下列说法不正确的是 巩固3 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解析由表格信息无法直接确定转录的模板链 但因dna两链间 模板链与mrna间 mrna与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mrna上 可确定苏氨酸的密码子为acu或ugu 答案c 例1 如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质 甲 乙 下列有关叙述中正确的是 示例一dna和rna a 遗传信息位于甲上b 乙由三个碱基组成c 甲的合成需要rna聚合酶的参与d 乙可以转运多种氨基酸思维导图 深度剖析由图可知 甲为mrna 乙为trna 遗传信息位于dna上 trna是由一条单链rna通过折叠形成的 由多个碱基组成 一种trna只能转运一种氨基酸 mrna是在rna聚合酶催化作用下以dna分子的一条链为模板转录形成的 答案c规律方法dna与rna的判定方法 1 根据五碳糖种类判定 若核酸分子中含核糖 则一定为rna 若含脱氧核糖 则一定为dna 2 根据含氮碱基判定 含t的核酸一定是dna 含u的核酸一定是rna 3 dna中单 双链的判定 若a t g c或嘌呤 嘧啶 则为单链dna 若a t g c a g t c 则最可能为双链dna 例2 如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由dna到蛋白质的信息流动过程 表示相关过程 请据图回答下列问题 示例二蛋白质合成过程分析 1 过程的产物是dna 则 过程发生在 期 催化过程 的酶是 2 已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是aug uac 某trna一端的三个碱基是uac 该trna所携带的氨基酸是 3 a b为mrna的两端 核糖体在mrna上的移动方向是 过程进行的场所有 4 一个mrna上连接多个核糖体叫做多聚核糖体 多聚核糖体形成的意义是 从原核细胞中分离的多聚核糖体常与dna结合在一起 这说明 思维导图 深度剖析 1 据图分析可知 过程指dna的复制 在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 过程指转录过程 催化dna转录为rna的酶主要是rna聚合酶 2 决定氨基酸的密码子在mrna上 据trna上的反密码子uac可推知密码子为aug aug决定的氨基酸是甲硫氨酸 3 据图可知 越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长 说明越接近b端的核糖体在mrna上移动的距离越长 由此推出核糖体在mrna上的移动方向为a b 过程是对蛋白质加工和运输的过程 相应的场所有内质网和高尔基体 4 当一个mrna上连接多个核糖体以后 可以同时合成多条相同的肽链 提高蛋白质的合成速度 在原核细胞中分离的多聚核糖体常与dna结合在一起 说明在原核细胞中边转录边翻译 转录和翻译可同时同地点进行 答案 1 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间rna聚合酶 2 甲硫氨酸 3 由a b内质网和高尔基体 4 短时间内能合成较多的蛋白质原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的 误区警示 1 翻译时一条mrna往往结合多个核糖体 短时间内形成多条相同的肽链 提高了翻译的效率 2 真核细胞具有核膜屏障 转录和翻译在不同时间 不同地点进行 而原核细胞无核膜 转录和翻译同时同地点进行 a 1800个 300个b 900个 900个c 900个 300个d 900个 无法确定思维导图 示例三蛋白质合成相关计算 例3 已知一个蛋白质分子由3条肽链组成 连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个 翻译成这个蛋白质分子的信使rna中的a和g共400个 则转录成信使rna的dna分子中 c和t最少应有多少个 翻译成蛋白质的过程中共需要trna多少个 深度剖析该蛋白质由3条肽链组成 共297个肽键 可知该蛋白质由300个氨基酸组成 则该信使rna有至少300 3 900个碱基 画出如下转录图解 由图解可知 转录成信使rna的dna分子中c和t最少应有900个 但由于一个trna可以运载多个相同的氨基酸 所以trna的数目无法确定 答案d 规律方法基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系mrna上的终止密码子不决定氨基酸 题目中若写明终止密码子要考虑在内 则 1 氨基酸数为m mrna的碱基数为 3m 3 2 氨基酸数为m dna的碱基数为 6m 6 遗传密码的破译是生物学史上的一个伟大的里程碑 而对照实验的设置又是破译遗传密码的一个关键 遗传密码的破译 技法必备 在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后 科学家们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个 尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术 在每一个试管中加入一种氨基酸 再加入除去了dna和mrna的细胞提取液 以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链 请据图回答下面的问题 能力展示 1 实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是 2 细胞提取液为该实验具体提供了 3 实验中所用的细胞提取液需除去dna和mrna的原因是 4 要确保实验结论的科学性 需设计对照实验 本题目所给实验中 对照实验是 5 要想知道更多氨基酸的密码子 你如何改变上述实验 简述 6 本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备 请简述制备方法 对大肠杆菌进行振荡裂解 经上述操作 得到了除去dna和mrna的细胞提取液 大肠杆菌中mrna约在30 60分钟内自行分解 因此操作中可不考虑 解析本题是密码子破译的实验 对照类型为相互对照 相同的多聚核苷酸 不同的氨基酸 肽链 不同的多聚核苷酸 不同的氨基酸 不同的肽链 由此 即可破译各种氨基酸的密码子 在实验过程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mrna 细胞提取液为转录提供了能量 酶 核糖体 trna 实验中除去dna和mrna的原因是排除dna mrna对体外合成蛋白质的影响 答案 1 作为模板mrna直接控制蛋白质 多肽 合成 2 能量 酶 核糖体 trna 3 排除细胞中的dna mrna对体外合成蛋白质的影响 4 加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验 5 依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸 6 离心 过滤 获取匀浆 用dna酶处理匀浆 除去dna a a g a t c b t c t a g c t c t a g d u c u a g 解析根据碱基互补配对原则 可知d正确 答案d 1 某dna单链片段是 a g a t c 那么 与之配对的rna单链片段为 a mrna可作为合成蛋白质的直接模板b mrna上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸c mrna上有四种核糖核苷酸 代表20种氨基酸的密码子有61种d mrna只有与核糖体结合后才能发挥作用解析mrna上每三个相邻的碱基不一定是密码子 即使是密码子 也不一定决定氨基酸 答案b 2 下列对mrna的描述 不正确的是 a 赖氨酸b 丙氨酸c 半胱氨酸d 苏氨酸 3 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 右图所示的转运rna所携带的氨基酸是 注 反密码子从携带氨基酸的一端开始读码 解析由题意可知反密码子从携带氨基酸的一端开始读码 所以反密码子为ugc 进而得知密码子为acg acg的密码子对应dna链的碱基为tgc 由表格中可知对应的氨基酸为苏氨酸 注意表格中第一行是dna的碱基序列而不是rna序列 因为有碱基t 答案d 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 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子的容错性解析翻译时 核糖体沿mrna移动 答案c 4 关于转录和翻译的叙述 错误的是 a trna种类一定改变 氨基酸种类一定改变b trna种类不一定改变 氨基酸种类不一定改变c trna种类一定改变 氨基酸种类不一定改变d trna种类不一定改变 氨基酸种类一定改变解析密码子改变 识别该密码子的trna一定改变 但由于密码子的简并性 决定的氨基酸不一定改变 答案c 5 信使rna上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换 对识别该密码子的trna种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是 a 75对碱基b 78对碱基c 90对碱基d 93对碱基解析设该多肽由n个氨基酸组成 则110n n 1 18 2778 得n 30 则编码该多肽的基因的长度至少为 3n 3 个碱基对 即93对碱基对 答案d 6 某条多肽的相对分子质量为2778 若氨基酸的平均相对分子质量为110 如考虑终止密码子 则编码该多肽的基因长度至少是 7 下图是基因控制蛋白质合成过程示意图 请据图回答下面的问题 1 转录的模板是 中的 链 该链的相应段碱基顺序是 2 翻译的场所是 翻译的模板是 运载氨基酸的工具是 翻译后的产物是 肽 翻译过程中需要 个