浙科版必修2 第三章 第四节 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成 课件（47张）.pptx

第四节遗传信息的表达 rna和蛋白质的合成 第三章遗传的分子基础 课堂导入美国科幻电影 侏罗纪公园 中 科学家们利用一只困在琥珀中的 曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙dna制造出了大量的恐龙 并建立了一个恐龙的 侏罗纪公园 我们知道 生物体的性状是由蛋白质体现的 基因能够控制生物体的性状 所以 我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的 基因是怎样指导蛋白质的合成的呢 这一节我们一起来学习遗传信息的表达 rna和蛋白质的合成过程 一 dna的功能 转录 二 翻译 内容索引 当堂检测 三 中心法则 基因的概念 一 dna的功能 转录 基础梳理 1 dna的功能 1 携带遗传信息 以自身为模板 地进行复制 保持遗传信息的 2 表达遗传信息 根据dna所贮存的遗传信息决定的结构 半保留 稳定性 蛋白质 2 dna与rna的比较 脱氧核糖 核糖 t u a g c 单链 细胞核 线粒体 叶绿体 核糖体 细胞核 3 遗传信息的转录 1 概念 是指遗传信息由传递到上的过程 转录的结果是形成 dna rna rna 2 过程第1步 dna双链解开 dna双链的 得以暴露 第2步 游离的随机地与dna链上的碱基碰撞 当核糖核苷酸与dna的碱基时 两者以结合 第3步 在酶的作用下 新结合的连接到正在合成的分子上 第4步 合成的rna从dna链上释放 dna双链 dna rna聚合酶 mrna rna聚合 rna 恢复 碱基 核糖核苷酸 互补 氢键 核糖核苷酸 3 三种转录产物及其功能 mrna 传达上的遗传信息 trna 把运送到核糖体上 rrna 的重要成分 dna 氨基酸 核糖体 在真核生物中 细胞核内转录产生的rna产物需要经过加工才能成为成熟的mrna 转移到细胞质中用于蛋白质的合成 问题探究 如图表示某真核生物细胞内dna的转录过程 请据图分析回答下列问题 答案 1 请思考图中dna的转录方向 用 或 表示 答案 2 a为启动上述过程必需的有机物 其名称是什么 答案rna聚合酶 3 b和c的名称分别是什么 答案b是胞嘧啶脱氧核苷酸 c是胞嘧啶核糖核苷酸 答案 4 在根尖细胞中 上述过程发生的场所是哪里 答案细胞核 线粒体 5 产物d一定是mrna吗 答案不一定 产物有mrna trna rrna 6 若d中a占35 u占19 则d对应的dna分子片段中t和c分别占多少 答案27 23 分析d是以dna的一条链为模板转录来的 若d中a 35 u 19 a u 54 则对应的dna分子片段中a t 54 g c 46 故a t 27 g c 23 分析 转录的方向和rna聚合酶移动的方向一致 dna中碱基c和脱氧核糖 磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸 rna中则构成胞嘧啶核糖核苷酸 真核生物中转录的主要场所是细胞核 线粒体和叶绿体中也能进行 转录的产物有mrna trna rrna 知识整合 拓展应用 1 下列关于rna的叙述 错误的是a 有些rna可催化细胞内的某些生化反应b rna是一种遗传物质c rna参与构成核糖体d rna参与构成细胞膜 答案 解析 解析有些酶是rna rna是某些病毒的遗传物质 rrna参与构成核糖体 2 下图表示真核细胞某基因的转录过程 有关叙述错误的是a 是编码链b 链加工后可成为成熟的mrnac 是游离的核糖核酸d 该过程中存在t与a的碱基配对方式 解析转录过程需要的原料是核糖核苷酸 而不是核糖核酸 答案 解析 二 翻译 基础梳理 1 翻译 场所 细胞质的上模板 原料 产物 一定氨基酸序列的蛋白质 2 遗传密码 1 概念 mrna上由个相邻核苷酸排列而成的三联体 决定一种氨基酸 每3个这样的碱基又称为个密码子 核糖体 mrna 20种氨基酸 3 1 2 特点 除少数密码子外 生物界的遗传密码是的 除少数氨基酸只有一种遗传密码外 大多数氨基酸有的遗传密码 3 遗传密码有种 其中决定氨基酸的有种 终止密码有3种 uaa uag uga 3 反密码子 指trna上可以与mrna上的碱基的3个碱基 统一 两个以上 64 61 互补配对 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 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 核糖体 trna mrna 终止密码子 空间结构 功能 5 特点多肽链合成时 若干个核糖体串联在一个上同时进行工作 大大增加了翻译效率 mrna 问题探究 右图是翻译过程的示意图 请据图分析 答案 答案 分别是trna 核糖体 多肽链 1 图甲中 分别是哪种分子或结构 答案起始密码子 aug 编码甲硫氨酸 终止密码子 uaa 不编码氨基酸 2 是mrna 其中的起始密码子和终止密码子分别是什么 它们都能决定氨基酸吗 3 密码子gcu编码丙氨酸 如果由于某种原因使mrna中该密码子的第三个碱基由u变为了c 编码的氨基酸仍是丙氨酸 这一现象称做密码的简并性 这种特性对生物体的生存发展有什么意义 答案 答案一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变 维持生物性状的稳定性 4 遗传密码具有通用性 即地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码 这说明了什么 答案这说明所有生物可能有着共同的起源 5 图乙中 分别是什么分子或结构 核糖体移动的方向是怎样的 答案 答案 分别是mrna 核糖体 核糖体移动的方向是由右向左 6 最终合成的多肽链 的氨基酸序列相同吗 为什么 答案相同 因为它们的模板是同一条mrna 起始密码子有aug gug 分别编码甲硫氨酸和缬氨酸 终止密码子有uaa uag uga 它们不编码氨基酸 密码子具有简并性 一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变 维持生物性状的稳定性 遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源 知识整合 拓展应用 3 所有生物都用一套基本相同的遗传密码 这一事实说明生物具有a 统一性b 多样性c 变异性d 特异性 解析包括人在内的所有生物都用一套基本相同的遗传密码 说明在生物遗传这个基本过程中 整个生物界在分子层次上存在高度的统一性 a正确 答案 解析 4 如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分 下列分析正确的是a 图示mrna中起始密码子位于rna链上的左侧b mrna上决定甘氨酸的密码子都是gguc 图中碱基的配对方式有a u c g a td 图示过程的正常进行需要atp和rna聚合酶 解析根据肽链的长度判断 核糖体移动的方向是从左向右 a正确 一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定 b错误 题图表示翻译过程 碱基的配对方式有a u c g c错误 翻译过程正常进行需要atp和蛋白质合成酶 rna聚合酶在转录过程中起作用 d错误 答案 解析 三 中心法则 基因的概念 1 中心法则的提出及发展 基础梳理 克里克 dna rna 蛋白质 rna 逆转录 单链dna 2 图解3 基因的本质 1 基因是遗传的一个 在适当的环境条件下控制生物的 2 从本质上讲 基因就是一段包含一个完整的的有功能的核酸分子片断 在大多数生物中是一段 在rna病毒中则是一段 3 基因以一定的次序排列在染色体上 染色体是基因的 4 基因的基本单位是核苷酸 基因中代表遗传信息 逆转录 转录 翻译 基本功能单位 性状 遗传信息单位 dna rna 主要载体 碱基的排列顺序 问题探究 中心法则揭示了生物遗传信息由dna向蛋白质传递与表达的过程 观察下图分析 1 所表示的过程依次是什么 答案 答案dna复制 转录 翻译 逆转录 rna的复制 2 在真核生物细胞中 过程 发生的场所和过程 的原料分别是什么 答案过程 发生的场所有细胞核 线粒体 叶绿体 过程 的原料是4种核糖核苷酸 答案 3 正常的细胞中能发生哪些过程 答案 4 需要trna和核糖体同时参与的过程是哪个 需要逆转录酶参与的过程又是哪个 答案 在中心法则中 dna的复制 转录和翻译存在于细胞生物中 rna的复制 逆转录只在某些以rna为遗传物质的病毒增殖过程中出现 知识整合 拓展应用 5 下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图 下列有关说法正确的是a 过程1 2一般发生在rna病毒体内b 过程1 3 5一般发生于肿瘤病毒的体内c 过程2 3 4发生于具细胞结构的生物体内d 过程1 5不可能同时发生于同一个细胞内 答案 解析 解析1为逆转录过程 只能在病毒侵入宿主细胞后发生 该生理过程不会发生于病毒体内 a b项错误 肿瘤病毒侵入宿主细胞后 在宿主细胞内增殖 需进行逆转录 合成病毒rna 指导合成其蛋白质外壳等生理过程 因此1 5能同时发生于宿主细胞内 d项错误 6 有关基因 染色体 蛋白质 性状的叙述 不正确的是a 基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的b 任意一段dna片段都可以是基因c 基因以一定次序排列在染色体上d 基因与性状之间不是简单的一对一关系 解析基因不是任意一段dna片断 而是有一定功能的核酸片段 在大多数生物中是一段dna 在rna病毒中是一段rna 答案 解析 真核生物dna复制 转录和翻译的辨析 加试 课堂小结 遗传信息 细胞核 trna 密码子 一 核糖 mrna 20种氨基酸 当堂检测 1 下列关于rna的叙述 错误的是a 有些生物中的rna具有催化功能b trna上的碱基只有三个c mrna与trna在核糖体上发生配对d rna也可以作为某些生物的遗传物质 解析trna是运载氨基酸的工具 是rna中的一种 属于生物大分子 trna并非只有三个碱基 trna在某些部分配对并扭曲成双螺旋状 它的平面形状如三叶草的叶形 其中有三个碱基与mrna上的密码子配对 称为反密码子 2 3 4 5 1 答案 解析 2 如图代表的是某种转运rna 对此分析正确的是a 此转运rna含有五种元素 两种含氮碱基b 该结构参与蛋白质合成中的翻译过程c 合成此转运rna的场所是核糖体d 若与此转运rna上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变 一定会引起蛋白质结构的改变 答案 2 3 4 1 5 解析此转运rna含有c h o n p五种元素 a c g u四种含氮碱基 转运rna主要在细胞核中合成 由于密码子具有简并性 信使rna中的碱基发生改变 翻译出的蛋白质结构不一定改变 解析 3 四环素 链霉素 氯霉素 红霉素等抗生素能抑制细菌的生长 它们有的能干扰细菌核糖体的形成 有的能阻止trna和mrna结合 这些抗生素阻断了下列过程中的a 染色体活动b dna复制过程c 转录过程d 翻译过程 2 3 4 1 5 答案 解析 解析抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止trna和mrna结合 均是阻止翻译过程 4 遗传信息的传递过程如图所示 其中 表示四种不同的物质 下列叙述错误的是a 复制时 2条链均可作为模板链b 形成 时 需沿整条dna长链进行c 密码子cuu编码 所携带的氨基酸d 上可同时结合多个核糖体形成多条 2 3 4 1 答案 5 解析 解析 是dna分子 dna复制时2条链均可作为模板链 a项正确 是mrna分子 形成mrna分子即转录时 并不是沿着整条dna长链进行的 转录是以dna分子上的基因区段为模板进行的 b项错误 是trna 其上的反密码子是gaa 与mrna上的密码子cuu配对 故密码子cuu编码 所携带的氨基酸 c项正确 mrna上可结合多个核糖体形成多聚核糖体 每个核糖体上均可形成1条相同的肽链 d项正确 2 3 4 1 5 5 右图表示以dna为模板转录形成rna的过程 请据图分析回答下列问题 1 在玉米的叶肉细胞中 能够进行该生理过程的细胞结构有 细胞核 线粒体 叶绿体 答案 2 3 4 1 5 解析玉米叶肉细胞的细胞核 线粒体 叶绿体中都有dna 可进行dna的转录 转录时以dna的一条链为模板 需要atp供能和rna聚合酶的催化 以四种游离的核糖核苷酸为原料 按照碱基互补