高中生物 3.4遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成配套课件 浙科版必修2.ppt

第四节遗传信息的表达 rna和蛋白质的合成 一 转录和翻译1 过程 结合上图写出过程 的名称 场所 模板 产物 过程 名称 场所 主要发生在 中 模板 产物 过程 名称 场所 核糖体 模板 产物 转录 细胞核 dna的一条链 mrna 翻译 细胞质 mrna 多肽 2 解读过程中的有关内容 1 过程 需要的酶 2 连线与过程 有关的rna的种类和功能 解旋酶 rna聚合酶 3 遗传密码 位置 上 3个核苷酸的关系 相邻 且 点拨 1 一种氨基酸由一种或多种密码子决定 由一种或多种trna转运 2 一种密码子只能决定一种氨基酸 一种trna只能转运一种氨基酸 3 同一种氨基酸的密码子与trna一一对应 mrna 决定一种氨基酸 二 中心法则1 提出人 2 连线中心法则包括的遗传信息的传递内容 克里克 点拨 1 逆转录过程需要逆转录酶 2 中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则 3 rna流向dna和rna流向rna的过程只出现在病毒中 思维判断 1 遗传密码共有64种 其中只有61种决定氨基酸 分析 遗传密码是指mrna上决定一种氨基酸的3个相邻核苷酸排列而成的三联体 共有64种 其中有3种终止密码不决定氨基酸 只有61种决定氨基酸 2 一种密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸则可能有多种密码子 分析 64种密码子中有61种决定氨基酸 61种决定氨基酸的密码子对应20种氨基酸 故一种氨基酸可能有多种密码子 但一种密码子只能对应相应的一种氨基酸 3 一种密码子对应一种转运rna 故共有64种转运rna 分析 转运rna是转运氨基酸的工具 故一种转运rna只能转运一种氨基酸 有61种决定氨基酸的密码子 则对应61种转运rna 4 翻译时 mrna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些 基因或dna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 分析 翻译时 mrna上的终止密码子不决定氨基酸 因此准确地说 mrna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些 基因或dna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 dna和rna的比较 规则的双螺旋结构 常呈单链结构 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 腺嘌呤 a 鸟嘌呤 g 腺嘌呤 a 鸟嘌呤 g 胞嘧啶 c 胸腺嘧啶 t 胞嘧啶 c 尿嘧啶 u 脱氧核糖 核糖 dna复制 逆转录 转录 rna复制 主要在细胞核中 主要在细胞质中 传递和表达遗传信息 转录遗传信息 翻译的模板 运输氨基酸 核糖体的组成成分 技巧点拨台 判定dna rna的方法 1 若核酸中出现碱基t或五碳糖为脱氧核糖 则必为dna 2 若a t c g 则为单链dna 若a t c g 则一般认为是双链dna 3 若出现碱基u或五碳糖为核糖 则必为rna 典例训练1 经测定 甲 乙 丙3种生物的核酸中碱基之比如下表 这3种生物的核酸分别为 a 双链dna 单链dna rnab 单链dna 双链dna rnac 双链dna rna 单链dnad rna 单链dna 双链dna 解题指南 1 知识储备 1 t 胸腺嘧啶 是dna特有的碱基 u 尿嘧啶 是rna特有的碱基 2 在dna双链中 a t c g 2 解题思路 解题时先根据碱基种类判断是dna还是rna 然后根据碱基数量关系判断是单链还是双链 解析 选b 甲生物的核酸中的碱基有t 胸腺嘧啶 而没有u 尿嘧啶 故为dna 但其a t c g 故为单链dna 乙生物的核酸的碱基也是有t 胸腺嘧啶 而没有u 尿嘧啶 故为dna 其a t c g 故可为双链dna 丙生物的核酸中的碱基有u 尿嘧啶 而没有t 胸腺嘧啶 故为rna 变式训练 对比rna和dna的化学成分 rna特有的是 a 核糖和尿嘧啶b 脱氧核糖和尿嘧啶c 核糖和胸腺嘧啶d 脱氧核糖和胸腺嘧啶 解析 选a 与dna的化学成分相比 rna特有的是核糖和尿嘧啶 变式备选 2012 温州模拟 有关豌豆植株的遗传 正确的是 a 由a c t u四种碱基参与合成的核苷酸种类有7种b 控制豌豆细胞核遗传和细胞质遗传的遗传物质分别是dna和rnac 一个标记为15n的双链dna分子在含14n的培养基中复制两次后 所得的后代dna分子中含14n和15n的脱氧核苷酸单链之比为3 1d 已知豌豆体细胞2n 14 进行 豌豆基因组测序 要测定其8条染色体 解析 选c 由a c t u四种碱基参与合成的核苷酸种类有6种 其中a c合成的各有2种 t u合成的各有1种 具有细胞结构的生物 既有dna又有rna 不管是细胞核遗传还是细胞质遗传 其遗传物质均为dna 被15n标记的dna分子在含14n的培养基中复制2次 子代dna分子共4个 脱氧核苷酸单链共有8条 其中含15n的2条 含14n的6条 豌豆体细胞染色体数为2n 14 因其没有性别决定 所以 豌豆基因组测序 的染色体数目是其体细胞的一半 为7条 转录和翻译1 转录与翻译的比较 主要在细胞核 核糖体 dna的一条链 模板链 mrna 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 酶 rna聚合酶等 和atp 酶 atp和trna dnamrnaa ut ac gg c mrnatrnaa uu ac gg c dna mrna mrna 蛋白质 rna mrna trna rrna 有一定氨基酸排列顺序的多肽 遗传信息的传递 遗传信息的表达 2 遗传信息 密码子和反密码子的比较 技巧点拨台 mrna与核糖体数量 翻译速度的关系 1 数量关系 一个mrna可同时结合多个核糖体 2 方向 从左向右 见上图 判断依据是多肽链的长短 肽链越长 翻译得越早 3 结果 合成4条相同的多肽链 要形成蛋白质还需要运送至内质网 高尔基体等结构中进一步加工 典例训练2 如图为蛋白质的合成过程示意图 请据图回答有关问题 1 图一中发生在细胞核中的过程是 该过程中解旋酶破坏的是 2 图一中基因表达的最后一阶段是在 中完成的 这一过程中还需要mrna 氨基酸 和 3 图一中 称为 在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mrna上的遗传信息联系起来的物质是 4 图二为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程 对此过程的理解错误的是 多选 a x在mn上的移动方向是从右到左 所用原料是氨基酸b 多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链c 该过程直接合成的t1 t2 t3三条多肽链中氨基酸的顺序相同d 合成mn的场所在细胞核 而x一定附着在内质网上 解题指南 1 考查实质 本题综合考查了基因指导蛋白质合成的过程 2 解题关键 首先要识别该细胞为真核细胞 因为有核膜 其次要清楚图中数字和字母的含义 图一中的 为rna聚合酶 为mrna 为密码子 为氨基酸 为核糖体 图二中mn为mrna x为核糖体 t1 t2 t3为三条多肽链 解析 据图分析 1 细胞核中dna分子正在进行转录 解旋酶破坏的化学键是氢键 2 基因表达的最后阶段是在核糖体中完成的 这一过程称为翻译 翻译需要mrna 氨基酸 atp和酶 3 由于trna一端含有反密码子 另一端携带相应的氨基酸 所以trna是将多肽链中氨基酸种类与mrna上的遗传信息联系起来的物质 4 图二表明 多聚核糖体是以mrna为模板 以20种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的 根据多肽链的长短可以判断 x在mn上是从左向右移动的 由题图可看出 同时有多条多肽链在合成 能够加速蛋白质的合成速率 由于t1 t2 t3的模板都是mn 因此其上氨基酸顺序也相同 mrna的合成场所是细胞核 而核糖体既可附着在内质网上 也可游离在细胞质中 答案 1 转录氢键 2 核糖体酶atp 3 密码子trna 4 a d 互动探究 1 据图一分析 转录类似于dna复制过程的特点是什么 提示 边解旋边转录 分析 dna分子复制的特点是半保留复制 边解旋边复制 由图一可知转录时并不是dna全部解旋后才开始 而是边解旋边转录 2 当图二中x或图一中 在细胞内数量增多时 推断细胞核内哪种结构体积增大 提示 核仁 分析 图二中x或图一中 都是核糖体 当其在细胞内数量增多时 与核糖体合成有关的结构核仁体积增大 变式备选 dna复制和转录的共同点是 a 都需要解旋酶破坏氢键b 在细胞核内进行c 碱基互补配对原则完全相同d 不需要atp提供能量 解析 选a b项错在 细胞核 上 原核细胞没有细胞核 也进行dna的复制和转录 复制时碱基互补配对原则是a t t a c g g c 而转录时碱基互补配对原则是a u t a c g g c 复制和转录都需要atp提供能量 中心法则1 图解 dna 基因 rna 蛋白质 性状 2 含义 包括五个方面 而且均遵循碱基互补配对原则 1 dna复制 2 转录 遗传信息由dna传递给mrna 3 逆转录 某些病毒在逆转录酶的作用下 以rna为模板合成dna 4 翻译 以mrna为模板合成特定蛋白质 表现出生物性状 5 rna复制 某些rna病毒以自身rna为模板合成rna 1 若甲 乙 丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程 则甲代表遗传物质为dna的生物 乙代表rna病毒 如烟草花叶病毒 丙为逆转录病毒 如劳氏肉瘤病毒 2 图中1 8为转录过程 2 5 9为翻译过程 3 10为dna复制过程 4 6为rna复制过程 7为逆转录过程 3 不同生物的遗传信息传递过程 高考警示钟 中心法则与生物类型 1 高等动植物只有dna复制 转录 翻译三条途径 但具体到不同细胞情况不尽相同 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有 但叶肉细胞等高度分化的细胞无dna复制途径 只有转录和翻译两条途径 哺乳动物成熟的红细胞无信息传递 2 逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成 3 根据模板和原料即可确定中心法则的过程 如模板为dna 原料为脱氧核苷酸 核糖核苷酸 即可确定为dna复制 转录 4 中心法则的每个过程都遵循碱基互补配对原则 进行互补配对的场所有四个 即细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 典例训练3 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 请回答下列问题 1 a b c d所表示的过程分别是 和 2 需要trna和核糖体同时参与的过程是 用图中的字母回答 3 a过程发生在真核细胞分裂的 期 4 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是 5 能特异性识别信使rna上密码子的分子是 后者所携带的分子是 6 rna病毒遗传信息传递与表达的途径有 用类似本题图中的形式表述 7 如图所示 给以适宜的条件 各试管均有产物生成 则试管 分别模拟上图中哪个过程 解题指南 1 知识储备 中心法则包含5条遗传信息的传递途径 但在不同生物中不尽相同 1 以dna为遗传物质的生物只存在dna的复制 转录和翻译三条途径 即 dna dna dna rna rna 蛋白质过程发生在细胞生物 真核生物 原核生物 中和以dna为遗传物质的病毒的增殖过程中 2 rna复制和逆转录 即 rna rna rna dna只发生在以rna为遗传物质的病毒的增殖过程中 2 解题关键 1 明确图中各字母所代表的生理过程是解答本题的切入点 2 明确每条遗传信息传递过程的模板 原料 产物是解题的关键 解析 由图可知 a过程为dna的复制 发生在细胞分裂的间期 b为转录 在真核细胞中 主要发生在细胞核中 另外还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体中 c为翻译过程 发生在细胞质中 d过程为逆转录 主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信息传递过程 e为rna的复制 trna在翻译过程中能识别mrna上的密码子 rna病毒遗传信息的传递和表达途径有rna 蛋白质或rna dna rna 蛋白质 答案 1 dna复制转录翻译逆转录 2 c 3 间 s 4 细胞核 5 trna 转运rna 氨基酸 6 7 abedc 变式训练 如图为遗传的中心法则图解 下列有关的叙述中 正确的是 a 的过程中发生碱基互补配对的有 b 能在人体细胞内发生的有 c 过程中碱基互补配对时 遵循a u u a c g g c的原则d 人们利用基因工程的方法将苏云金杆菌的毒蛋白基因导入到棉花细胞内 培育出了抗虫棉 导入棉花体内的毒蛋白基因发挥作用要经过 三个过程 解析 选d a项中 过程是翻译过程 trna上的反密码子与mrna上的密码子之间存在碱基互补配对 b项中 过程是逆转录过程 人体细胞不存在该过程 c项中逆转录过程是rna逆转录形成dna的过程 因此遵循a t u a c g g c的原则 只有d项是正确的 变式备选 有关蛋白质合成的叙述 不正确的是 a 终止密码子不编码氨基酸b 每种trna只转运一种氨基酸c trna的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息d 核糖体可在mrna上移动 解析 选c mrna在细胞核内合成后 其碱基序列携带遗传信息 上面存在密码子 一种密码子只对应一种氨基酸 终止密码子不对应任何氨基酸 mrna与核糖体结合后 trna携带氨基酸与mrna碱基配对 trna上有三个碱基称为反密码子 所有生物体都有61种trna 反密码子不携带遗传信息 翻译过程中 核糖体在mrna上移动 一种trna只携带一种氨基酸 一种氨基酸可由多种trna转运 基因指导蛋白质合成的有关计算1 dna 基因 mrna中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解 2 析图得规律 1 基因中碱基数与mrna中碱基数的关系 转录时 组成基因的两条链中只有一条链能转录 另一条链则不能转录 因为dna是双链结构而rna为单链结构 因此转录形成的mrna分子中碱基数目是基因中碱基数目的1 2 2 mrna中碱基数与氨基酸的关系 翻译过程中 信使rna中每3个碱基决定一个氨基酸 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使rna碱基数目的1 3 是dna 基因 中碱基数目的1 6 3 mrna上碱基比例 mrna上a u的数值和比例 模板链上a t的数值和比例 高考警示钟 解题时应看清是dna上 或基因中 的碱基对数还是个数 是mrna上密码子的个数还是碱基的个数 是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类 一段原核生物的mrna通过翻译可合成一条含有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 解题指南 1 知识储备 1 dna中碱基数目 mrna中碱基数目 氨基酸数目 6 3 1 2 密码子的数目 trna的数目 3 肽键数目 或失水数目 氨基酸数目 肽链数目 2 解题关键 由题干可知有肽键11个 则氨基酸有12个 然后根据dna中的碱基和mrna中的碱基以及和氨基酸数目的关系计算 解析 选b 该多肽含有11个肽键 则含有12个氨基酸 mrna中三个碱基决定一个氨基酸 一个氨基酸至少有一种转运rna来转运 因此 mrna中至少含有36个碱基 12个转运rna 变式备选 某蛋白质由n条肽链组成 氨基酸的平均相对分子质量为a 控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对 则该蛋白质的相对分子质量约为 a 2ab 3 6b 18nb ab 3 6bc 无法判断d ab 3 b 3 n 18 解析 选d 由于基因中的碱基对与蛋白质中氨基酸数目比为3 1 所以氨基酸数目为b 3 形成含有n条肽链的蛋白质脱去的水分子的相对分子质量为 b 3 n 18 所以整个蛋白质分子的相对分子质量为ab 3 b 3 n 18 分析类实验的解题关键 基因表达产物的判断技巧 案例 为研究某病毒的致病过程 在实验室中做了如图所示的模拟实验 1 从病毒中分离得到物质a 已知a是单链的生物大分子 其部分碱基序列为 gaacauguu 将物质a加入试管甲中 反应后得到产物x 经测定产物x的部分碱基序列是 cttgtacaa 则试管甲中模拟的是 过程 2 将提纯的产物x加入试管乙 反应后得到产物y 产物y是能与核糖体结合的单链大分子 则产物y是 试管乙中模拟的是 过程 3 将提纯的产物y加入试管丙中 反应后得到产物z 产物z是组成该病毒外壳的化合物 则产物z是 4 若该病毒感染了小鼠上皮细胞 则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自 而决定该化合物合成的遗传信息来自 若该病毒除感染小鼠外 还能感染其他哺乳动物 则说明所有生物共用一套 该病毒遗传信息的传递过程为 命题人透析 1 根据碱基序列判断dna和rna rna一般为单链 碱基u是其特有成分 dna一般为双链 碱基t是其特有成分 根据题干碱基序列可判断a为rna x为dna 而以rna为模板指导合成dna的过程 我们称之为逆转录 2 根据核糖体和病毒的物质组成判断产物名称 根据题干信息 y是能与核糖体结合的单链大分子 推知y是rna 试管乙中模拟的是转录过程 根据题干信息 z是组成该病毒外壳的化合物 推知z是蛋白质 丙试管中模拟的是翻译过程 3 病毒繁殖时所需物质的来源 病毒营寄生生活 在寄主内以病毒自身的rna为模板 以寄主细胞内的原料脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸等经一系列的化学反应最终合成rna和蛋白质外壳 组装形成新的病毒 标准答案 1 逆转录 2 mrna转录 3 蛋白质 或多肽 4 小鼠上皮细胞病毒rna密码子 阅卷人点评 得分要点答案是唯一的 每个题空的答案只有与标准答案一致才能得分 失分案例 1 错答为 转录 2 错答为 rna 原因是误将rna等同于mrna 4 错答为 dna mrna 蛋白质 原因是忘记了该病毒为rna病毒 1 mrna分子的4种核糖核苷酸最多能组成多少种决定氨基酸的密码子 a 16b 32c 61d 64 解析 选c 由于每三个核糖核苷酸组成一个密码子 共有64种密码子 有三种终止密码不与氨基酸对应 所以与氨基酸对应的有61种 2 在下面的转录简式中 共有几种核苷酸 a 4种b 5种c 6种d 8种 解析 选c 由于图中有dna和rna两部分 dna的组成单位是脱氧核苷酸 图中碱基有c a g三种 rna的组成单位是核糖核苷酸 图中的碱基有g u c三种 3 正常出现肽链终止 是因为 a 一个与mrna链终止密码相应的trna不能携带氨基酸b 不具有与mrna链终止密码相应的trnac mrna在mrna链终止密码处停止合成d trna上出现终止密码 解析 选b 密码子是指位于mrna上的相邻的三个碱基 由于没有与终止密码碱基相互配对的trna 所以没有氨基酸运输到核糖体上 使翻译结束 4 2012 扬州模拟 从遗传信息的传递过程来看 信使rna mrna 的主要功能可表述为 a 把dna的遗传信息传递给蛋白质b 翻译dna的遗传信息c 转录dna的遗传信息d 作为合成rna的模板 解析 选a 从遗传信息的传递过程来看 mrna是连接dna和蛋白质的中介 5 对于下列图解 说法不正确的是 dna a t g c c c rna u a c g g g a 在dna分子的一条单链中相邻的碱基a与t通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接b 一个dna分子可以转录成多种 多个信使rnac 该图中的产物需穿过0层生物膜与细胞质中的核糖体结合 完成遗传信息的表达d h5n1禽流感病毒在培养基上也可以完成该过程 解析 选d 禽流感病毒没有独立代谢的能力 必须用活的宿主细胞培养 6 在生物体内遗传信息的传递一般遵循dna rna 蛋白质的表达原则 下面有关这个过程的说法错误的是 a 在细胞的不同阶段 dna携带的信息一般是