必修2.考点7.基因指导蛋白质的合成和基因对性状的控制PPT演示课件

第四单元基因的表达,高考总复习生物,第7讲基因指导蛋白质合成和基因对形状的控制,1,高考总复习生物,2,高考总复习生物,考纲解读,DNA和RNA结构与功能的区别遗传信息转录和翻译过程的区别和联系基因控制蛋白质的合成基因对性状的控制人类基因组研究,问题,1.基因是如何控制生物性状的？,2.细胞核中的DNA是怎样控制在细胞质的核糖体上的蛋白质的合成？,3,考向指南,本讲内容在近几年的高考中都有试题出现。如2008年的江苏卷、上海卷命了三道题；广东卷二道题、天津卷二道题。主要考查中心法则的内容及应用、转录与翻译的过程、蛋白质合成过程中的有关计算等内容。,高考总复习生物,4,高考总复习生物,5,知识回放,DNA和RNA的比较,脱氧核苷酸,脱氧核糖,ATGC,双螺旋,细胞核,核糖核苷酸,核糖,AUGC,单链,细胞质,高考总复习生物,6,RNA的种类,信使RNA（mRNA）：携带遗传信息，指导蛋白质的合成,转运RNA（tRNA）：将细胞质中游离的氨基酸转运到核糖体上用来合成蛋白质,核糖体RNA（rRNA）：核糖体的重要组成成分,DNA的遗传信息,？,高考总复习生物,7,一、遗传信息的转录,在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，称,转录,解旋：,合成,模板：解旋后的一条链,条件：原料（四种核糖核苷酸）酶（RNA聚合酶）能量（ATP）,原则：碱基互补配对（AU、GC）,产物：,RNA,碱基对的氢键断裂，双螺旋结构解开。,高考总复习生物,8,RNA,第一步：解旋,第二步：互补配对,第三步：RNA合成,第四步：释放,高考总复习生物,9,思考与讨论,1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？,从场所来看，转录与复制都发生在细胞核中。从过程来看，转录与复制都存在有解旋和合成，在合成的过程中都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。,想一想，转录与复制有什么区别？,提示：模板原料产物,高考总复习生物,10,转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。,2.转录成的RNA的碱基序列与作为模板的DNA单链有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？,RNA合成以后，从核孔中出来，与核糖体结合，指导蛋白质的合成。,高考总复习生物,11,二、遗传信息的翻译,游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做,翻译。,最多能编码16种氨基酸。,思考与讨论,1.如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少氨基酸？,至少需要3个碱基。,2.一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,高考总复习生物,12,mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称,密码子。,思考与讨论,1.已知一段mRNA碱基序列是AUGGAAGCA，你能写出对应的氨基酸的序列吗？,甲硫氨酸,（教材65页密码子表）,谷氨酸,丙氨酸,mRNAAUGGAAGCA,高考总复习生物,13,2.从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象叫密码子的简并性。你认为密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？,可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；（例如：CGACGT时，所编码的氨基酸种类并没有发生改变）也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。,高考总复习生物,14,3.地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表，根据这一事实，你能想到什么？,生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。,问题：细胞质中游离的氨基酸是怎样到达核糖体上用来合成蛋白质的呢？,tRNA,上与mRNA上的密码子进行互补配对的三个碱基称,反密码子,高考总复习生物,15,起始密码子：AUG（甲硫氨酸）GUG（缬氨酸）,蛋白质的合成过程,高考总复习生物,16,终止密码子：UAA、UAG、UGA,蛋白质的合成过程,高考总复习生物,17,模板：,mRNA（其上的碱基序列称遗传密码）,场所：,核糖体,运载工具：,tRNA,条件：,原料（氨基酸）、酶、ATP,原则：,碱基互补配对（AU、GC）,产物：,蛋白质,密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,蛋白质上的氨基酸、mRNA、基因上的碱基数之比=1:3:6,种类,种类,高考总复习生物,18,分裂间期,整个生长、发育过程,细胞核,细胞核,核糖体,含ATGC的四种脱氧核苷酸,含AUGC的四种核糖核苷酸,氨基酸,DNA,RNA,蛋白质,子细胞,进入细胞质,细胞的结构和功能物质,DNA的两条链,DNA的一条链,mRNA,复制、转录、翻译的比较,高考总复习生物,19,小结,DNA指导蛋白质的合成过程包括,转录：,翻译：,在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模版合成RNA。,在细胞质的核糖体上，以mRNA为模版，以tRNA为运载工具，将细胞质中游离的氨基酸合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。,高考总复习生物,20,三、基因对性状的控制,DNA,RNA,蛋白质,中心法则,（性状）,高考总复习生物,21,资料分析,阅读教材69页“资料分析”，讨论下列问题。,1.你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？,2.作为生物学的核心内容之一，中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律。根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改？如果需要，应该如何修改？（在修改的过程中，建议用实线表示无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论）。,没有。实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。,高考总复习生物,22,阅读教材6970页的“基因、蛋白质与性状的关系”回答下列问题：,1.孟德尔杂交实验中的皱粒豌豆的原因是什么？,在外来DNA的影响下，淀粉分支酶不能合成，使细胞内淀粉含量下降，蔗糖含量升高，而淀粉的吸水力大于蔗糖，从而在豌豆成熟时，这种皱粒豌豆因较多的失水而皱缩。,高考总复习生物,23,2.人类白化病的原因是什么？,由于基因突变而不能合成酪氨酸酶，使皮肤、毛发等处不能将酪氨酸转变为黑色素，从而表现出白化症状。,基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。,高考总复习生物,24,3.囊性纤维病的病因,CFTR基因缺失3个碱基,CFTR蛋白结构异常，导致功能异常,患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染,基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,高考总复习生物,25,四、基因、蛋白质与性状的关系,基因,酶或激素,细胞代谢,性状,控制,结构蛋白,细胞结构,蛋白质,高考总复习生物,26,生物的性状有由一对基因控制的，也有由多对基因控制的，同时还受环境因素的影响。,思考,人的胰岛细胞能分泌胰岛素，而不能分泌胃蛋白酶；相反的，胃腺细胞能分泌胃蛋白酶，而不能分泌胰岛素。那么，这两种细胞的基因是否相同，其原因是？,相同，它们都是由一个受精卵通过有丝分裂而形成的。它们的功能不同，是因为其基因的表达不同。,高考总复习生物,27,基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。,翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。,技能训练：,1.请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。,阅读教材71页“技能训练”，回答问题,2.这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？,高考总复习生物,28,高考总复习生物,1、染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、性状之间的关系2、复制、转录、翻译的比较3、遗传信息的传递与表达的区别以及与基因工程的综合,29,高考总复习生物,30,高考总复习生物,基因指导蛋白质的合成,下列关于基因的说法，错误的是（）A基因是有遗传效应的DNA片段B基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息C基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位D基因是染色体的一段【解析】考查基因的概念。基因是有遗传效应的DNA片段，主要存在于染色体上(呈线性排列)，是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位，基因中的脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序就代表遗传信息。而染色体上除含有DNA外，还含有蛋白质，因此基因是染色体上的一段是错误的。蛋白质不是遗传物质。【答案】D,31,核酸的种类及其相关知识,高考总复习生物,下列A、B、C分别表示与某三肽化合物的合成有直接或间接关系的核酸分子：ATACCCAAAGATGGCTTTCBUACCGAAAGCAUGGCUUUC（1）控制合成三肽化合物的基因是，合成三肽化合物的密码子位于，在合成三肽化合物时，运载氨基酸的工具是。（2）A与B的关系是。（3）B与C的关系是。,32,【答案】（1）ABC（2）B是以A的一条链为模板，经转录而形成的（3）B与C的碱基呈互补关系【解析】与此题相关的是基因控制蛋白质合成。A是双链结构，并含有碱基T，因此判断为控制合成三肽化合物的基因。B是单链结构含有碱基U，且B的碱基与基因中的一条链碱基呈互补关系，因此B为合成三肽化合物的模板信使RNA。C是单链结构，含碱基U，其碱基与信使RNA的碱基呈互补关系，且每三个碱基为一个区段，所以是三个转移RNA。【点评】不清楚DNA与转移RNA、信使RNA的不同而做错。,高考总复习生物,33,高考总复习生物,考查基因对性状的控制,中心法则包括下列遗传信息的转变过程，其中揭示生物遗传实质的是（）A.从DNADNA的复制过程B.从DNARNA的转录过程C.从RNA蛋白质的翻译过程D.从RNADNA的逆转录过程,A,34,高考总复习生物,课堂练习,1.右图所示转录过程，此图中涉及的碱基和核苷酸的种类分别是（）A.6和2B.8和2C.5和6D.5和8,CTCA,GAGU,2.一个tRNA一端的三个碱基为CGA，它运载的氨基酸是（）A.精氨酸（密码CGA）B.丙氨酸（密码GCU）C.酪氨酸（密码UAU）D.谷氨酸（密码GAG）,C,B,35,3.将鲤鱼的生长激素基因转到鲫鱼细胞核中，这种转基因鲫鱼生长速度超常，经济效益可观，这说明（）A.转基因动物对人类都是有益的B.激素不具备酶所具有的专一性C.鲤鱼和鲫鱼共用一套相同的遗传密码，这一过程遵循DNARNA蛋白质的信息流动过程D.鲤鱼和鲫鱼都具有相同的基因，控制相同的遗传性状,C,高考总复习生物,36,4.从单尾鳍鲤鱼的成熟的卵细胞中提取一种RNA注入到双尾鳍金鱼的受精卵中，结果幼小金鱼中有一些出现单尾鳍性状。这种RNA之所以对性状遗传有明显作用，是因为（）A.它是鱼类的主要遗传物质B.它以密码子形式携带特定的遗传信息C.它是蛋白质合成的运载工具D.它是核糖体的基本组成成分,B,5.据测定，胰腺细胞中原酶颗粒可达胰腺细胞自身蛋白质总量的40%，由此可以推测胰腺细胞中下列那种物质的数量比一般细胞多（）A.mRNAB.DNAC.基因D.染色体,A,高考总复习生物,37,6.已知一个含有两条肽链的蛋白质分子具有198个肽键，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，则转录成该mRNA的DNA分子中，至少应有C和T（）A.200个B.400个C.600个D.800个,C,转录,U,尿嘧啶核糖核苷酸,61,299,高考总复习生物,38,8.1978年美国科学家利用转基因技术，将人的胰岛素基因连接到大肠杆菌DNA分子上，然后通过大肠杆菌的代谢，产生了人的胰岛素。据此回答（1）胰岛素的合成是在_中进行的，其直接决定氨基酸排列顺序的模板是由_转录形成的。（2）合成的胰岛素有51个氨基酸，分为两条肽链，那么决定它合成的基因中至少应有脱氧核苷酸_个。（3）不同生物之间基因的转移并表达成功，说明了生物体共用了一套_。,核糖体,人胰岛素基因,306,密码子,高考总复习生物,39,D,高考总复习生物,40,10.在蛋白质合成过程中，mRNA能行使直接模板功能的结构基础是（）A.以DNA信息链为模版转录而成B.转录遵循碱基互补配对原则C.以三联体密码形式携带遗传信息D.进入细胞质后同核糖体向结合,C,高考总复习生物,41,11.遗传信息、遗传密码、密码子、反密码子、遗传的基本单位（）mRNA上核苷酸的排列顺序基因中脱氧核苷酸的排列顺序DNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基tRNA上一端的三个碱基有遗传效应的DNA片段A.B.C.D.,B,高考总复习生物,42,12.已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。请回答：,（1）根据所学内容，这三种类型的病毒分别属于甲_、乙_、丙_。,噬菌体,RNA肿瘤病毒,RNA致癌病毒,高考总复习生物,43,（2）图中哪个标号所示的过程是对“中心法则”的补充_。（3）图中1、8表示遗传信息的_；图中2、5、9表示遗传信息的_；图中3、10表示遗传信息的_。图中7表示遗传信