202X年高中生物第四章遗传的分子基础4.3基因控制蛋白质的合成课件苏教版必修2

1、第一节第一节减数分裂减数分裂一二三一、从基因到蛋白质1.基因是具有遗传效应的DNA片段基因是DNA分子上具有遗传效应的片段;基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。2.转录一二三3.翻译翻译(1)密码子密码子:遗传学上遗传学上,把把mRNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基个相邻的碱基,叫做一个遗传密码子。叫做一个遗传密码子。(2)通过密码子表了解通过密码子表了解:所有生物共用一套密码子所有生物共用一套密码子;每种氨基酸可对每种氨基酸可对应一种或多种密码子应一种或多种密码子,而每种密码子只决定一种氨基酸而每种密码子只决定一种氨基酸;共有共有64种种密码子密码子,决定氨基酸

2、的为决定氨基酸的为61种种;另外另外3种是终止密码子种是终止密码子(UAA、UAG、UGA),不编码任何氨基酸。不编码任何氨基酸。(3)翻译的概念翻译的概念:在细胞中在细胞中,游离在细胞质中的各种氨基酸游离在细胞质中的各种氨基酸,以以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。场所场所:细胞中的核糖体。核糖体是一种无膜包被的颗粒状构造细胞中的核糖体。核糖体是一种无膜包被的颗粒状构造,其功能是按照其功能是按照mRNA的指令高效而准确地合成肽链。的指令高效而准确地合成肽链。条件条件:模板模板(mRNA)、原料、原料(氨基酸氨基酸)

3、、tRNA、ATP、酶。、酶。一二三过程:分为起始、延伸和终止三个阶段。a.起始阶段:mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上,tRNA一端携带氨基酸,另一端是与密码子相对应的反密码子, tRNA上的反密码子与起始密码子相互识别并配对。b.延伸阶段:按照同样的方式,通过反密码子与密码子的相互识别与配对,tRNA携带的氨基酸与前一个tRNA携带的氨基酸通过肽键形成肽链,前一个tRNA离开核糖体,这样,随着核糖体在mRNA上的移动,肽链不断合成并延长。c.终止阶段:当tRNA上的反密码子识别终止密码子后,肽链的合成终止,肽链被释放。一二三自主思考在翻译过程中,tRNA发挥的作用是什么?翻译过程

4、是怎样终止的?提示:tRNA发挥的作用是搬运氨基酸到核糖体上,并且通过反密码子识别mRNA上的密码子。核糖体读到mRNA上的终止密码子时翻译终止。一二三二、基因对性状的控制1.基因的主要功能是通过转录和翻译过程,把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质,从而决定生物体的性状。2.信息流:在遗传学上指遗传信息的传递,其方向可以用克里克提出的中心法那么表示。3.基因通过控制蛋白质的构造直接控制生物体的性状;还可通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程,进而控制生物体的性状。一二三三、人类基因组方案1.在遗传学上,一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA(局部病毒是RNA)中的全

5、部遗传信息。人类基因组的DNA序列主要分布在细胞核中22条常染色体和X、Y两条性染色体上。2.人类基因组方案的内容包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的绘制,其中的主要任务是DNA测序。3.我国科学工作者也在加强人类基因组的后续研究与开发,主要是开展与重大疾病、重要生理功能相关的基因和蛋白质以及重要病原菌功能基因组的研究与开发。探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四遗传信息的表达遗传信息的表达问题导引问题导引生命现象丰富多彩生命现象丰富多彩,是什么物质直接表达生命现象是什么物质直接表达生命现象?又是由什么物又是由什么物质来决定这些生命现象的表达质来决定这些生命现象的表达?提示

6、提示: 蛋白质是一切生命现象的承担者和表达者。蛋白质的合成蛋白质是一切生命现象的承担者和表达者。蛋白质的合成是由遗传物质控制的。是由遗传物质控制的。探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四名师精讲遗传信息的表达1.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四(1)遗传效应是指对蛋白质的合成有直接或间接影响的能力,从而能够控制某性状的发育和遗传。(2)细胞核中的染色体上有基因,而细胞质中的线粒体和叶绿体中也有基因存在,也能控制生物性状。(3)基因并不是DNA上的任一片段,只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。(4)每个DNA上有多个基因,

7、一个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。(5)基因中包含着遗传信息,基因中的遗传信息是由基因中脱氧核苷酸的排列顺序决定的。探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四2.复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较 探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四典例剖析【例题1】 以下有关真核细胞DNA复制和转录这两个过程的表达,错误的选项是()A.两个过程都可在细胞核中发生B.两个过程都有酶参与反响C.两个过程都以脱氧核糖核苷酸为原料D.两

8、个过程都以DNA为模板解析:DNA复制以脱氧核苷酸为原料,而转录以核糖核苷酸为原料。DNA复制以DNA两条链为模板,转录以DNA的一条链为模板。答案:C探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四变式训练变式训练1以下图表示人体胰岛细胞中发生的某一生理过程以下图表示人体胰岛细胞中发生的某一生理过程,以以下表达正确的选项是下表达正确的选项是()A.该过程是翻译该过程是翻译,所需的原料是核苷酸所需的原料是核苷酸B.该过程合成的产物一定是酶或激素该过程合成的产物一定是酶或激素C.有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应D.该过程中有水产生该过程中有水产生

9、探究点一探究点二易错点排查当堂检测探究点三探究点四解析:图示为翻译过程,所需的原料为氨基酸;翻译合成的产物是蛋白质,但不一定是酶或激素;在64种密码子中有3种终止密码子,不编码任何氨基酸,没有反密码子与之对应;翻译过程的实质是氨基酸在核糖体上发生的脱水缩合。答案:D探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测遗传信息、密码子和反密码子的关系遗传信息、密码子和反密码子的关系问题导引密码子与反密码子关系如何?它们分别在什么位置?提示: 密码子与反密码子互补配对。密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测名师精讲1.遗传信息、密码子、反密码

10、子的区别与联系探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测2.图示DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测典例剖析【例题2】 基因、遗传信息和密码子分别是指()信使RNA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3个相邻的碱基信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 转运RNA上一端的3个碱基有遗传效应的DNA片段A.B.C.D.解析:基因是有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称为密码子。答案

11、:B探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测变式训练变式训练2假设一个亮氨酸的密码子假设一个亮氨酸的密码子CUU变成变成CUC、CUA或或CUG,只改变最后一个碱基只改变最后一个碱基,但密码子所决定的氨基酸仍然是亮氨但密码子所决定的氨基酸仍然是亮氨酸酸,这说明这说明()A.一个氨基酸可能有多个密码子一个氨基酸可能有多个密码子B.一个密码子决定多个氨基酸一个密码子决定多个氨基酸,一种氨基酸只有一个密码子一种氨基酸只有一个密码子C.密码子与氨基酸一一对应密码子与氨基酸一一对应D.密码子与氨基酸的数量对应关系不定密码子与氨基酸的数量对应关系不定答案答案:A探究点一探究点二易错点排查探究点三

12、探究点四当堂检测基因对性状的控制基因对性状的控制问题导引问题导引同一株水毛茛同一株水毛茛,裸露在空气中的叶呈扁平状裸露在空气中的叶呈扁平状,浸在水中的叶却呈丝浸在水中的叶却呈丝状状,这说明什么这说明什么?提示提示: 该现象说明表现型是基因型和外界环境共同作用的结果。该现象说明表现型是基因型和外界环境共同作用的结果。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测名师精讲1.基因是控制生物性状的遗传物质的构造和功能单位(1)绝大多数生物的遗传物质是DNA。(2)基因是DNA上具有遗传效应的片段,是决定生物性状的根本单位。(3)基因的三个根本功能贮存遗传信息:特定的碱基序列代表遗传信息。传递遗传

13、信息:通过DNA的复制,在生物的繁衍过程中把亲代的遗传信息传递给子代。表达遗传信息:通过转录和翻译过程,在生物的个体发育中使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子构造上,从而使后代表现出与亲代相似的性状。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测2.遗传信息传递的途径遗传信息传递的途径(即中心法那么及其开展即中心法那么及其开展)注意:中心法那么的“中心是DNA,而不是RNA。逆转录必须在逆转录酶的作用下才能进展。RNA的复制和逆转录过程,只有极少数的生物能够进展,绝大多数生物不能完成这样的信息传递。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测3.基因对性状的控制(1)基因对性状的控

14、制是通过控制蛋白质的合成实现的。(2)生物体的一种性状,有时由一个基因决定,有时受多个基因的影响;单个基因也会影响同一生物体的多种性状。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测(3)生物的性状还受到环境的影响,生物的性状是基因型和环境条件共同作用的结果。 (4)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,精细地调控着生物体的性状。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测典例剖析【例题3】 以下图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知()A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个体细胞中B.图中过程需RNA聚合酶的催化,过程需tRNA的协助C.过程的结

15、果存在差异的根本原因是血红蛋白构造的不同D.过程说明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测解析:同一个体的体细胞内所含基因都一样,因为都是由受精卵经有丝分裂产生的;过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息不同,直接原因是血红蛋白构造不同;过程说明基因能通过控制酶的合成控制生物的代谢,进而控制生物体的性状,但不能说明控制的是所有性状。答案:B探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测变式训练变式训练3着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因于起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏损伤。深入研究发

16、现患者体内缺乏DNA修复酶修复酶,DNA损伤后损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因不能修补从而引起突变。这说明一些基因()A.是通过控制酶的合成是通过控制酶的合成,进而直接控制生物性状进而直接控制生物性状B.是通过控制蛋白质分子构造是通过控制蛋白质分子构造,进而直接控制生物性状进而直接控制生物性状C.是通过控制酶的合成是通过控制酶的合成,控制代谢过程进而控制生物的性状控制代谢过程进而控制生物的性状D.可以直接控制生物性状可以直接控制生物性状,发生突变后生物的性状随之改变发生突变后生物的性状随之改变解析解析:着色性干皮症是由于患者体内缺乏着色性干皮症是由于患者体内缺乏DNA修复酶而引起的修

17、复酶而引起的遗传性疾病遗传性疾病,这说明一些基因通过控制酶的合成这说明一些基因通过控制酶的合成,控制代谢过程进控制代谢过程进而控制生物的性状。而控制生物的性状。答案答案:C探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测基因指导蛋白质合成过程中的数量关系基因指导蛋白质合成过程中的数量关系问题导引基因的碱基数目与其转录成的mRNA的碱基数目的比例是多少?提示: 2 1。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测名师精讲1.转录形成的RNA分子的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2.翻译时,形成的多肽链数=氨基酸个数-肽键数。3.蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA 碱基数目

18、=1/6 DNA碱基数目。 4.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倍要多一些。5.通常基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍要多一些。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测典例剖析【例题4】 一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。那么其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()A.m、m/3-1B.m、m/3-2C.2(m-n)、m/3-1D.2(m-n)、m/3-2解析:mRNA上有m个碱基,其中G+C=n,那么mRNA 中A+U=

19、m-n,那么作为其模板链的DNA单链上A+T=m-n,DNA双链中A+T=2(m-n),因为mRNA有m个碱基,那么其控制的蛋白质中氨基酸的数目最多为m/3,又知蛋白质有两条肽链,那么合成蛋白质时脱去的H2O的数目为m/3-2。答案:D探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测典型方法DNA碱基数 mRNA碱基数 tRNA数 密码子数 氨基酸数=6 3 1 1 1;DNA中1/2(A+T)=A1+T1=A2+T2=RNA中A+U。探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测判断正误(正确的画“,错误的画“)。1.基因是DNA分子上任一片段。()提示: 基因是DNA分子上有遗传效应

20、的片段。2.真核生物的基因仅位于染色体上。()提示:3.遗传信息的表达是通过基因控制蛋白质或酶的合成来实现的。()提示:4.细胞核内的基因所携带的遗传信息传递到细胞质中必须以RNA作为媒介。()提示:5.生物体的基因组成是性状表现必须具备的内在因素。()提示:探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测6.生物体的一个性状有时可受多个基因的影响生物体的一个性状有时可受多个基因的影响,但一个基因只能但一个基因只能影响一个性状。影响一个性状。()提示提示:一个基因也可能影响多个性状。一个基因也可能影响多个性状。7.转录除了在细胞核中发生以外转录除了在细胞核中发生以外,线粒体和叶绿体中也可以进

21、展。线粒体和叶绿体中也可以进展。()提示提示:8.DNA解旋后每一条链都可以作为转录的模板。解旋后每一条链都可以作为转录的模板。 ()提示提示:与与DNA的复制不同的复制不同,转录的模板是转录的模板是DNA的一条链的一条链,另一另一条链不作为转录的模板。条链不作为转录的模板。9.中心法那么表示的是遗传信息的流动过程。中心法那么表示的是遗传信息的流动过程。()提示提示:10.遗传信息只能从遗传信息只能从DNA流向流向RNA,进而流向蛋白质。进而流向蛋白质。()提示提示: 在克里克提出的中心法那么中在克里克提出的中心法那么中,遗传信息只能从遗传信息只能从DNA流向流向RNA,进而流向蛋白质。随着科

22、学的开展进而流向蛋白质。随着科学的开展,中心法那么不断得中心法那么不断得到完善到完善,遗传信息流动的过程更多遗传信息流动的过程更多,例如例如RNA的自我复制、逆转录的自我复制、逆转录等。等。 探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测1.以下关于遗传信息传递的表达以下关于遗传信息传递的表达,错误的选项是错误的选项是()A.遗传信息的传递遵循中心法那么遗传信息的传递遵循中心法那么中的遗传信息可通过转录传递给中的遗传信息可通过转录传递给mRNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序病毒的遗传信息的传递不遵循中心法那么病毒的遗传信息的传递不遵循中心法那么解析解析:中心法那么的内容包括了中心法那么的内容包括了RNA的复制和表达的复制和表达,也就是说明也就是说明RNA病毒遗传信息的传递也遵循中心法那么。病毒遗传信息的传递也遵循中心法那么。答案答案:D探究点一探究点二易错点排查探究点三探究点四当堂检测2.以下关于蛋白质生物合成的表达以下关于蛋白质生物合成的表达,正确的选项是正确的选项是()A.一种一种tRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸聚合酶是在细胞核内合成的聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于反密码子是位于mRNA上相邻的上相邻的3