新人教版必修2基因指导蛋白质的合成课件(共64张)

1、第1节基因指导蛋白质的合成目标素养1.明确DNA与RNA的主要区别;通过转录和翻译的传递过程,从存在位置、作用等方面,探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系2.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实,阐明生物界的统一性,认同现存生物可能有着共同的起源3.通过分析、归纳概括中心法则的内容,阐明生命活动不仅需要物质和能量,也需要信息,生命是物质、能量和信息的统一体知识概览一、遗传信息的转录1.RNA的组成及分类(1)基本单位:核糖核苷酸。(2)组成成分。(3)结构:一般是单链,而且比DNA短。(4)mRNA、tRNA、rRNA的比较。2.遗传信息的转录(1)概念。RNA是在细胞核中,通

2、过RNA聚合酶以 DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。(2)过程。 (3)结果:产生了mRNA、tRNA、rRNA等。 (1)转录时,需要解旋吗?需要解旋酶吗?为什么?提示:需要解旋,因为DNA双链只有解开螺旋才能为转录提供模板;不需要解旋酶,因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。(2)遗传信息的传递方向是怎样的?提示:DNARNA。二、遗传信息的翻译1.翻译的概念理解2.密码子与反密码子(1)属于密码子的是(填序号),位于mRNA(填名称)上,其实质是决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。(2)属于反密码子的是(填序号),位于tRNA(填名称)上,其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相

3、邻的碱基。(3)密码子有64种,在真核生物中,正常情况下反密码子有61种。3.翻译的过程 翻译时,蛋白质的合成通常从mRNA的哪里开始?到哪里结束?提示:从起始密码子开始,到终止密码子结束。三、中心法则1.提出者:克里克。2.内容(1)DNA的复制:遗传信息从DNA流向DNA。(2)转录:遗传信息从DNA流向RNA。(3)翻译:遗传信息从RNA流向蛋白质。3.发展及补充 4.完善后的中心法则 (1)DNA、RNA是信息的载体。(2)蛋白质是信息的表达产物。(3)ATP为信息的流动提供能量,即生命是物质、能量和信息的统一体。一 基因的表达重难归纳1.DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判

4、定:若核酸分子中含核糖,一定为RNA;含脱氧核糖,一定为DNA。(2)根据碱基判定: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AT、GC或嘌呤嘧啶,则为单链DNA;若A=T,G=C,A+G=T+C,则一般认为是双链DNA。2.转录和翻译的比较 3.遗传信息、密码子、反密码子的比较(1)密码子表的两点说明。在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中,GUG也可以作起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。(2)密码子的两个特点。简并:绝大多数氨基酸都有几个密码子的现象。通用性:地球上几乎所有的生物体都共用同一套密码子。1

5、.回答下列关于转录过程的问题。(1)下图是一小段DNA片段,甲链是模板链,请写出其转录生成的RNA的碱基序列,并分析转录时,RNA子链的延伸方向如何?与RNA聚合酶的移动方向一致吗?提示: ;方向为5-端到3-端;一致。 (2)RNA聚合酶参与什么过程?具体的作用是什么?提示:RNA聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与基因上的RNA聚合酶结合位点结合,启动转录,并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的mRNA片段上,同时还有解旋功能。(3)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合,最终这两条核苷酸链的去向如何?提示:mRNA释放出去之后,模板链与非模板链恢复双螺旋结构。mRNA进入细胞质进行翻译过

6、程。2.下图甲、乙是翻译过程的示意图,据图分析下列问题。(1)图甲中、分别是哪种分子或结构?提示:、分别是tRNA、核糖体、肽链。(2)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?提示:分别是mRNA、核糖体。核糖体移动的方向是从右向左,从mRNA的5-端向3-端方向移动。(3)最终合成的肽链的氨基酸序列相同吗?为什么?提示:相同。因为它们的模板是同一条mRNA。典例剖析1.下图是真核生物mRNA合成过程示意图。据图分析,下列说法正确的是()A.R表示的节段正处于解旋状态,形成这种状态需要解旋酶B.图中是以4种脱氧核苷酸为原料合成的C.如果图中表示酶分子,则它的名称是RNA聚合酶D.

7、图中合成后,在细胞核中与核糖体结合并控制蛋白质的合成答案:C解析:R表示的节段正处于解旋状态,形成这种状态不需要解旋酶,只需要RNA聚合酶,A项错误。图中是mRNA,是以4种核糖核苷酸为原料合成的,合成后从细胞核出来,与核糖体结合并控制蛋白质的合成,B、D两项错误。2.下图为细胞中合成蛋白质的过程,下列说法正确的是()A.该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同B.f在a上的移动方向是从左到右C.a的合成与核仁有关,且图中4个核糖体在a上的结合位点相同D.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质答案:D解析:本题借助图示考查翻译过程,该过程以a(mRNA)为模板,最终合

8、成的b、c、d、e在结构上是相同的,A项错误。因为b为合成过程中最长的肽链,说明f在a上的移动方向是从右到左,B项错误。a为mRNA,其合成与核仁无关,rRNA的合成与核仁有关,C项错误。从题图中可看出1个mRNA分子上结合多个核糖体,同时合成多条肽链,D项正确。 1.基因表达过程图的分析方法(1)分析此类问题要分清mRNA链和肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA,而在同1条mRNA链上结合的多个核糖体,可同时合成若干条肽链。(2)用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程。2.基因表达过程应该注意的几点(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA等,但

9、只有mRNA携带遗传信息。这3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(2)转录和翻译过程中的碱基配对不是AT,而是AU。(3)并不是所有的密码子都决定氨基酸,如终止密码子UAA和UAG。(4)真核细胞的核基因表达过程中,转录在细胞核中进行,转录形成的mRNA要通过核孔进入细胞质中与核糖体结合,转录和翻译在时间和空间上均不同,表现为先转录后翻译。(5)原核细胞的基因表达过程中,由于没有核膜的阻挡,转录和翻译可以同时进行,表现为边转录边翻译。(6)翻译能精确进行的2种原因。(7)翻译能高效进行的原因。1个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条相同肽链的合成。学以致用下图是某种分泌蛋白的

10、合成过程示意图,下列相关叙述正确的是()A.此过程有水生成,主要发生在细胞核中B.上面所有的碱基都可以和上相应的碱基配对C.上通常可以相继结合多个D.形成后即进入高尔基体加工,然后分泌出细胞答案:C解析:题图表示翻译过程,发生在细胞质中。(mRNA)上的终止密码子没有反密码子对应。1个(mRNA)上可以同时结合多个核糖体,能明显提高翻译速率。(肽链)的第一加工场所是内质网,然后进入高尔基体内再加工。二 中心法则重难归纳1.不同生物中心法则的体现2.解决中心法则问题的技巧(1)从模板分析。如果模板是DNA,生理过程可能是DNA复制或转录。如果模板是RNA,生理过程可能是翻译、RNA复制或逆转录。

11、(2)从原料分析。如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是DNA。如果原料为核糖核苷酸,产物一定是RNA。如果原料为氨基酸,产物一定是蛋白质。(3)从生物种类分析。如果是细胞生物,能进行DNA复制、转录和翻译过程。如果是RNA病毒,分两种情况。a.RNA自我复制和翻译。b.逆转录、DNA复制、转录和翻译。1.下图为生物遗传信息的流动过程,请针对下图回答下列问题。(1)细胞分裂前的间期发生了上述哪些过程?细胞分裂期发生了哪些过程?提示:a、b、c;c。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的是哪个过程?能进行AU、GC配对的过程有哪些?提示:c;b、c、e、d。(3)健康的人体内不会发生上述哪些过程?提示:

12、d和e。2.下图4支试管中分别模拟中心法则中的某个过程。请回答下列问题。(1)4支试管分别模拟中心法则中的哪个过程?提示:a模拟DNA的复制;b模拟转录;c模拟RNA的复制;d模拟逆转录。(2)4支试管模拟的过程分别需要什么酶?提示:a需要解旋酶和DNA聚合酶;b需要RNA聚合酶;c需要RNA聚合酶;d需要逆转录酶。典例剖析下图表示某种生理过程,下列与此图相关的叙述,错误的是()A.图中的“能量”直接来源于ATP水解B.若X、Y均表示DNA,则图中的“酶”为DNA聚合酶和解旋酶C.若X是RNA,则Y只能是蛋白质,图中“原料”为氨基酸D.若X是DNA,Y是RNA,则此过程要以X为模板,“酶”是R

13、NA聚合酶答案:C解析:ATP是生命活动的直接能源物质,图中的“能量”直接来源于ATP水解,A项正确。若X、Y均表示DNA,则该过程为DNA的复制过程,图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶,B项正确。若X是RNA,则Y可能是蛋白质、RNA或DNA,该过程为翻译、RNA的复制或逆转录过程,C项错误。若X是DNA,Y是RNA,则此过程是转录过程,要以DNA为模板,酶是RNA聚合酶,D项正确。学以致用1.下图表示生物界的中心法则,下列有关叙述正确的是()A.健康的人体内可以发生图中所有过程B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生的过程C.过程需要逆转录酶的参与D.该图揭示了遗传信息传递的一般规律答案:D解析:分

14、析题图可知,健康的人体内可以发生图中DNA复制、转录和翻译过程,A项错误。烟草花叶病毒是RNA病毒,侵入宿主细胞后发生RNA复制和翻译过程,B项错误。过程需要逆转录酶的参与,C项错误。2.在其他条件具备的情况下,在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。下列叙述正确的是()A.若X是DNA,Y是RNA,则Z可能是逆转录酶B.若X是DNA,Y是mRNA,则Z可能是脱氧核苷酸C.若X是RNA,Y是DNA,则Z可能是RNA聚合酶D.若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,则Z可能是氨基酸答案:D解析:若X是DNA,Y是RNA,则Z可能是RNA聚合酶。若X是DNA,Y是mRNA,则Z可能是核糖

15、核苷酸。若X是RNA,Y是DNA,则Z可能是逆转录酶。若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,即蛋白质,则Z可能是氨基酸。1.(2020天津卷)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是()A.DNAB.mRNAC.tRNAD.rRNA答案:C解析:基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,DNA是转录的模板,控制蛋白质的合成,不能转运氨基酸,A项错误。mRNA是翻译的模板,B项错误。在翻译过程中,tRNA识别并转运氨基酸,C项正确。rRNA是组成核糖体的成分,D项错误。2.下列

16、关于下图的叙述,错误的是()A.表示DNA复制过程B.表示转录过程C.共有5种碱基D.共有8种核苷酸答案:A解析:题图所示为转录过程,A项错误,B项正确。因为DNA与RNA的基本单位不同,故相同碱基代表不同核苷酸,所以图示的核苷酸有8种,碱基有5种,C、D两项均正确。3.下列关于真核生物的转录过程的叙述,正确的是()A.转录以DNA的2条链为模板B.转录可发生在细胞核和细胞质中C.转录需要DNA聚合酶参与D.转录的产物与DNA的长度相等答案:B解析:转录以DNA的1条链为模板,A项错误。真核细胞的转录主要发生在细胞核中,但在线粒体和叶绿体中也可发生该过程,B项正确。转录过程需要的酶是RNA聚合

17、酶,C项错误。转录产生的mRNA是DNA上基因选择性表达的产物,因此其长度应小于DNA,D项错误。4.下列有关蛋白质合成的叙述,错误的是()A.终止密码子可以编码氨基酸B.每种tRNA只转运1种氨基酸C.tRNA的反密码子携带了决定氨基酸序列的遗传信息D.核糖体可在mRNA上移动答案:C解析:64种密码子中有3种是终止密码子,在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。每种tRNA只转运1种氨基酸,但1种氨基酸可被1种或多种tRNA转运。决定氨基酸序列的遗传信息通常在DNA分子上。5.克里克提出的中心法则是指()A.遗传信息的转录、翻译过程B.遗传信息的转录、翻译及表达过程C.DNA复

18、制及转录、翻译过程中的碱基互补配对原则D.遗传信息通过DNA复制、转录及翻译的传递过程答案:D解析:克里克提出的中心法则主要包括遗传信息从DNA传递到DNA的自我复制过程,以及从DNA传递到RNA进而传递到蛋白质的转录和翻译过程。6.下图表示某DNA片段遗传信息的传递过程,表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。据图回答下列问题。(可能用到的密码子:AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸)(1)完成遗传信息表达的是(填字母)过程,a过程所需要的酶有。(2)图中含有核糖的是(填数字);由指导合成的肽链中氨基酸的序列是。(3)该DNA片段第3次复制需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为个。(4)若在AUG后插入3个核苷酸,合成的肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列没有变化。由此证明。答案:(1)b、c解旋酶和DNA聚合酶(2)甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸(