【全程复习方略】2015年春高中生物 第三章 遗传的分子基础 第四节 遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成课件 浙科版必修2

第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成第四节遗传信息的表达——RNA和DNAmRNA细胞质mRNA蛋白质细胞核核糖体媒介？基因:在DNA上，含有遗传信息蛋白质:体现具体生命现象核孔？DNAmRNA细胞质mRNA蛋白质细胞核核糖体媒介？基因:在1．列举DNA的功能。2．比较DNA与RNA的异同。3．概述遗传信息的转录和翻译的过程。4．理解遗传密码和中心法则。1．列举DNA的功能。转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成RNA。DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基单双链分子大小脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖核苷酸核糖A、U、G、C单链很大比较小DNA和RNA的比较一、转录转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖体RNA(rRNA)（3）转运RNA(tRNA)传达DNA上的遗传信息，是合成蛋白质的直接模板组成核糖体的重要成分，是核糖体行使其功能所必需的把氨基酸运送到核糖体上，使之按照mRNA的信息指令连接起来形成蛋白质1.RNA的分类tRNAmRNArRNA（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖体RNA(rRNA)（DNA的平面结构图AG

TAC

AA

A

TTCATGTTTA模板链编码链2.转录的过程DNA的平面结构图AGTACAAATTCATGT以DNA的一条链为模板合成RNADNA游离的核苷酸AG

TAC

AA

A

TUUGGACUGCUGAU以DNA的一条链为模板合成RNADNA游离的核苷酸AGTAG

TAC

AA

A

TAGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶UAGTACAAATAGCUGACGGUUUDNAGCGACGGUU

组成RNA的核苷酸一个个连接起来AG

TAC

AA

A

TUUUAGCGACGGUU组成RNA的核苷酸一个个连接起来AGAG

TAC

AA

A

TGGCGGUUAUUAUC形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNAAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC形成AG

TAC

AA

A

TUCAUGUUUAmRNA细胞溶胶

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA细胞

转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质呢？转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那二、翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。转运RNA是氨基酸的载体核糖体是翻译的场所二、翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板合成UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸

核糖体mRNA与核糖体结合翻译的过程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖体mRNAUCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸tRNA与mRNA互补配对，并通过tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸tUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸缩合两个氨基酸分子缩合，形成肽键UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG异亮氨酸缩合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的碱基与mRNA上的碱基配对，前一个tRNA离开，再去转运新的氨基酸肽键UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG异亮氨酸核UCAUGAUUA

亮氨酸天冬氨酸

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质（图示中为三肽）UCAUGAUUA天冬氨酸以mRNA为模板形成了有一定图示为一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质，翻译的效率非常高。多肽的合成方式图示为一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽【警示钟】转录、翻译过程中的两点认识误区(1)不能认为原核生物的转录、翻译和真核生物的一样：真核生物的转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，两个过程不能同时进行；原核生物的转录和翻译是同时进行的。(2)不能认为真核生物转录的场所仅是细胞核，在细胞器中也存在转录的过程，如线粒体和叶绿体中。【警示钟】【例】(2012·安徽高考)图示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在()【例】(2012·安徽高考)图示细胞内某些重要物质的合成过程A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B.原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链C.原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D.真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译【思路点拨】解答本题的关键点：(1)看清图中细胞内同时发生转录和翻译过程。(2)明确真核、原核细胞转录和翻译的具体场所。A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条【解析】选C。从图示可看出，细胞内正在发生基因的转录、翻译过程，二者同时发生，应是原核细胞内基因的表达。真核细胞内基因的转录和翻译是两个独立的过程，在细胞核内完成转录，mRNA经核孔到达细胞质后在核糖体上进行翻译，转录和翻译二者的时间、空间均不相同。无论是真核细胞还是原核细胞中转录产生的mRNA均能结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。【解析】选C。从图示可看出，细胞内正在发生基因的转录、翻译过mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量氨基酸排列顺序氨基酸种类决定决定决定4种20种UUAGAUAUCmRNA密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，43=64密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基。三、遗传密码mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量氨基酸排mRNA上的遗传密码mRNA遗传密码的特性：1.有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。2.通用性：地球上几乎所有的生物都共用一套密码子。3.简并性：一种氨基酸有对应两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。遗传密码的特性：四、中心法则自然界生物遗传物质是DNA或RNA。DNA转录RNA翻译蛋白质包括细胞生物和以DNA为遗传物质的病毒。复制1.以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递四、中心法则自然界生物遗传物质是DNA或RNA。DNA转录RDNA逆转录RNA翻译蛋白质（2）如：鸟类劳氏肉瘤病毒、艾滋病病毒转录RNA复制2.以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递RNA翻译蛋白质（1）如：流感病毒、小儿麻痹症病毒、SARS病毒复制DNA逆转录RNA翻译蛋白质（2）如：鸟类劳氏肉瘤病毒、艾滋转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则；

RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的，并且只有寄生到寄主细胞中才能进行。复制复制转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质蕴涵着_____五、基因的完整概念1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。2.基因以一定的次序排列在染色体上。3.本质上，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。五、基因的完整概念1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当主要在细胞核模板：DNA的一条链原料：4种游离核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等场所条件产物mRNA细胞质（核糖体）模板：mRNA原料：20种氨基酸能量：ATP酶和tRNA场所条件产物蛋白质（多肽）转录翻译主要在细胞核模板：DNA的一条链场所条件产物mRNA细胞质（1.DNA分子复制、转录以及翻译所需的原料依次是

(

)A.脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸 B.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质C.核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸 D.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D1.DNA分子复制、转录以及翻译所需的原料依次是D2.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。tRNA上无密码子，不携带氨基酸序列的遗传信息。2.有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（）3.叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是()A.叶绿体的DNA能够转录B.叶绿体的DNA是遗传物质C.叶绿体内存在核糖体D.叶绿体功能不受细胞核调控【解析】选D。叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内合成，因此叶绿体的DNA能够转录和翻译，也是细胞质内的遗传物质。叶绿体功能受细胞核调控。3.叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下4.已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。某原核生物的一条信使RNA碱基排列顺序如下：A-U-U-C-G-A-U-G-A-C……(46个碱基)……C-U-C-U-A-G-A-U-C-U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（

）A.20个

B.18个C.16个

D.15个B4.已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终5.(2014·江苏高考)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图),下列相关叙述错误的是(

)A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C.通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病

B5.(2014·江苏高考)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV6.观察下列模式图，回答问题：6.观察下列模式图，回答问题：（1）图甲所示过程是____，主要场所是____，原料是____。链a与链b的关系是____。经甲过程遗传信息由____传递到了____。（2）图乙所示过程是____，发生在____（细胞器）中，①②③三个碱基称为一个____，⑦⑧⑨三个碱基称为一个____。该过程需要酶、____、____、____、核糖体、能量等条件。（3）图中碱基①、④、⑦分别表示________；若①、④、⑦分别表示核苷酸，依次表示_________。（1）图甲所示过程是____，主要场所是____，原料是__答案：（1）转录细胞核四种核糖核苷酸互补DNARNA（2）翻译核糖体密码子反密码子模板（或mRNA）原料（或20种氨基酸）转运工具（或tRNA)（3）尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤尿嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸答案：（1）转录细胞核四种核糖核苷酸不知道明天该做什么的人是不幸的。

不知道明天该做什么的人是不幸的。第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成第四节遗传信息的表达——RNA和DNAmRNA细胞质mRNA蛋白质细胞核核糖体媒介？基因:在DNA上，含有遗传信息蛋白质:体现具体生命现象核孔？DNAmRNA细胞质mRNA蛋白质细胞核核糖体媒介？基因:在1．列举DNA的功能。2．比较DNA与RNA的异同。3．概述遗传信息的转录和翻译的过程。4．理解遗传密码和中心法则。1．列举DNA的功能。转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成RNA。DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基单双链分子大小脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖核苷酸核糖A、U、G、C单链很大比较小DNA和RNA的比较一、转录转录：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，转录的结果是形成（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖体RNA(rRNA)（3）转运RNA(tRNA)传达DNA上的遗传信息，是合成蛋白质的直接模板组成核糖体的重要成分，是核糖体行使其功能所必需的把氨基酸运送到核糖体上，使之按照mRNA的信息指令连接起来形成蛋白质1.RNA的分类tRNAmRNArRNA（1）信使RNA(mRNA)（2）核糖体RNA(rRNA)（DNA的平面结构图AG

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TAC

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A

TAGCUGACGGUUU

DNA与RNA的碱基互补配对：A—U；T—A；C—G；G—CRNA聚合酶UAGTACAAATAGCUGACGGUUUDNAGCGACGGUU

组成RNA的核苷酸一个个连接起来AG

TAC

AA

A

TUUUAGCGACGGUU组成RNA的核苷酸一个个连接起来AGAG

TAC

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A

TGGCGGUUAUUAUC形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上RNADNAAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC形成AG

TAC

AA

A

TUCAUGUUUAmRNA细胞溶胶

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AGTACAAATUCAUGUUUAmRNA细胞

转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质呢？转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那二、翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。转运RNA是氨基酸的载体核糖体是翻译的场所二、翻译翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板合成UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸

核糖体mRNA与核糖体结合翻译的过程UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸核糖体mRNAUCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸tRNA与mRNA互补配对，并通过tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸tUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸缩合两个氨基酸分子缩合，形成肽键UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG异亮氨酸缩合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸核糖体随着mRNA滑动，另一个tRNA上的碱基与mRNA上的碱基配对，前一个tRNA离开，再去转运新的氨基酸肽键UCAUGAUUAAAUACU天冬氨酸AUG异亮氨酸核UCAUGAUUA

亮氨酸天冬氨酸

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质（图示中为三肽）UCAUGAUUA天冬氨酸以mRNA为模板形成了有一定图示为一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质，翻译的效率非常高。多肽的合成方式图示为一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽【警示钟】转录、翻译过程中的两点认识误区(1)不能认为原核生物的转录、翻译和真核生物的一样：真核生物的转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，两个过程不能同时进行；原核生物的转录和翻译是同时进行的。(2)不能认为真核生物转录的场所仅是细胞核，在细胞器中也存在转录的过程，如线粒体和叶绿体中。【警示钟】【例】(2012·安徽高考)图示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在()【例】(2012·安徽高考)图示细胞内某些重要物质的合成过程A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B.原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链C.原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D.真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译【思路点拨】解答本题的关键点：(1)看清图中细胞内同时发生转录和翻译过程。(2)明确真核、原核细胞转录和翻译的具体场所。A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条【解析】选C。从图示可看出，细胞内正在发生基因的转录、翻译过程，二者同时发生，应是原核细胞内基因的表达。真核细胞内基因的转录和翻译是两个独立的过程，在细胞核内完成转录，mRNA经核孔到达细胞质后在核糖体上进行翻译，转录和翻译二者的时间、空间均不相同。无论是真核细胞还是原核细胞中转录产生的mRNA均能结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。【解析】选C。从图示可看出，细胞内正在发生基因的转录、翻译过mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量氨基酸排列顺序氨基酸种类决定决定决定4种20种UUAGAUAUCmRNA密码子密码子密码子三个碱基决定一个氨基酸，43=64密码子：mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基。三、遗传密码mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量氨基酸排mRNA上的遗传密码mRNA遗传密码的特性：1.有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。2.通用性：地球上几乎所有的生物都共用一套密码子。3.简并性：一种氨基酸有对应两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。遗传密码的特性：四、中心法则自然界生物遗传物质是DNA或RNA。DNA转录RNA翻译蛋白质包括细胞生物和以DNA为遗传物质的病毒。复制1.以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递四、中心法则自然界生物遗传物质是DNA或RNA。DNA转录RDNA逆转录RNA翻译蛋白质（2）如：鸟类劳氏肉瘤病毒、艾滋病病毒转录RNA复制2.以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递RNA翻译蛋白质（1）如：流感病毒、小儿麻痹症病毒、SARS病毒复制DNA逆转录RNA翻译蛋白质（2）如：鸟类劳氏肉瘤病毒、艾滋转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则；

RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的，并且只有寄生到寄主细胞中才能进行。复制复制转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质蕴涵着_____五、基因的完整概念1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。2.基因以一定的次序排列在染色体上。3.本质上，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。五、基因的完整概念1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当主要在细胞核模板：DNA的一条链原料：4种游离核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等场所条件产物mRNA细胞质（核糖体）模板：mRNA原料：20种氨基酸能量：ATP酶和tRNA场所条件产物蛋白质（多肽）转录翻译主要在细胞核模板：DNA的一条链场所条件产物mRNA细胞质（1.DNA分子复制、转录以及翻译所需的原料依次是

(

)A.脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸 B.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质C.核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸 D.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D1.DNA分子复制、转录以及翻译所需的原料依次是D2.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。tRNA上无密码子，不携带氨基酸序列的遗传信息。2.有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（）3.叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是()A.叶绿体的DNA能够转录B.叶绿体的DNA是遗传物质C.叶绿体内存在核糖体D.叶绿体功能不受细胞核调控【解析】选D。叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内合成，因此叶绿体的