高中生物-第4章-第1节-基因指导蛋白质的合成课件-新人教版必修21

第4章理解教材(jiàocái)新知把握(bǎwò)热点考向知识点一知识点二考向一应用(yìngyòng)创新演练随堂基础巩固课时跟踪训练第1节考向二第一页，共55页。第4章理解把握(bǎwò)知识点一知识点二考向一应用(yìn第二页，共55页。第二页，共55页。第三页，共55页。第三页，共55页。1．RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。2．转录的主要场所(chǎnɡsuǒ)是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。3．翻译的场所(chǎnɡsuǒ)是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。第四页，共55页。1．RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运第四页，共54．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止(zhōngzhǐ)密码子不决定氨基酸。5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。6．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。第五页，共55页。4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子第五页，共55页第六页，共55页。第六页，共55页。[自读教材(jiàocái)·夯基础]1．RNA的组成和种类[判断(pànduàn)正误](1)DNA和RNA中都含有脱氧核糖。()(2)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T。()(3)RNA一般为单链结构。()×√√第七页，共55页。[自读教材(jiàocái)·夯基础]1．R2．RNA的种类(zhǒnglèi)[填空]遗传信息氨基酸氨基酸第八页，共55页。2．RNA的种类(zhǒnglèi)[填空]遗传信息氨基酸氨3．DNA的转录(zhuǎnlù)[填空](1)第九页，共55页。3．DNA的转录(zhuǎnlù)[填空](1)第九页，共(2)过程(guòchéng)：第十页，共55页。(2)过程(guòchéng)：第十页，共55页。1．现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行(jìnxíng)判断？提示：①根据五碳糖不同；②根据含氮碱基不同；③利用甲基绿吡罗红染液进行(jìnxíng)染色。第十一页，共55页。1．现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA2．下图是一小段DNA片段，①链是模板链，请写出其转录生成(shēnɡchénɡ)的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系？提示(tíshì)：(1)(2)生成的RNA的碱基序列与模板(múbǎn)链互补，与非模板(múbǎn)链碱基序列基本相同(除T和U外)。第十二页，共55页。2．下图是一小段DNA片段，①链是模板链，请[跟随(ɡēnsuí)名师·解疑难]1．三种(sānzhǒnɡ)RNA的比较mRNAtRNArRNA分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体结构第十三页，共55页。[跟随(ɡēnsuí)名师·解疑难]1．三种(sānzhmRNAtRNArRNA功能翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸的工具参与核糖体的组成联系①组成相同：4种核糖核苷酸②来源相同：都由转录产生③功能协同：都与翻译有关第十四页，共55页。mRNAtRNArRNA功能翻译时作模板翻译时作搬运参与核糖2.转录有关(yǒuguān)问题分析(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。(2)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。第十五页，共55页。2.转录有关(yǒuguān)问题分析第十五[特别提醒](1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。(2)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具有(jùyǒu)生物活性。第十六页，共55页。[特别提醒]第十六页，共55页。[自读教材(jiàocái)·夯基础]1．翻译的概念(gàiniàn)[填空]第十七页，共55页。[自读教材(jiàocái)·夯基础]1．翻译的概念(gài2．密码子与反密码子[填表]密码子反密码子位置

种类

种61种实质决定一个氨基酸的

与

发生碱基互补配对的3个相邻的碱基mRNAtRNA密码子643个相邻(xiānɡlín)的碱基第十八页，共55页。2．密码子与反密码子[填表]密码子反密码子位置种类3．过程(guòchéng)[填空]第十九页，共55页。3．过程(guòchéng)[填空]第十九页，共55页。1．若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸—谷氨酸—”，请写出指导该多肽合成的mRNA中相应碱基组成；若某一mRNA片段为“—AUGGAAGCA—”，请写出其编码(biānmǎ)的氨基酸序列。提示：(1)UUUUGGGAA或UUCUGGGAA或UUUUGGGAG或UUCUGGGAG。(2)—甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—。第二十页，共55页。1．若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸—2．若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变？为什么？提示：不一定。因为一种氨基酸可对应一种或多种密码子。3．一个mRNA可结合多个(duōɡè)核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？提示：每个核糖体合成一条完整的多肽链。第二十一页，共55页。2．若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变[跟随(ɡēnsuí)名师·解疑难]1．DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应(duìyìng)关系第二十二页，共55页。[跟随(ɡēnsuí)名师·解疑难]1．DNA上遗传信息、(1)密码子：mRNA上决定(juédìng)一个氨基酸的3个相邻碱基。第二十三页，共55页。(1)密码子：mRNA上决定(juédìng)一个氨基酸的3(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补(hùbǔ)配对的tRNA上的3个碱基。第二十四页，共55页。(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补2．DNA复制、转录和翻译(fānyì)的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的其中一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸能量都需要第二十五页，共55页。2．DNA复制、转录和翻译(fānyì)的比较复制转录翻译时复制转录翻译酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个子细胞或子代离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白第二十六页，共55页。复制转录翻译酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶复制转录翻译特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体

碱基配对A—T，T—A，C—G，G—CA—U，T—A，C—G，G—CA—U，U—A，C—G，G—C意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状第二十七页，共55页。复制转录翻译特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后[特别提醒](1)从核糖体上脱离下来的只是多肽链，再经折叠，加工成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。(2)密码子的特性：①简并性：a.当密码子中有一个(yīɡè)碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率。b.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保证翻译的速率。②通用性：说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。第二十八页，共55页。[特别提醒]第二十八页，共55页。第二十九页，共55页。第二十九页，共55页。[例1](2011·安徽高考)下面(xiàmian)的甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是()第三十页，共55页。[例1](2011·安徽高考)下面(xiàA．甲、乙所示过程通过半保留方式进行(jìnxíng)，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行(jìnxíng)，乙在细胞质基质中进行(jìnxíng)C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次第三十一页，共55页。A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行(jìn[思路(sīlù)点拨]第三十二页，共55页。[思路(sīlù)点拨]第三十二页，共55页。[精讲精析]图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录过程，乙的产物(chǎnwù)是单链的mRNA分子；甲、乙过程主要在细胞核中进行；甲、乙过程均需要解旋酶的参与；在一个细胞周期中，核中DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次。[答案]D第三十三页，共55页。[精讲精析]图甲表示DNA分子的复制过程，1．对于下列图解，正确(zhèngquè)的说法有()①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③共有5种碱基④共有8种核苷酸⑤共有5种核苷酸⑥A均代表同一种核苷酸 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤第三十四页，共55页。1．对于下列图解，正确(zhèngquè)的说法有解析：由图可知，此过程是遗传信息的转录过程，整个过程涉及5种碱基——A、T、G、C、U，但由于组成(zǔchénɡ)DNA链的是4种脱氧核苷酸，组成(zǔchénɡ)RNA链的是4种核糖核苷酸，因此图解中共有8种核苷酸。答案：C第三十五页，共55页。解析：由图可知，此过程是遗传信息的转录过程，整个过程涉及5种[例2]下图表示真核细胞内合成(héchéng)某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，①②③④表示相关过程。请据图回答下列问题：第三十六页，共55页。[例2]下图表示真核细胞内合成(héché(1)①过程的产物是DNA，则①过程发生在__________期，催化过程②的酶是______________。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别(fēnbié)是AUG、UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，该tRNA所携带的氨基酸是________。第三十七页，共55页。(1)①过程的产物是DNA，则①过程发生在_(3)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是________。④过程进行的场所有______________。(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是________________________________。从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说明____________________________________________。(5)如合成胰岛素，共含51个氨基酸，控制其合成的基因上至少(zhìshǎo)含有脱氧核苷酸________个。第三十八页，共55页。(3)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRN[思路(sīlù)点拨]第三十九页，共55页。[思路(sīlù)点拨]第三十九页，共55页。[精讲精析](1)据图分析可知：①过程指DNA的复制，在真核细胞中发生在有丝分裂(yǒusīfēnliè)的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程指转录过程，催化DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA上，据tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG，AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知：越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长，说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长，由此推第四十页，共55页。[精讲精析](1)据图分析可知：①过程指D出核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。④过程是对蛋白质加工和运输的过程，相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后，可以同时(tóngshí)合成多条相同的肽链，提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，说明在原核细胞中边转录边翻译，转录和翻译可同时(tóngshí)同地点进行。(5)信使RNA上每3个相邻碱基决定1个特定的氨基酸，据此，合成含51个氨基酸的蛋白质，基因上脱氧核苷酸数至少为306个。第四十一页，共55页。出核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。④过程是对蛋白质加工[答案(dáàn)](1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间RNA聚合酶(2)甲硫氨酸(3)由a→b内质网和高尔基体(4)短时间内能合成较多的蛋白质原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的(5)306第四十二页，共55页。[答案(dáàn)](1)有丝分裂的间期(1)转录、翻译(fānyì)过程中DNA(基因)碱基数：mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。图解如下：第四十三页，共55页。(1)转录、翻译(fānyì)过程中DNA((2)以上关系应理解为：每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下：①DNA中有的片段无遗传(yíchuán)效应，不能转录出mRNA。②在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。第四十四页，共55页。(2)以上关系应理解为：每合成1个氨基酸至少需2．一段原核生物的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(xūyào)的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数依次为()A．33、11、66 B．36、12、72C．12、36、24 D．11、36、72第四十五页，共55页。2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有第四十五页，解析：此多肽含有11个肽键，所以是由12个氨基酸脱水缩合(suōhé)而成的，推出mRNA上的密码子至少有12个，mRNA上的碱基数至少为12×3＝36(个)。决定氨基酸的密码子是12个，所以最多需要的tRNA也是12个。因为mRNA上的碱基至少有36个，所以转录它的基因中的碱基数至少为36×2＝72(个)。答案：B第四十六页，共55页。解析：此多肽含有11个肽键，所以是由12个氨基酸脱水缩合(s1．模拟(mónǐ)遗传密码的破译。2．探究影响基因表达的过程和因素。第四十七页，共55页。1．模拟(mónǐ)遗传密码的破译。第四十七页，共55页。典例剖析(pōuxī)抗生素是临床上治疗各种由细菌引起的疾病的特效药，能够有效地抑制细菌蛋白质的合成，而不影响人的蛋白质的合成。抗生素是通过(tōngguò)什么机制抑制细菌蛋白质的合成的呢？有人提出了如下两种假设：①抗生素能抑制细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程。②抗生素能抑制细菌体内的翻译过程，而不影响人体内的翻译过程。请你设计实验，探究抗生素抑制细菌蛋白质合成的原因。(假设抗生素不影响人体的任何生理功能)第四十八页，共55页。典例剖析(pōuxī)抗生素是临床上治疗各种(1)实验设计(shèjì)的思路：①先设计(shèjì)两组实验(甲、乙两组)，体外模拟细菌________的过程，甲组加适量________，乙组加等量蒸馏水，检测两组实验中________的生成量。通过这两组实验探究是否为第一种假设。②再设计(shèjì)两组实验(丙、丁两组)，体外模拟细菌________的过程，丙组加适量________，丁组加等量蒸馏水，检测两组实验中________的生成量，以此来探究是否为第二种假设。第四十九页，共55页。(1)实验设计(shèjì)的思路：第四十九(2)实验结果及结论：①若甲组________生成量明显少于乙组，丙、丁两组蛋白质生成量相似(xiānɡsì)，则说明抗生素是通过抑制________来抑制细菌蛋白质合成的；②若甲、乙两组RNA生成量相似(xiānɡsì)，丙组________生成量明显少于丁组，则说明抗生素是通过抑制________来抑制细菌蛋白质合成的；③若甲组RNA生成量明显少于乙组，丙组蛋白质生成量明显少于丁组，则说明抗生素是通过抑制_________________来抑制细菌蛋白质合成的。第五十页，共55页。