必修二4-1基因指导蛋白质的合成和对性状的控制.ppt

1、自主梳理 一遗传信息的转录 1RNA的结构,(2)结构：一般是 。 (3)种类：信使RNA ：蛋白质合成的模板。 转运RNA： ： ，形似三叶草的叶。 (rRNA)： 的组成成分。 2转录 (1)概念：在 中，以 的一条链为模板，合成 的过程。 (2)原料：4种游离的 。 (3)碱基配对： 、CG、GC、 。,单链,(mRNA),(tRNA),运载氨基酸,核糖体RNA,核糖体,细胞核,DNA,RNA,核糖核苷酸,AU,TA,二、遗传信息的翻译 1翻译 (1)概念：游离在细胞质中的各种 以 为模板，合成具有 的过程。 (2)场所： 。 (3)运载工具： 。 (4)碱基配对：AU、 、CG。,氨基

2、酸,mRNA,一定氨基酸顺序的蛋白质,核糖体,tRNA,UA、GC,2密码子 在 上决定1个氨基酸的 的碱基。 3反密码子 指 上可以与mRNA上的 互补配对的3个碱基。,信使RNA,3个相邻,tRNA,密码子,互动探究 密码子与氨基酸有怎样的对应关系？ 提示一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外)，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。,要点归纳 1DNA与RNA的比较,特别提示： (1)DNA少数存在于真核细胞的线粒体、叶绿体及原核细胞的质粒上。 (2)RNA少数存在于细胞核中。,2DNA分子的复制、转录和翻译的比较,感悟拓展 1遗传信息、密码子、反密码子的区别 (1)存在位置不同：遗

3、传信息存在于基因(DNA)中，是指基因(DNA)中的脱氧核苷酸的排列顺序；密码子位于mRNA上，是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基；反密码子位于tRNA上，是指tRNA中与密码子相互配对的三个碱基。 (2)作用不同：遗传信息决定氨基酸的排列顺序是间接作用；密码子直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序；反密码子是识别密码子的。,2密码子与氨基酸的关系 密码子共有64种，但是编码氨基酸的密码子只有61种，有3种终止密码子；一种氨基酸可以有一种或多种密码子，但是一种密码子只能决定一种氨基酸；起始密码子也能决定氨基酸。密码子是连续的，中间无其他碱基隔开，无论是病毒，还是原核生物和真核生物共用一套遗

4、传密码子。 3tRNA的功能 一是转运氨基酸，二是识别密码子，且一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。所以tRNA有61种，一种氨基酸可有一种或几种tRNA来转运。tRNA并非只有三个碱基，有多个碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸。,4基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中的氨基酸的数量关系 (1)转录时只以基因中的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。 在转录时，基因模板链中的AT(或GC)与RNA分子中的UA(或CG)相等。,在DNA分子中： n，在mRNA链中： n。 无论在DNA分子中，还是在每一条链中以及RNA中，互补配对的两碱基之和(AT或GC

5、或AU)所占总碱基的量也都是相同的。 (2)翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3。,(3)基因(DNA)的碱基数：mRNA的碱基数氨基酸数631。但是因为基因中有非编码区，真核生物的基因有内含子，mRNA中有终止密码子，实际上基因(DNA)的碱基数目要大于6n，mRNA中的碱基数目要大于3n，因此在分析时常常有“至少”或“最多”字样。 常见的有关计算等式还有：蛋白质中肽链的条数蛋白质中的肽键数(或缩合时脱下的水分子数)蛋白质中氨基酸的数目参加转运的tRNA数目1/3mRNA的碱基数1/6基因中碱基数。,1 tRNA与

6、mRNA碱基互补配对的现象可出现在真核细胞的() A细胞核中B核糖体上 C核膜上 D核孔处 解析碱基互补配对原则体现在真核生物遗传信息的复制、转录和翻译的过程中，其转移RNA(tRNA)和信使RNA(mRNA)之间的碱基互补配对，发生在核糖体上蛋白质的合成(即翻译)过程中。 答案B,(2008山东模拟)基因是有遗传效应的DNA片段，通过转录和翻译控制合成相应的蛋白质。若一个信使RNA中有m个碱基，其中GC有n个，该mRNA合成的蛋白质由一条肽链构成。则其模板DNA分子中的AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(),答案C 解析在信使RNA中GC有n个，则含有AU数为(mn)个，DNA中含有A

7、T数应为2(mn)个；控制合成的蛋白质中含有氨基酸的个数为m/3，形成一条肽链，所以脱去的水分子数为m/31。,自主梳理 一、中心法则的提出及其发展 1中心法则的提出 (1)提出人： 。 (2)内容,克里克,2发展 (1)RNA肿瘤病毒的遗传信息由RNA流向 。 (2)致癌RNA病毒能使遗传信息由RNA流向 。 3完善后的中心法则内容,RNA,DNA,二、基因、蛋白质与性状的关系 1基因对性状的间接控制 (1)机理：基因通过控制 来控制代谢过程，进而控制生物体性状。 (2)实例：白化病是由于控制 的基因异常引起的。,酶的合成,酪氨酸酶,2基因对性状的直接控制 (1)机理：基因通过控制 直接控制

8、生物体的性状。 (2)实例：囊性纤维病是由于编码一个 (CFTR蛋白)的基因缺3个碱基引起的。,蛋白质的结构,跨膜蛋白,3基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系并不都是简单的 关系。如人的身高可能是由 决定的，后天的 和 也有重要作用。 (2)生物体性状的调控网络 基因与 、基因与 、基因与 之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状，即表现型(性状) 。,线性,多个基因,营养,体育锻炼,基因,基因产物,环境,基因型,环境,互动探究 1.RNA的自我复制和逆转录在正常细胞结构的生物体内能发生吗？ 2何时才能发生？ 提示1.不能，正常细胞结构的生物体内能发生DNA的复制、转录和翻译过程

9、。 2只有在RNA病毒寄生到寄主细胞中以后才能发生RNA的自我复制和逆转录。,3该发现体现了基因和性状之间有何关系？这个发现对人类将产生什么影响？ 提示基因通过控制蛋白质的合成决定性状。人类可能研制出延长寿命的药物，使人类得以延缓衰老，使寿命得以延长。,要点归纳 一、中心法则的理解与分析 1中心法则的内容图解 图解表示出遗传信息传递的5个途径,(1)a表示DNADNA(或基因到基因)：主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程，表示遗传信息的传递。 (2)b表示DNARNA：主要发生在细胞核中的转录过程。 (3)c表示RNA蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，b、c共同完成遗传信息的表达。 (

10、4)d表示RNADNA：少数RNA病毒、甲型H1N1病毒、SARS病毒、HIV在宿主细胞内的逆转录过程。,(5)e表示RNARNA：以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。 实线表示的a、b、c途径在自然界普遍存在，发生在绝大多数的生物体中；虚线表示的d、e途径是后来发现的，这两种信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。,2中心法则的意义 (1)是对遗传信息的传递过程的概括； (2)是对DNA基本功能的概括； (3)是对生物遗传物质和性状关系以及传递途径的概括。,二、基因与生物性状之间的关系 1基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。 2基因是通过

11、控制蛋白质的合成来控制性状的。 3基因控制性状的两种方式,.控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 (1)苯丙酮尿症及白化病,(2)豌豆粒型,.控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状 (1)镰刀型细胞贫血症,(2)囊性纤维病,感悟拓展 1中心法则与基因表达的关系,2等位基因和性状的关系,3生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎，由一对等位基因控制)，而有些性状是由多对基因来决定的(如人的身高)。 4生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。,5细胞质基因与细胞核基因的比较,2下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图 从

12、图中不能得出的结论是(),A精氨酸的合成是由多对基因共同控制的 B基因可通过控制酶的合成来控制代谢 C若基因不表达，则基因和也不表达 D若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因发生突变 解析精氨酸的合成要受基因的共同影响，一个基因不表达，就不能合成精氨酸；基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状；若只能外加鸟氨酸才能合成精氨酸，说明自身不能合成鸟氨酸，所以是不能合成酶；从图中可以看出基因之间的表达并没有相互影响。 答案C,镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的替换，发生替换的根本原因在于在控制其结构的基因中发

13、生了个别碱基的替换。分析以上材料可得出() A基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位 B基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 C基因结构发生变化，性状不一定发生变化 D如果生物体的性状发生变化，则控制其性状的基因也一定发生了变化,答案B 解析由题意可知，基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的替换，致使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。经过推理可知，基因可以通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，而没有体现“基本单位”，也没有体现基因变化与性状变化之间的必然关系。,命题热点1中心法则的考查 【例1】请回答下列有关遗传信息传递的问题。 (1)为研究某病毒的致病过程

14、，在实验室中做了如下图所示的模拟实验。,从病毒中分离得到物质A，已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为GAACAUGUU。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列CTTGTACAA，则试管甲中模拟的是_过程。 将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_，试管乙中模拟的是_过程。 将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_。,(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳

15、动物，则说明所有生物共有一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_ _。,答案(1)逆转录mRNA转录多肽(蛋白质)(2)小鼠上皮细胞病毒RNA密码子RNA 蛋白质,解析从题中知A是单链的生物大分子，且含有碱基U，所以推测其为RNA，实验中模拟的是逆转录，逆转录的产物是DNA，DNA又可转录出mRNA，然后翻译成多肽，所以可推断出X为DNA，Y为mRNA，Z为多肽(蛋白质)，则乙试管中模拟的是转录过程。病毒利用的是自己的遗传信息、宿主细胞的“工具”和原料，合成自己的蛋白质外壳，这一事实说明了病毒和小鼠所用的密码子是相同的，最后根据题中的转录和逆转录过程，归结出遗传信息的传递过程。,命题热点2关于实验

16、考查 探究或验证某种药物是阻断转录、翻译过程还是阻断RNA功能或是核糖体功能，其结果是不能正常翻译产生相应蛋白质。 【例2】人们通过对青霉素、链霉素、四环素、氯霉素等抗生素研究发现，抗生素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体无害，其原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成，而不影响人体细胞内蛋白质的合成。于是人们对此提出了许多假设，其中有如下三点：,抗生素能阻断细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程。 抗生素能阻断细菌转运RNA的功能，而不影响人体转运RNA的功能。 抗生素能阻断细菌内核糖体的功能，而不影响人体内核糖体的功能。,接下来需要对这些假设逐一进行实验验证，如假设探究

17、抗生素是否阻断细菌转录过程的实验基本实验思路：设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌DNA的转录过程。甲组滴加一定浓度的适量抗生素的水溶液，乙组滴加等量蒸馏水，其它条件相同且适宜。最后检测两组实验中RNA的生成量。实验结果及结论：若甲、乙两组中RNA的生成量相等，则抗生素不阻断细菌DNA的转录；若甲组中RNA生成量少于乙组中RNA的生成量，则抗生素能阻断细菌DNA的转录。,现在请你依照上面实验设计，探究假设“验证抗生素是否阻断细菌转运RNA功能”，和假设“验证抗生素是否阻断细菌核糖体功能”。 请任选择一种假设，写出你的验证性实验的基本思路，并对实验结果和结论进行预测。 答：你选择假设_(/)。

18、基本实验思路：_ _。,答案基本实验思路：设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA，乙组加入未用抗生素处理的等量各种转运RNA。其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中蛋白质的生成量。实验结果及结论；若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌转运RNA的功能；若甲组中蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能。,基本实验思路：设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的细菌核糖体，乙组加入未用抗生素处理的等量细菌核糖体。其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中蛋白质的生成量。实验结果及结论：若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌核糖体的功能；若甲组中蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌核糖体的功能。,1(2009重庆高考)下表有关基因表达的选项中，不可能的是(),答案D 解析哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核不能进行转录和翻译过程，所以不能合成血红蛋白，血红蛋白的合成应在未成熟的细胞中进行。,2(2009海南高考)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是() A两种过程都可在细胞核中发生 B两种过程都有酶参与反应 C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D两种过程都以DNA为模板,答案C 解析本题