《金版学案》2016-2017年高中生物人教版必修2课件：第4章第1节基因指导蛋白质的合成 .ppt

第第4章章 基因的表达基因的表达 第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 目标导航目标导航 1.掌握掌握 DNA 和和 RNA 分子的异同。分子的异同。2.描描述遗传信息的转录和翻译的过程述遗传信息的转录和翻译的过程(重、难点重、难点)。3.理解遗传理解遗传信息、密码子、反密码子的区别信息、密码子、反密码子的区别(重点重点)。知识梳理知识梳理 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 1RNA 的结构和种类。的结构和种类。(1)基本单位及组成。基本单位及组成。若若 3 为为 U，则基本单位为则基本单位为尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸；其组成；其组成中不含氮元素的是中不含氮元素的是磷酸磷酸和和核糖核糖(填序号及名称填序号及名称)。(2)结构。结构。一般为一般为单链单链，且比且比 DNA 短。短。(3)分类。分类。上图中上图中为为 tRNA，其余两种分别为其余两种分别为 mRNA、rRNA。2转录。转录。(1)概念。概念。场所场所(主要主要)：细胞核细胞核 模拟：模拟：DNA 的一条链。的一条链。产物：产物：RNA。原料：核糖核苷酸。原料：核糖核苷酸。(2)过程。过程。(3)遗传信息的传递方向。遗传信息的传递方向。DNARNA 二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译 1概念：游离在细胞质中的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸各种氨基酸，以以 mRNA为模板合成具有一定为模板合成具有一定氨基酸氨基酸顺序的顺序的蛋白质蛋白质的过程。的过程。2场所：场所：细胞质细胞质(或核糖体或核糖体)。3密码子。密码子。(1)概念。概念。位于位于 mRNA 上上，决定决定 1 个氨基酸的个氨基酸的 3 个相邻的碱基。个相邻的碱基。(2)种类。种类。共有共有 64 种。能编码氨基酸的共有种。能编码氨基酸的共有 61 种。种。4工具。工具。(1)名称：名称：tRNA。(2)作用：作为作用：作为“搬运工搬运工”，转运转运氨基酸氨基酸。(3)种类：共有种类：共有 61 种种。5过程。过程。预习反馈预习反馈 1判断正误判断正误(1)DNA 和和 RNA 中都含有核糖。中都含有核糖。()提示：提示：DNA 分子中含有脱氧核糖。分子中含有脱氧核糖。(2)遗传信息转录的产物只有遗传信息转录的产物只有 mRNA。()提示：提示：转录的产物还有转录的产物还有 rRNA 和和 tRNA。(3)转录是以转录是以 DNA 的两条链作为模板的两条链作为模板，只发生在细胞只发生在细胞核中核中，以以 4 种核糖核苷酸为原料。种核糖核苷酸为原料。()提示提示：对于真核生物而言对于真核生物而言，RNA 主要是在细胞核中主要是在细胞核中以以 4 种核糖核苷酸为原料、以种核糖核苷酸为原料、以 DNA 的一条链作为模板合的一条链作为模板合成的成的，除细胞核外除细胞核外，叶绿体和线粒体内也能合成叶绿体和线粒体内也能合成 RNA。原核生物中原核生物中 RNA 是在细胞质中合成的。是在细胞质中合成的。(4)mRNA 上三个相邻的碱基称为一个密码子。上三个相邻的碱基称为一个密码子。()提示：提示：位于位于 mRNA 上决定一个上决定一个氨基酸的氨基酸的 3 个相邻的个相邻的碱基称为一个密码子。碱基称为一个密码子。(5)mRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质。在核糖体上移动翻译出蛋白质。()提示：提示：核糖体在核糖体在 mRNA 上移动。上移动。(6)有些氨基酸不止由一个密码子编码。有些氨基酸不止由一个密码子编码。()(7)在进行蛋白质合成时在进行蛋白质合成时，一个一个 mRNA 上可以结合多上可以结合多个核糖体。个核糖体。()2如图所示的如图所示的转录、翻译过程中转录、翻译过程中，所涉及的碱基种所涉及的碱基种类和核苷酸种类分别有类和核苷酸种类分别有()A5 种、种、2 种种 B6 种、种、2 种种 C5 种、种、7 种种 D5 种、种、5 种种 解析：解析：据图可知据图可知，DNA 中有中有 C、T、A 3 种碱基种碱基，3种脱氧核苷酸；种脱氧核苷酸；mRNA 和和 tRNA 中有中有 A、G、C、U 4 种种碱基碱基，4 种核糖核种核糖核苷酸苷酸，所以共有所以共有 5 种碱基种碱基，7 种核苷酸。种核苷酸。答案：答案：C 3下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法中错误的是下列说法中错误的是 ()A的合成场所主要是细胞核的合成场所主要是细胞核，核糖体的移动方向核糖体的移动方向是从右向左是从右向左 B该过程的模板是核糖核酸该过程的模板是核糖核酸，原料是游离的氨基酸原料是游离的氨基酸 C最终合成的最终合成的在结构上各不相同在结构上各不相同 D该过程表明生物体内少量的该过程表明生物体内少量的 mRNA 可以迅速合可以迅速合成出大量的蛋白质成出大量的蛋白质 解析：解析：此图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意此图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图图，蛋白质的合成过程是蛋白质的合成过程是以以 mRNA 为模板、氨基酸为原为模板、氨基酸为原料的。模板相同料的。模板相同，合成的合成的肽链应该相同。肽链应该相同。答案：答案：C 要点一要点一 遗传信息的转录遗传信息的转录 1转录过程中的碱基互补配对关系有哪些？转录过程中的碱基互补配对关系有哪些？2下图是一小段下图是一小段 DNA 片段片段，链是模板链链是模板链，请写请写出其转录生成的出其转录生成的 RNA 的碱基序列的碱基序列，并分析并分析 RNA 的碱基的碱基序列与序列与 DNA 两条链碱基序列的关系？两条链碱基序列的关系？3转录和复制都遵循碱基互补配对原则转录和复制都遵循碱基互补配对原则，碱基配对碱基配对方式有何不同？方式有何不同？4现有一现有一核酸片段，欲确核酸片段，欲确定其是定其是 DNA 还是还是 RNA，你能从哪些方面进行判断？你能从哪些方面进行判断？(写出两个方面写出两个方面)归纳提升归纳提升 1真核细胞转录的过程图解分析真核细胞转录的过程图解分析(1)图中的图中的 L2为转录时的模板链。为转录时的模板链。(2)转录的产物转录的产物 L3并非只有并非只有 mRNA，还有还有 tRNA、rRNA。(3)转录的场所主要在细胞核。转录的场所主要在细胞核。2DNA 复复制和转录的比较制和转录的比较 项目项目 复制复制 转录转录 时间时间 细胞有丝分裂的间期和减细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期数第一次分裂前的间期 生长发育过程中生长发育过程中 场所场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 原料原料 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸 模板模板 DNA的两条链的两条链 DNA中的一条链中的一条链 条件条件 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶和聚合酶和ATP RNA聚合酶和聚合酶和ATP 特点特点 边解旋边复制，半保留边解旋边复制，半保留复制复制 边解旋边转录，边解旋边转录，DNA双链全保留双链全保留 产物产物 两个双链两个双链DNA分子分子 一条单链一条单链mRNA 意义意义 复制遗传信息，使遗传复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代信息从亲代传给子代 传递遗传信息，传递遗传信息，为翻译作准备为翻译作准备 有关遗传信息转录的两个易错点有关遗传信息转录的两个易错点 (1)转录不是以转录不是以 DNA 的一整条链为模板进行的的一整条链为模板进行的，实际实际上转录是以基因为单位进行的上转录是以基因为单位进行的，准确地说是以准确地说是以 DNA 中的中的某一有遗传效应的片段为单位进行转录的。某一有遗传效应的片段为单位进行转录的。(2)同一同一DNA分分子上的不同基因转录时的模板链可能子上的不同基因转录时的模板链可能不同。不同。典例研析典例研析【典例【典例 1】甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合成过程成过程，二者的不同之处有二者的不同之处有()参与催化反应的酶的种类参与催化反应的酶的种类 反应进行的场所反应进行的场所 碱基互补配对的具体方式碱基互补配对的具体方式 所需能量的提供方所需能量的提供方式式 A B C D 解析：解析：读图知甲表示读图知甲表示 DNA 分子的复制过程分子的复制过程，乙表示乙表示转录过程。二者进行的场所主要都在细胞核转录过程。二者进行的场所主要都在细胞核，都需要都需要 ATP提供能量；但催化复制的酶有解旋酶、提供能量；但催化复制的酶有解旋酶、DNA 聚合酶等聚合酶等，催化转录的酶有催化转录的酶有 RNA 聚合酶等；碱基配对方式中前者独聚合酶等；碱基配对方式中前者独有有 AT，后者独有后者独有 AU。由此判断。由此判断 A 项符合题意。项符合题意。答案：答案：A 即时演练即时演练 1对如图所示片段的分析不正确的是对如图所示片段的分析不正确的是()A该图所示的情况仅发生于转该图所示的情况仅发生于转录过程录过程中中 B彻底水解该片段得到彻底水解该片段得到 5 种碱基、种碱基、2 种五碳糖、种五碳糖、1种磷酸种磷酸 C该片段中共含有该片段中共含有 8 种核苷酸种核苷酸 D一般情况下一般情况下，该图所示过程主要发生于细胞核或该图所示过程主要发生于细胞核或拟核中拟核中 解析：解析：由于一条链中含由于一条链中含 T 碱基碱基，另一条链中含另一条链中含 U 碱碱基基，因此该片段是由因此该片段是由 DNA 和和 RNA 组成的。该图所示也组成的。该图所示也可以是由可以是由 RNADNA 过程中的一个片段过程中的一个片段，A 项错误；彻项错误；彻底水解该片段得到底水解该片段得到 A、T、C、G、U 这这 5 种碱基、核糖种碱基、核糖和脱氧核糖和脱氧核糖 2 种五碳糖、种五碳糖、1 种磷酸种磷酸，B 项正确；项正确；该片段中共含有该片段中共含有 4 种核糖核苷酸和种核糖核苷酸和 4 种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸，C 项正确；一般情况下项正确；一般情况下，该图表示转该图表示转录过程录过程，主要发生于，主要发生于细胞核或拟核中，细胞核或拟核中，D 项正确。项正确。答案：答案：A 2如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下下列说法正确的是列说法正确的是()A链的碱基链的碱基 A 与与链的碱基链的碱基 T 互补配对互补配对 B是以是以 4 种核糖核苷酸为原料合成的种核糖核苷酸为原料合成的 C如果如果表示酶分子表示酶分子，则它的名称是则它的名称是 DNA 聚合酶聚合酶 D转录完成后转录完成后，需通过两层生物膜才能与核糖体结合需通过两层生物膜才能与核糖体结合 解析：解析：图中图中链为模板链链为模板链，链为链为 RNA，链中链中 A与与链中链中 U 互补配对；互补配对；表示表示 RNA 聚合酶；转录完成后聚合酶；转录完成后，通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质，穿过穿过 0 层膜。层膜。答案：答案：B 要点二要点二 遗传信息的翻译遗传信息的翻译 1下列图示表示的过程名称是什么？图中的下列图示表示的过程名称是什么？图中的 1、2、3 分别表示什么？分别表示什么？2(1)若某一多肽链片段为若某一多肽链片段为“苯丙氨酸苯丙氨酸色氨酸色氨酸谷氨酸谷氨酸”，请写出指导该多肽合成的请写出指导该多肽合成的 mRNA 中相应碱中相应碱基组成。基组成。(2)若某一若某一 mRNA 片段为片段为“AUG GAA GCA”，请写出其编码的氨基酸序列请写出其编码的氨基酸序列(参考教材参考教材 P65 密码子表密码子表)。3密码子、密码子、tRNA 和氨基酸的种类及它们之间的数和氨基酸的种类及它们之间的数量关系如何？量关系如何？4翻译时可以快速进行的原因？翻译时可以快速进行的原因？归纳提升归纳提升 1遗传信息、密码子、反密码子的关系遗传信息、密码子、反密码子的关系 项目项目 遗传信息遗传信息 密码子密码子 反密码子反密码子 作用作用 控制生物的控制生物的性状性状 直接决定蛋白直接决定蛋白质中的氨基酸质中的氨基酸序列序列 识别密码子，识别密码子，转运氨基酸转运氨基酸 图解图解 2.密码子、反密码子、氨基酸