浙科版必修2 第三章 第四節(jié) 遺傳信息的表達(dá)——RNA和蛋白質(zhì)的合成 課件（47張）.pptx

第四節(jié)遺傳信息的表達(dá) rna和蛋白質(zhì)的合成 第三章遺傳的分子基礎(chǔ) 課堂導(dǎo)入美國(guó)科幻電影 侏羅紀(jì)公園 中 科學(xué)家們利用一只困在琥珀中的 曾吸食過(guò)恐龍血的蚊子體內(nèi)的恐龍dna制造出了大量的恐龍 并建立了一個(gè)恐龍的 侏羅紀(jì)公園 我們知道 生物體的性狀是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)的 基因能夠控制生物體的性狀 所以 我們推測(cè)基因應(yīng)該是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物體的性狀的 基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的呢 這一節(jié)我們一起來(lái)學(xué)習(xí)遺傳信息的表達(dá) rna和蛋白質(zhì)的合成過(guò)程 一 dna的功能 轉(zhuǎn)錄 二 翻譯 內(nèi)容索引 當(dāng)堂檢測(cè) 三 中心法則 基因的概念 一 dna的功能 轉(zhuǎn)錄 基礎(chǔ)梳理 1 dna的功能 1 攜帶遺傳信息 以自身為模板 地進(jìn)行復(fù)制 保持遺傳信息的 2 表達(dá)遺傳信息 根據(jù)dna所貯存的遺傳信息決定的結(jié)構(gòu) 半保留 穩(wěn)定性 蛋白質(zhì) 2 dna與rna的比較 脫氧核糖 核糖 t u a g c 單鏈 細(xì)胞核 線粒體 葉綠體 核糖體 細(xì)胞核 3 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 1 概念 是指遺傳信息由傳遞到上的過(guò)程 轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形成 dna rna rna 2 過(guò)程第1步 dna雙鏈解開 dna雙鏈的 得以暴露 第2步 游離的隨機(jī)地與dna鏈上的堿基碰撞 當(dāng)核糖核苷酸與dna的堿基時(shí) 兩者以結(jié)合 第3步 在酶的作用下 新結(jié)合的連接到正在合成的分子上 第4步 合成的rna從dna鏈上釋放 dna雙鏈 dna rna聚合酶 mrna rna聚合 rna 恢復(fù) 堿基 核糖核苷酸 互補(bǔ) 氫鍵 核糖核苷酸 3 三種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物及其功能 mrna 傳達(dá)上的遺傳信息 trna 把運(yùn)送到核糖體上 rrna 的重要成分 dna 氨基酸 核糖體 在真核生物中 細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的rna產(chǎn)物需要經(jīng)過(guò)加工才能成為成熟的mrna 轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中用于蛋白質(zhì)的合成 問(wèn)題探究 如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)dna的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題 答案 1 請(qǐng)思考圖中dna的轉(zhuǎn)錄方向 用 或 表示 答案 2 a為啟動(dòng)上述過(guò)程必需的有機(jī)物 其名稱是什么 答案rna聚合酶 3 b和c的名稱分別是什么 答案b是胞嘧啶脫氧核苷酸 c是胞嘧啶核糖核苷酸 答案 4 在根尖細(xì)胞中 上述過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是哪里 答案細(xì)胞核 線粒體 5 產(chǎn)物d一定是mrna嗎 答案不一定 產(chǎn)物有mrna trna rrna 6 若d中a占35 u占19 則d對(duì)應(yīng)的dna分子片段中t和c分別占多少 答案27 23 分析d是以dna的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄來(lái)的 若d中a 35 u 19 a u 54 則對(duì)應(yīng)的dna分子片段中a t 54 g c 46 故a t 27 g c 23 分析 轉(zhuǎn)錄的方向和rna聚合酶移動(dòng)的方向一致 dna中堿基c和脫氧核糖 磷酸一起構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸 rna中則構(gòu)成胞嘧啶核糖核苷酸 真核生物中轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核 線粒體和葉綠體中也能進(jìn)行 轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有mrna trna rrna 知識(shí)整合 拓展應(yīng)用 1 下列關(guān)于rna的敘述 錯(cuò)誤的是a 有些rna可催化細(xì)胞內(nèi)的某些生化反應(yīng)b rna是一種遺傳物質(zhì)c rna參與構(gòu)成核糖體d rna參與構(gòu)成細(xì)胞膜 答案 解析 解析有些酶是rna rna是某些病毒的遺傳物質(zhì) rrna參與構(gòu)成核糖體 2 下圖表示真核細(xì)胞某基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是a 是編碼鏈b 鏈加工后可成為成熟的mrnac 是游離的核糖核酸d 該過(guò)程中存在t與a的堿基配對(duì)方式 解析轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要的原料是核糖核苷酸 而不是核糖核酸 答案 解析 二 翻譯 基礎(chǔ)梳理 1 翻譯 場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)的上模板 原料 產(chǎn)物 一定氨基酸序列的蛋白質(zhì) 2 遺傳密碼 1 概念 mrna上由個(gè)相鄰核苷酸排列而成的三聯(lián)體 決定一種氨基酸 每3個(gè)這樣的堿基又稱為個(gè)密碼子 核糖體 mrna 20種氨基酸 3 1 2 特點(diǎn) 除少數(shù)密碼子外 生物界的遺傳密碼是的 除少數(shù)氨基酸只有一種遺傳密碼外 大多數(shù)氨基酸有的遺傳密碼 3 遺傳密碼有種 其中決定氨基酸的有種 終止密碼有3種 uaa uag uga 3 反密碼子 指trna上可以與mrna上的堿基的3個(gè)堿基 統(tǒng)一 兩個(gè)以上 64 61 互補(bǔ)配對(duì) 4 過(guò)程起始 mrna與結(jié)合 運(yùn)輸 攜帶氨基酸置于特定位置 延伸 核糖體沿移動(dòng) 讀取下一個(gè)密碼子 由對(duì)應(yīng)trna運(yùn)輸相應(yīng)的氨基酸加到延伸中的肽鏈上 一個(gè)mrna可以結(jié)合多個(gè)核糖體 終止 當(dāng)核糖體到達(dá)mrna上的時(shí) 合成停止 脫離 肽鏈合成后從核糖體與mrna的復(fù)合物上脫離 盤曲折疊成具有特定和的蛋白質(zhì) 核糖體 trna mrna 終止密碼子 空間結(jié)構(gòu) 功能 5 特點(diǎn)多肽鏈合成時(shí) 若干個(gè)核糖體串聯(lián)在一個(gè)上同時(shí)進(jìn)行工作 大大增加了翻譯效率 mrna 問(wèn)題探究 右圖是翻譯過(guò)程的示意圖 請(qǐng)據(jù)圖分析 答案 答案 分別是trna 核糖體 多肽鏈 1 圖甲中 分別是哪種分子或結(jié)構(gòu) 答案起始密碼子 aug 編碼甲硫氨酸 終止密碼子 uaa 不編碼氨基酸 2 是mrna 其中的起始密碼子和終止密碼子分別是什么 它們都能決定氨基酸嗎 3 密碼子gcu編碼丙氨酸 如果由于某種原因使mrna中該密碼子的第三個(gè)堿基由u變?yōu)榱薱 編碼的氨基酸仍是丙氨酸 這一現(xiàn)象稱做密碼的簡(jiǎn)并性 這種特性對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義 答案 答案一定程度上可以防止由于堿基改變而導(dǎo)致生物性狀的改變 維持生物性狀的穩(wěn)定性 4 遺傳密碼具有通用性 即地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼 這說(shuō)明了什么 答案這說(shuō)明所有生物可能有著共同的起源 5 圖乙中 分別是什么分子或結(jié)構(gòu) 核糖體移動(dòng)的方向是怎樣的 答案 答案 分別是mrna 核糖體 核糖體移動(dòng)的方向是由右向左 6 最終合成的多肽鏈 的氨基酸序列相同嗎 為什么 答案相同 因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmrna 起始密碼子有aug gug 分別編碼甲硫氨酸和纈氨酸 終止密碼子有uaa uag uga 它們不編碼氨基酸 密碼子具有簡(jiǎn)并性 一定程度上可以防止由于堿基改變而導(dǎo)致生物性狀的改變 維持生物性狀的穩(wěn)定性 遺傳密碼具有通用性說(shuō)明所有生物可能有著共同的起源 知識(shí)整合 拓展應(yīng)用 3 所有生物都用一套基本相同的遺傳密碼 這一事實(shí)說(shuō)明生物具有a 統(tǒng)一性b 多樣性c 變異性d 特異性 解析包括人在內(nèi)的所有生物都用一套基本相同的遺傳密碼 說(shuō)明在生物遺傳這個(gè)基本過(guò)程中 整個(gè)生物界在分子層次上存在高度的統(tǒng)一性 a正確 答案 解析 4 如圖表示真核細(xì)胞中某基因表達(dá)過(guò)程的一部分 下列分析正確的是a 圖示mrna中起始密碼子位于rna鏈上的左側(cè)b mrna上決定甘氨酸的密碼子都是gguc 圖中堿基的配對(duì)方式有a u c g a td 圖示過(guò)程的正常進(jìn)行需要atp和rna聚合酶 解析根據(jù)肽鏈的長(zhǎng)度判斷 核糖體移動(dòng)的方向是從左向右 a正確 一種氨基酸可由一種或一種以上密碼子決定 b錯(cuò)誤 題圖表示翻譯過(guò)程 堿基的配對(duì)方式有a u c g c錯(cuò)誤 翻譯過(guò)程正常進(jìn)行需要atp和蛋白質(zhì)合成酶 rna聚合酶在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中起作用 d錯(cuò)誤 答案 解析 三 中心法則 基因的概念 1 中心法則的提出及發(fā)展 基礎(chǔ)梳理 克里克 dna rna 蛋白質(zhì) rna 逆轉(zhuǎn)錄 單鏈dna 2 圖解3 基因的本質(zhì) 1 基因是遺傳的一個(gè) 在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的 2 從本質(zhì)上講 基因就是一段包含一個(gè)完整的的有功能的核酸分子片斷 在大多數(shù)生物中是一段 在rna病毒中則是一段 3 基因以一定的次序排列在染色體上 染色體是基因的 4 基因的基本單位是核苷酸 基因中代表遺傳信息 逆轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄 翻譯 基本功能單位 性狀 遺傳信息單位 dna rna 主要載體 堿基的排列順序 問(wèn)題探究 中心法則揭示了生物遺傳信息由dna向蛋白質(zhì)傳遞與表達(dá)的過(guò)程 觀察下圖分析 1 所表示的過(guò)程依次是什么 答案 答案dna復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 rna的復(fù)制 2 在真核生物細(xì)胞中 過(guò)程 發(fā)生的場(chǎng)所和過(guò)程 的原料分別是什么 答案過(guò)程 發(fā)生的場(chǎng)所有細(xì)胞核 線粒體 葉綠體 過(guò)程 的原料是4種核糖核苷酸 答案 3 正常的細(xì)胞中能發(fā)生哪些過(guò)程 答案 4 需要trna和核糖體同時(shí)參與的過(guò)程是哪個(gè) 需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與的過(guò)程又是哪個(gè) 答案 在中心法則中 dna的復(fù)制 轉(zhuǎn)錄和翻譯存在于細(xì)胞生物中 rna的復(fù)制 逆轉(zhuǎn)錄只在某些以rna為遺傳物質(zhì)的病毒增殖過(guò)程中出現(xiàn) 知識(shí)整合 拓展應(yīng)用 5 下圖為中心法則部分遺傳信息的流動(dòng)方向示意圖 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是a 過(guò)程1 2一般發(fā)生在rna病毒體內(nèi)b 過(guò)程1 3 5一般發(fā)生于腫瘤病毒的體內(nèi)c 過(guò)程2 3 4發(fā)生于具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)d 過(guò)程1 5不可能同時(shí)發(fā)生于同一個(gè)細(xì)胞內(nèi) 答案 解析 解析1為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程 只能在病毒侵入宿主細(xì)胞后發(fā)生 該生理過(guò)程不會(huì)發(fā)生于病毒體內(nèi) a b項(xiàng)錯(cuò)誤 腫瘤病毒侵入宿主細(xì)胞后 在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖 需進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄 合成病毒rna 指導(dǎo)合成其蛋白質(zhì)外殼等生理過(guò)程 因此1 5能同時(shí)發(fā)生于宿主細(xì)胞內(nèi) d項(xiàng)錯(cuò)誤 6 有關(guān)基因 染色體 蛋白質(zhì) 性狀的敘述 不正確的是a 基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的b 任意一段dna片段都可以是基因c 基因以一定次序排列在染色體上d 基因與性狀之間不是簡(jiǎn)單的一對(duì)一關(guān)系 解析基因不是任意一段dna片斷 而是有一定功能的核酸片段 在大多數(shù)生物中是一段dna 在rna病毒中是一段rna 答案 解析 真核生物dna復(fù)制 轉(zhuǎn)錄和翻譯的辨析 加試 課堂小結(jié) 遺傳信息 細(xì)胞核 trna 密碼子 一 核糖 mrna 20種氨基酸 當(dāng)堂檢測(cè) 1 下列關(guān)于rna的敘述 錯(cuò)誤的是a 有些生物中的rna具有催化功能b trna上的堿基只有三個(gè)c mrna與trna在核糖體上發(fā)生配對(duì)d rna也可以作為某些生物的遺傳物質(zhì) 解析trna是運(yùn)載氨基酸的工具 是rna中的一種 屬于生物大分子 trna并非只有三個(gè)堿基 trna在某些部分配對(duì)并扭曲成雙螺旋狀 它的平面形狀如三葉草的葉形 其中有三個(gè)堿基與mrna上的密碼子配對(duì) 稱為反密碼子 2 3 4 5 1 答案 解析 2 如圖代表的是某種轉(zhuǎn)運(yùn)rna 對(duì)此分析正確的是a 此轉(zhuǎn)運(yùn)rna含有五種元素 兩種含氮堿基b 該結(jié)構(gòu)參與蛋白質(zhì)合成中的翻譯過(guò)程c 合成此轉(zhuǎn)運(yùn)rna的場(chǎng)所是核糖體d 若與此轉(zhuǎn)運(yùn)rna上的反密碼子相對(duì)應(yīng)的密碼子中的堿基發(fā)生改變 一定會(huì)引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變 答案 2 3 4 1 5 解析此轉(zhuǎn)運(yùn)rna含有c h o n p五種元素 a c g u四種含氮堿基 轉(zhuǎn)運(yùn)rna主要在細(xì)胞核中合成 由于密碼子具有簡(jiǎn)并性 信使rna中的堿基發(fā)生改變 翻譯出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一定改變 解析 3 四環(huán)素 鏈霉素 氯霉素 紅霉素等抗生素能抑制細(xì)菌的生長(zhǎng) 它們有的能干擾細(xì)菌核糖體的形成 有的能阻止trna和mrna結(jié)合 這些抗生素阻斷了下列過(guò)程中的a 染色體活動(dòng)b dna復(fù)制過(guò)程c 轉(zhuǎn)錄過(guò)程d 翻譯過(guò)程 2 3 4 1 5 答案 解析 解析抗生素干擾細(xì)菌核糖體的形成或者阻止trna和mrna結(jié)合 均是阻止翻譯過(guò)程 4 遺傳信息的傳遞過(guò)程如圖所示 其中 表示四種不同的物質(zhì) 下列敘述錯(cuò)誤的是a 復(fù)制時(shí) 2條鏈均可作為模板鏈b 形成 時(shí) 需沿整條dna長(zhǎng)鏈進(jìn)行c 密碼子cuu編碼 所攜帶的氨基酸d 上可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體形成多條 2 3 4 1 答案 5 解析 解析 是dna分子 dna復(fù)制時(shí)2條鏈均可作為模板鏈 a項(xiàng)正確 是mrna分子 形成mrna分子即轉(zhuǎn)錄時(shí) 并不是沿著整條dna長(zhǎng)鏈進(jìn)行的 轉(zhuǎn)錄是以dna分子上的基因區(qū)段為模板進(jìn)行的 b項(xiàng)錯(cuò)誤 是trna 其上的反密碼子是gaa 與mrna上的密碼子cuu配對(duì) 故密碼子cuu編碼 所攜帶的氨基酸 c項(xiàng)正確 mrna上可結(jié)合多個(gè)核糖體形成多聚核糖體 每個(gè)核糖體上均可形成1條相同的肽鏈 d項(xiàng)正確 2 3 4 1 5 5 右圖表示以dna為模板轉(zhuǎn)錄形成rna的過(guò)程 請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題 1 在玉米的葉肉細(xì)胞中 能夠進(jìn)行該生理過(guò)程的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有 細(xì)胞核 線粒體 葉綠體 答案 2 3 4 1 5 解析玉米葉肉細(xì)胞的細(xì)胞核 線粒體 葉綠體中都有dna 可進(jìn)行dna的轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄時(shí)以dna的一條鏈為模板 需要atp供能和rna聚合酶的催化 以四種游離的核糖核苷酸為原料 按照堿基互補(bǔ)