高中生物 第4章 基因的表達(dá) 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 新人教版必修2

1、編輯課件第第4章基因的表達(dá)章基因的表達(dá) 第第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成編輯課件要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究編輯課件探究一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄探究一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1概念：在細(xì)胞核中，以概念：在細(xì)胞核中，以DNA雙鏈中的一條鏈為雙鏈中的一條鏈為模板，合成模板，合成mRNA的過程。的過程。2條件。條件。(1)模板：模板：DNA的一條鏈。的一條鏈。(2)原料：游離的核糖核苷酸。原料：游離的核糖核苷酸。(3)能量：能量：ATP。(4)酶：酶：RNA聚合酶。聚合酶。編輯課件3場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核中，在線粒體、葉綠體中場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核中，在線粒體、葉綠體中也能發(fā)生。也能發(fā)生。4產(chǎn)物：產(chǎn)物：mRNA。5過程

2、。過程。編輯課件(1)第第1步步(解旋解旋)：DNA雙鏈解開，雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基雙鏈的堿基得以暴露。得以暴露。(2)第第2步步(配對(duì)配對(duì))：游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與：游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA的堿基互的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合。補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合。(3)第第3步步(連接連接)：在：在RNA聚合酶的作用下，新結(jié)合聚合酶的作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。分子上。(4)第第4步步(釋放釋放)：合成的：合成的mRNA從從DNA鏈上釋放。鏈上釋放。而后，而后，DNA雙鏈

3、恢復(fù)。雙鏈恢復(fù)。編輯課件小貼小貼士士編輯課件DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較歸歸 納納提提 煉煉項(xiàng)目項(xiàng)目復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄時(shí)間時(shí)間細(xì)胞有絲分裂的間期和減細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期數(shù)第一次分裂前的間期生長發(fā)育過程中生長發(fā)育過程中場(chǎng)所場(chǎng)所主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體原料原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸模板模板DNA的兩條鏈的兩條鏈DNA中的一條鏈中的一條鏈條件條件解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶和聚合酶和ATPRNA聚合酶和聚合酶和ATP特點(diǎn)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，邊解

4、旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留雙鏈全保留產(chǎn)物產(chǎn)物兩個(gè)雙鏈兩個(gè)雙鏈DNA分子分子一條單鏈一條單鏈mRNA意義意義復(fù)制遺傳信息，使遺傳信復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代息從親代傳給子代傳遞遺傳信息，為翻傳遞遺傳信息，為翻譯作準(zhǔn)備譯作準(zhǔn)備編輯課件1如圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖如圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖，下下列說法正確的是列說法正確的是(B)A鏈的堿基鏈的堿基A與與鏈的堿基鏈的堿基T互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì)B是以是以4種核糖核苷酸為原料合成的種核糖核苷酸為原料合成的C如果如果表示酶分子表示酶分子，則它的名稱是則它的名稱是DNA聚合酶聚合酶D轉(zhuǎn)錄完成后轉(zhuǎn)錄完成后，需通過兩層生物膜才能與核

5、糖體需通過兩層生物膜才能與核糖體結(jié)合結(jié)合跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件解析：解析：圖中圖中鏈為模板鏈鏈為模板鏈，鏈為鏈為RNA，鏈中鏈中A與與鏈中鏈中U互補(bǔ)配對(duì)；互補(bǔ)配對(duì)；表示表示RNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄聚合酶；轉(zhuǎn)錄完成后完成后，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過穿過0層膜。層膜。跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件2如圖表示轉(zhuǎn)錄的過程如圖表示轉(zhuǎn)錄的過程，則此段中含有多少種核則此段中含有多少種核苷酸苷酸(B)A5B6C8D4解析：解析：DNA和和RNA中所含有的核苷酸種類不同。中所含有的核苷酸種類不同。由圖可知由圖可知DNA鏈上含有鏈上含有3種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸，RNA鏈上鏈上含有含有3種核糖核苷

6、酸種核糖核苷酸，故此段圖示中共含有故此段圖示中共含有6種核種核苷酸。苷酸。跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件探究二遺傳信息的翻譯過程探究二遺傳信息的翻譯過程編輯課件1翻譯概述。翻譯概述。(2)場(chǎng)所場(chǎng)所B核糖體。核糖體。(3)產(chǎn)物產(chǎn)物C具有一定氨基酸順序的肽鏈。具有一定氨基酸順序的肽鏈。編輯課件2翻譯的過程。翻譯的過程。編輯課件(1)起始階段：利用起始階段：利用ATP供能，攜帶甲硫氨酸的供能，攜帶甲硫氨酸的tRNA識(shí)別位于核糖體位點(diǎn)識(shí)別位于核糖體位點(diǎn)1上的上的mRNA上的起始上的起始密碼子密碼子AUG，mRNA、tRNA與核糖體三者相結(jié)合，與核糖體三者相結(jié)合，翻譯開始。翻譯開始。(2)延伸階段：延伸階

7、段：進(jìn)位：攜帶著特定氨基酸的進(jìn)位：攜帶著特定氨基酸的tRNA按堿基互補(bǔ)配按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)別并進(jìn)入位點(diǎn)對(duì)原則識(shí)別并進(jìn)入位點(diǎn)2。編輯課件轉(zhuǎn)肽：兩個(gè)氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)肽：兩個(gè)氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的的tRNA上。上。移位：核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原占據(jù)位點(diǎn)移位：核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原占據(jù)位點(diǎn)1的的tRNA離開，占據(jù)位點(diǎn)離開，占據(jù)位點(diǎn)2的的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)進(jìn)入位點(diǎn)1，新，新的攜帶氨基酸的的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合，繼續(xù)肽鏈的合成。成。重復(fù)：以后依次重復(fù)重復(fù)：以后依次重復(fù)這三個(gè)步驟，直到這三個(gè)步驟，直到讀取到讀取到mRN

8、A上的終止密碼。上的終止密碼。編輯課件小貼士小貼士編輯課件小貼士小貼士編輯課件轉(zhuǎn)錄與翻譯的不同點(diǎn)比較轉(zhuǎn)錄與翻譯的不同點(diǎn)比較歸歸 納納提提 煉煉編輯課件3如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程(AA代表氨基酸代表氨基酸)，下列敘述正確的是下列敘述正確的是(D)A直接給該過程提供遺傳信息的是直接給該過程提供遺傳信息的是DNAB該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件C有多少個(gè)密碼子有多少個(gè)密碼子，就有多少個(gè)反密碼子與之對(duì)就有多少個(gè)反密碼子與之對(duì)應(yīng)應(yīng)D該過程有水產(chǎn)生該過程有水產(chǎn)生解析：解析：翻譯的直接模板是翻譯的直接模

9、板是mRNA而不是而不是DNA；翻；翻譯的產(chǎn)物是多肽譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì)經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì)，而蛋而蛋白質(zhì)不全是酶與激素；終止密碼子不與氨基酸對(duì)白質(zhì)不全是酶與激素；終止密碼子不與氨基酸對(duì)應(yīng)應(yīng)，所以沒有與終止密碼子對(duì)應(yīng)的反密碼子；氨所以沒有與終止密碼子對(duì)應(yīng)的反密碼子；氨基酸脫水縮合形成多肽時(shí)基酸脫水縮合形成多肽時(shí)，此過程有水的生成。此過程有水的生成。跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件4一段原核生物的一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含通過翻譯可合成一條含有有11個(gè)肽鍵的多肽個(gè)肽鍵的多肽，則此則此mRNA分子至少含有的分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽最多需要的堿基個(gè)數(shù)及合成這段

10、多肽最多需要的tRNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)，依次為依次為(B)A33，11 B36，12C12，36 D11，36解析：解析：由題干知此多肽有由題干知此多肽有11個(gè)肽鍵個(gè)肽鍵，可推知此多可推知此多肽應(yīng)由肽應(yīng)由12個(gè)氨基酸脫水縮合而成個(gè)氨基酸脫水縮合而成，對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)mRNA上上的堿基數(shù)目至少應(yīng)為的堿基數(shù)目至少應(yīng)為12336(個(gè)個(gè))，對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)DNA上上的堿基數(shù)目至少為的堿基數(shù)目至少為12672(個(gè)個(gè))，而而12個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸最多需要最多需要12個(gè)個(gè)tRNA來轉(zhuǎn)運(yùn)。來轉(zhuǎn)運(yùn)。跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件探究三基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算探究三基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，有關(guān)氨基酸縮氨基酸是構(gòu)

11、成蛋白質(zhì)的基本單位，有關(guān)氨基酸縮合的計(jì)算在前面已講過。在本節(jié)知識(shí)中，蛋白質(zhì)合的計(jì)算在前面已講過。在本節(jié)知識(shí)中，蛋白質(zhì)的合成受基因控制，那么基因、的合成受基因控制，那么基因、mRNA以及蛋白以及蛋白質(zhì)中氨基酸之間有什么關(guān)系呢？結(jié)合下圖分析。質(zhì)中氨基酸之間有什么關(guān)系呢？結(jié)合下圖分析。編輯課件1轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。基因?yàn)殡p鏈結(jié)構(gòu)而錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄?；?yàn)殡p鏈結(jié)構(gòu)而RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)錄形成的為單鏈結(jié)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。2mRNA中

12、堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系：翻譯過程中，中堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系：翻譯過程中，mRNA中每中每3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，每個(gè)個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，每個(gè)氨基酸需要一個(gè)氨基酸需要一個(gè)tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，所以經(jīng)翻譯合成的蛋轉(zhuǎn)運(yùn)，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是mRNA堿基數(shù)目的堿基數(shù)目的1/3。編輯課件3綜上可知：基因中堿基數(shù)目綜上可知：基因中堿基數(shù)目mRNA堿基數(shù)堿基數(shù)目目 t R N A 數(shù) 目數(shù) 目 蛋 白 質(zhì) 中 氨 基 酸 數(shù) 目 蛋 白 質(zhì) 中 氨 基 酸 數(shù) 目 6311。圖解如下：。圖解如下：編輯課件基因表達(dá)過程中相關(guān)數(shù)量的計(jì)算基因表達(dá)過程中相關(guān)數(shù)量的計(jì)

13、算歸歸 納納提提 煉煉比較比較數(shù)目數(shù)目(個(gè)個(gè))DNA中的堿基數(shù)中的堿基數(shù)(脫氧核苷酸數(shù)脫氧核苷酸數(shù))6nRNA中的堿基數(shù)中的堿基數(shù)(核糖核苷酸數(shù)核糖核苷酸數(shù))3n蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)n參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA數(shù)數(shù)n蛋白質(zhì)中的肽鏈數(shù)蛋白質(zhì)中的肽鏈數(shù)m蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)(脫脫水?dāng)?shù)水?dāng)?shù))nm編輯課件5由由n個(gè)堿基對(duì)組成的基因個(gè)堿基對(duì)組成的基因，控制合成由控制合成由m條多肽條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)鏈組成的蛋白質(zhì)，氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量最大為則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量最大為(D)跟跟 蹤蹤訓(xùn)訓(xùn) 練練編輯課件 6一種動(dòng)物體內(nèi)的某種酶是由一種動(dòng)物體內(nèi)的某種酶是由2條多肽鏈構(gòu)條多肽鏈構(gòu)成的成的，含有含有150個(gè)肽鍵個(gè)肽鍵，則控制這種酶合成的基因則控制這種酶合成的基因中