【人教版】高中生物必修二《 4.1 基因指導蛋白質(zhì)的合成》課件1

1、第四章 基因的表達Content知識要點能力要求基因指導蛋白質(zhì)的合成1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯2.運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系1.DNA與RNA結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)別2.遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的區(qū)別和聯(lián)系3.中心法則的內(nèi)容及應用4.基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系5.基因表達過程中有關(guān)堿基與氨基酸數(shù)目的計算6.遺傳信息與遺傳密碼的比較基因?qū)π誀畹目刂?.舉例說明基因與性狀的關(guān)系2.運用證據(jù)和邏輯分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論Content第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成Content一、RNA的組成及分類1.基本單位： 。2.組成成分： 3.結(jié)構(gòu)：一般是 鏈，長度比DNA ；能通過 從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞

2、質(zhì)中。 4.種類： 、 和 三種。核糖核苷酸核糖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）單短核孔mRNAtRNArRNA二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.概念主要場所模板原料 4種游離的產(chǎn)物RNA細胞核DNA的一條鏈核糖核苷酸2.過程雙螺旋解旋酶堿基堿基互補配對一條鏈核糖核苷酸mRNADNA鏈三、遺傳信息的翻譯1.概念場所模板原料產(chǎn)物具有 的肽鏈2.密碼子與反密碼子密碼子反密碼子位置種類 種 種實質(zhì)決定一個氨基酸的與密碼子發(fā)生堿基互補配對的3個相鄰的堿基 3個相鄰的堿基（終止密碼子除外）細胞質(zhì)的核糖體上mRNA20種氨基酸一定氨基酸順序mRNAtRNA64613.過程（1）mRNA與 結(jié)合。（2）

3、tRNA與mRNA ，將氨基酸置于特定位置。（3）脫水縮合形成 （寫出結(jié)構(gòu)簡式），氨基酸連接形成肽鏈。（4）肽鏈盤曲折疊，形成成熟的 。蛋白質(zhì)核糖體堿基互補配對CONHContent學點一 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.基因的表達（1）概念：基因通過指導蛋白質(zhì)的合成來控制性狀，這一過程稱為基因的表達。（2）步驟：基因指導蛋白質(zhì)的合成包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和遺傳信息的翻譯兩個步驟。2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（1）概念：在細胞核內(nèi)進行的，以DNA雙鏈中的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成mRNA的過程。Content場所：細胞核模板：DNA分子的一條鏈原料：四種核糖核苷酸條件：能量（ATP）、酶（解旋酶、RNA聚合酶

4、）等堿基配對：RNA中無T，所以U與DNA分子中的A配對，即A-U、 T-A、G-C、C-G產(chǎn)物：mRNA(2)DNA的信使mRNA基因主要存在于細胞核中，而蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)中的核糖體上完成，基因所攜帶的遺傳信息要轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中才能控制蛋白質(zhì)的合成，所以基因要借助mRNA控制蛋白質(zhì)的合成。ContentDNARNA分布主要存在于細胞核中主要存在于細胞質(zhì)中基本組成單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈分類mRNA、tRNA、rRNA三類功能主要的遺傳物質(zhì)作為部分病毒的遺傳物質(zhì)作為翻譯的模板和搬運工參與核糖體的構(gòu)成少

5、數(shù)RNA有催化作用聯(lián)系RNA由DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，DNA是遺傳信息的儲存者，RNA是遺傳信息的攜帶者，RNA的遺傳信息來自于DNADNA與RNA的比較Content說明：少數(shù)DNA存在于真核細胞的線粒體、葉綠體及原核細胞的質(zhì)粒中。在DNA和RNA中有相同的堿基（A、G、C），但與之對應的核苷酸種類不同，因為五碳糖不同。Content【例1】下圖表示轉(zhuǎn)錄過程，則此段中含有多少種核苷酸 ( ) DNA-C-T-C-A RNA-G-A-G-U A.5B.6C.8D.4B【解析】DNA和RNA中所含的核苷酸種類不同。由圖可知此段DNA鏈上含有3種脫氧核苷酸，RNA鏈上含有3種核糖核苷酸，故此段圖示中共含有

6、6種核苷酸。Content1.DNA與RNA的判斷方法（1）根據(jù)五碳糖種類判定：若核酸分子中含有 ，一定為RNA；含有 ，一定為DNA。（2）根據(jù)含氮堿基判定：含 的核酸一定是DNA；含 的核酸一定是RNA。2.組成核酸的核苷酸分為 和 ，兩種核苷酸各有 種，因此，核苷酸共有 種。1.某m分子中，占，占，那么它的模板 片段中胞嘧啶占 （ ） A.B.3C.D.8脫氧核糖核糖TU脫氧核苷酸核糖核苷酸4CContent學點二 遺傳信息的翻譯1.堿基與氨基酸之間的對應密碼子（1）概念：信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。說明：密碼子（或遺傳密碼）在mRNA上，而遺傳信息在DNA上，兩者不能混

7、淆。（2）解讀密碼子表所有的生物共用一套密碼子。生物的密碼子有64種，而決定氨基酸的密碼子有61種。與氨基酸的密碼子相對應，運載氨基酸的轉(zhuǎn)運RNA的種類也是61種。一種密碼子決定一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。密碼子的改變不一定導致氨基酸的改變。一種轉(zhuǎn)運RNA運載一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種轉(zhuǎn)運RNA運載。Content（3）遺傳信息、密碼子（遺傳密碼）、反密碼子的關(guān)系Content說明：tRNA即轉(zhuǎn)運RNA，其作用是在蛋白質(zhì)合成中識別氨基酸，并作為各個氨基酸的載體將其轉(zhuǎn)運給mRNA。tRNA分子比mRNA小得多；tRNA含有許多堿基，如圖所示折疊成三葉草的葉形，一端是

8、攜帶氨基酸的部位，另一端的3個堿基叫反密碼子（與mRNA上的密碼子互補配對）。tRNA結(jié)構(gòu)如圖所示。tRNA共有61種，對應61種氨基酸 的密碼子（64種密碼子中，2個是起 始密碼子AUG、GUG，且對應一定的 氨基酸；3個是終止密碼子UAA、UGA、 UAG，不對應氨基酸。）Content2.遺傳信息的翻譯（1）概念：在細胞質(zhì)的核糖體上，以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。場所：細胞質(zhì)的核糖體模板：mRNA原料：20種氨基酸條件：ATP（能量）、酶、tRNA等堿基配對：mRNA與tRNA的堿基互補配對產(chǎn)物：具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)（多肽）Content（2）翻譯的過程

9、（如圖所示）蛋白質(zhì)合成示意圖起始階段：利用ATP供能，攜帶甲硫氨酸的tRNA識別位于核糖體位點1上的mRNA上的起始密碼子AUG，mRNA、tRNA與核糖體三者相結(jié)合，翻譯開始。Content延伸階段：a.進位：攜帶著特定氨基酸的tRNA按堿基互補配對原則識別并進入位點2。b.轉(zhuǎn)肽：下一個氨基酸通過與前一個氨基酸（甲硫氨酸）形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點2的tRNA上。c.移位：核糖體讀取下一個密碼子，原占據(jù)位點1的tRNA離開核糖體，去轉(zhuǎn)運下一個甲硫氨酸，占據(jù)位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。d.以后依次在多肽鏈上每增加一個氨基酸都需要經(jīng)過進位、轉(zhuǎn)

10、肽和移位三個步驟，并不斷重復這三個步驟，直到讀取到mRNA上的終止密碼。終止階段：當讀至UGA、UAA、UAG中任一密碼子時，多肽鏈合成終止并脫離核糖體。多肽鏈從核糖體上脫離后，必須盤曲折疊成一定空間結(jié)構(gòu)后，才形成具有特定功能的蛋白質(zhì)分子。說明：一個mRNA分子可以結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。因此，少量mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白質(zhì)。Content（3）結(jié)果：將mRNA中以密碼子形式攜帶的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)分子上。說明：轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程可比喻為發(fā)電報，發(fā)電報時要把文字（遺傳信息）變成電信號（密碼子），這相當于轉(zhuǎn)錄的過程；當另一邊接收到電信號（密碼子）時，就會把電信號（密碼子

11、）變成具體的文字（蛋白質(zhì)），這個過程相當于翻譯。3.基因、RNA、蛋白質(zhì)的關(guān)系Content【例2】一條多肽鏈中有氨基酸個，則作為合成該多肽鏈模板的 m分子和用來轉(zhuǎn)錄成m的分子分別至少需要堿基 （ ） A.個和個B.個和個 C.個和個D.個和個【解析】此題考查控制蛋白質(zhì)合成的過程。m上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸，所以m上堿基的數(shù)量至少是其控制合成的多肽鏈中氨基酸個數(shù)的倍。m是以DNA雙鏈中的一條單鏈為模板，按照堿基互補配對原則轉(zhuǎn)錄形成的，所以分子的堿基數(shù)量至少是其轉(zhuǎn)錄形成的m堿基數(shù)量的倍，是其指導合成的蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量的倍。Content1.在蛋白質(zhì)合成過程中，控制蛋白質(zhì)合成的基因中的堿基

12、數(shù)、mRNA中的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)之比為 。2.在例2中，運輸氨基酸的tRNA有 個，最多有 種tRNA運輸這1000個氨基酸。2.在翻譯過程中，堿基互補配對發(fā)生于哪兩者之間 ( ) A.氨基酸與轉(zhuǎn)運RNA B.信使RNA與轉(zhuǎn)運RNA C.DNA與信使RNA D.核糖體與信使RNA616311000BContent項目DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所主要是細胞核主要是細胞核核糖體模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸其他條件酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP酶(解旋酶、RNA聚合酶等)和ATP酶、ATP和tRNA堿基配對類型ATCGAUTACGAUCG信息傳遞DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)1.轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復制有什么關(guān)系？轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA