人教版高中生物必修二《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》基因的表達(dá)課件

1、第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 課程標(biāo)準(zhǔn)要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。1.生命觀念結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，闡明DNA分子通過轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程表達(dá)遺傳信息；理解多聚核糖體現(xiàn)象的本質(zhì)，利用結(jié)構(gòu)與功能觀，認(rèn)識到其對提高翻譯效率的意義。水平二2.科學(xué)思維利用分析與綜合的方法，比較歸納轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間、場所、模板、產(chǎn)物、原料、酶、能量、過程、堿基互補(bǔ)配對方式及特點(diǎn)等方面的相同與不同。水平二3.科學(xué)思維通過分析相關(guān)資料，利用物質(zhì)與能量觀，分析原核生物、真核生物、DNA病毒和RNA病毒遺傳信

2、息流動(dòng)的規(guī)律，歸納出遺傳信息流動(dòng)的中心法則。水平二4.社會責(zé)任利用中心法則的原理，根據(jù)相關(guān)資料分析不同藥物殺菌抗病毒的機(jī)理，科學(xué)選擇藥物，促進(jìn)人體健康的恢復(fù)。水平一RNA的組成及種類自主梳理1.RNA的基本單位及組成堿基：磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸2.RNA的種類及功能mRNAtRNArRNA名稱_轉(zhuǎn)運(yùn)RNA_結(jié)構(gòu)_鏈_鏈，呈三葉草形單鏈功能傳遞遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板_信使RNA核糖體RNA單單識別密碼子，運(yùn)載氨基酸參與構(gòu)成核糖體典例1 (2019長春九校聯(lián)盟期中)下列敘述中，不屬于RNA功能的是()A.細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì) B.作為某些病毒的遺傳物質(zhì)C.具有生物催化作用 D.參與核糖

3、體的組成解析真核生物、原核生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)都是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，A錯(cuò)誤、B正確；少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA，C正確；rRNA參與核糖體的組成，D正確。答案A對點(diǎn)練1 經(jīng)測定，甲、乙、丙3種生物的核酸中堿基之比如下表，這3種生物的核酸分別為：_、_、_。項(xiàng)目AGCTU甲60406040乙30202030丙41234428解析根據(jù)堿基種類判斷，甲、乙是DNA，丙是RNA，再根據(jù)堿基比例判定甲是單鏈DNA，乙是雙鏈DNA。答案單鏈DNA雙鏈DNARNA【歸納總結(jié)】RNA和DNA的區(qū)別比較項(xiàng)目DNARNA化學(xué)組成基本組成元素均只含有C、H、O、N、P五種元素基本組成單位脫氧

4、核苷酸核糖核苷酸堿基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脫氧核糖核糖無機(jī)酸磷酸磷酸空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)聯(lián)想質(zhì)疑【歸納】DNA與RNA的判定方法(1)根據(jù)五碳糖種類判定：若核酸分子中含核糖，一定為RNA；含脫氧核糖，一定為DNA。(2)根據(jù)含氮堿基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。(3)DNA中單、雙鏈的判定：若AT、GC或嘌呤嘧啶，則為單鏈DNA；若AT，GC，AGTC，則一般認(rèn)為是雙鏈DNA。自主梳理遺傳信息的轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核一條鏈4種游離的核糖核苷酸RNA聚合酶堿基堿基互補(bǔ)配對一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA鏈上雙螺旋mRNA、tRNA、rRNA(1

5、)轉(zhuǎn)錄時(shí)，需要解旋嗎？需要解旋酶嗎？為什么？提示需要解旋，因?yàn)镈NA雙鏈只有解開螺旋才能為轉(zhuǎn)錄提供模板；不需要解旋酶，因?yàn)镽NA聚合酶本身就兼有解旋的作用。(2)轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA子鏈的延伸方向如何？與RNA聚合酶的移動(dòng)方向一致嗎？提示5端3端；一致。(3)轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA子鏈與其模板鏈之間進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，堿基互補(bǔ)配對的方式共有幾種？分別是什么？所形成的堿基對共有幾種？分別是什么？提示3種，A與U、T與A、G與C；4種，AU、TA、GC和CG。(4)轉(zhuǎn)錄只能形成mRNA一種RNA嗎？轉(zhuǎn)錄形成的RNA中一定沒有氫鍵嗎？提示轉(zhuǎn)錄可以形成mRNA、tRNA和rRNA等；不一定，轉(zhuǎn)錄形成的tRNA中含有氫

6、鍵。典例2 (201610月浙江選考)遺傳信息表達(dá)的過程中，mRNA的三個(gè)堿基是5UAC3，則DNA模板鏈上對應(yīng)的三堿基是()A.5GTA3 B.5CAT3 C.5CUT3 D.5GUA3解析mRNA的三個(gè)堿基是5UAC3，而mRNA與轉(zhuǎn)錄的模板DNA單鏈?zhǔn)欠较蛳喾础A基互補(bǔ)的，所以DNA模板鏈上對應(yīng)的三個(gè)堿基是5GTA3。答案A對點(diǎn)練2 (2019南菁中學(xué)期中)如圖是真核生物mRNA合成過程圖，請據(jù)圖判斷下列說法中正確的是()A.R表示的節(jié)段正處于解旋狀態(tài)，形成這種狀態(tài)需要解旋酶B.圖中是以4種脫氧核苷酸為原料合成的C.如果圖中表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶D.圖中的合成后，在細(xì)胞核中

7、與核糖體結(jié)合并控制蛋白質(zhì)的合成解析R表示的節(jié)段正處于解旋狀態(tài)，形成這種狀態(tài)不需要解旋酶，只需要RNA聚合酶，A錯(cuò)誤；圖中是RNA分子，以4種核糖核苷酸為原料合成的，B錯(cuò)誤；如果圖中表示酶分子，它能催化轉(zhuǎn)錄，則它的名稱是RNA聚合酶，C正確；圖中的是mRNA，合成后從細(xì)胞核出來，與核糖體結(jié)合并控制蛋白質(zhì)的合成，D錯(cuò)誤。答案C聯(lián)想質(zhì)疑真核細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄均主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。1.翻譯的概念遺傳信息的翻譯自主梳理mRNA核糖體順序蛋白質(zhì)2.密碼子與反密碼子(1)密碼子與反密碼子的比較密碼子反密碼子種類_種目前發(fā)現(xiàn)有很多種位置_上_一端實(shí)質(zhì)決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基與mRNA_發(fā)生堿基互補(bǔ)

8、配對的3個(gè)相鄰的堿基翻譯時(shí)，mRNA與tRNA局部反向平行，密碼子與反密碼子堿基互補(bǔ)配對，堿基配對的方式有兩種，即A與U配對，G與C配對。64mRNAtRNA密碼子在正常情況下，UGA是；但在特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以作，此時(shí)它編碼。(2)密碼子兩種特性簡并性：絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)的現(xiàn)象。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸，從而減少變異發(fā)生的頻率；當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可保證翻譯的效率。性：地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。終止密碼子起始

9、密碼子甲硫氨酸密碼子通用3.翻譯的過程4.翻譯能精確進(jìn)行的2種原因5.翻譯能高效進(jìn)行的原因1個(gè)mRNA可以相繼結(jié)合個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條相同肽鏈的合成。mRNA堿基互補(bǔ)配對多(1)翻譯時(shí)，蛋白質(zhì)的合成通常是從mRNA的哪里開始，到哪里結(jié)束？提示從起始密碼子開始，到終止密碼子結(jié)束。(2)翻譯時(shí)，核糖體的移動(dòng)方向如何？提示從mRNA的5端向3端移動(dòng)。(3)翻譯時(shí)，攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體上同一個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合嗎？提示不是，與起始密碼子對應(yīng)的tRNA結(jié)合在核糖體上的一個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)上，后續(xù)的tRNA結(jié)合在另外一個(gè)位點(diǎn)上。(4)攜帶肽鏈的tRNA會先后占據(jù)核糖體上的幾個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)

10、？提示2個(gè)。典例3 (2019華師大一附中期末)抗生素P能有效抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，原因是具有與tRNA結(jié)構(gòu)中“結(jié)合氨基酸部位”類似的結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行試管內(nèi)翻譯時(shí)，將足量抗生素P加到反應(yīng)試管內(nèi)，可能會觀察到的現(xiàn)象是()A.試管內(nèi)翻譯的最終產(chǎn)物為不完整蛋白質(zhì)B.攜帶氨基酸的tRNA無法與mRNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對C.mRNA無法與核糖體結(jié)合D.抗生素P與游離的核糖核苷酸結(jié)合解析分析題意可知，抗生素P會與tRNA搶氨基酸，因此會抑制蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致合成的蛋白質(zhì)不完整，A正確；由題意可知，該抗生素不會影響tRNA與mRNA中的位點(diǎn)結(jié)合，B錯(cuò)誤；抗生素P并不影響核糖體與mRNA的結(jié)合，C錯(cuò)誤；抗生素P不能

11、與游離的核糖核苷酸結(jié)合，D錯(cuò)誤。答案A對點(diǎn)練3 如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理變化，Y表示具有某種功能的酶，請據(jù)圖分析下面有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.Y為RNA聚合酶B.該圖中最多含5種堿基、8種核苷酸C.過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，過程在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行D.b部位發(fā)生的堿基配對方式可能有TA、AU、CG、GC解析分析題圖可知，過程和過程分別表示真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，故Y為RNA聚合酶，A正確；圖中有DNA和RNA分子，因此最多含有5種堿基和8種核苷酸，B正確；過程為轉(zhuǎn)錄過程，主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，此外在線粒體和葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行，為翻譯過程，在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行，C錯(cuò)誤；b部位發(fā)生轉(zhuǎn)錄，因此b部

12、位發(fā)生的堿基配對方式可能有TA、AU、CG、GC，D正確。答案C聯(lián)想質(zhì)疑RNA有三種，均來自于DNA的轉(zhuǎn)錄密碼子的簡并性：亮氨酸可由6種密碼子決定。一條mRNA上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體?！練w納總結(jié)】(1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA等，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。(2)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對不是AT，而是AU。(3)并不是所有的密碼子都決定氨基酸，如終止密碼子UAA和UAG。(4)真核細(xì)胞的核基因表達(dá)過程，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA要通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合，轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間和空間上均不同，表現(xiàn)為先轉(zhuǎn)錄后翻譯。(

13、5)原核細(xì)胞的基因表達(dá)過程中，由于沒有核膜的阻擋，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同時(shí)進(jìn)行，表現(xiàn)為邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。1.提出者。2.內(nèi)容中心法則自主梳理克里克DNA復(fù)制：遺傳信息從流向。轉(zhuǎn)錄：遺傳信息從流向。翻譯：遺傳信息從流向。DNADNADNARNARNA蛋白質(zhì)3.發(fā)展發(fā)展內(nèi)容信息流動(dòng)舉例RNA自我復(fù)制遺傳信息從_流向_煙草花葉病毒RNA_遺傳信息從_流向_HIV完善后的中心法則，用圖解表示為：RNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNADNA4.生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體在遺傳信息的流動(dòng)過程中，是信息的載體，是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而為信息的流動(dòng)提供能量。DNA、RNA蛋白質(zhì)ATP典例4 (2019浙南名校聯(lián)盟期末)某病毒的遺傳物

14、質(zhì)是單鏈RNA(RNA)，宿主細(xì)胞內(nèi)病毒的增殖過程如圖，RNA和RNA的堿基序列是互補(bǔ)的。下列敘述正確的是()A.RNA和RNA均可與核糖體結(jié)合作為翻譯的模板B.據(jù)圖推測，只有RNA上有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)C.過程所需的嘌呤數(shù)和過程所需的嘧啶數(shù)相同D.過程需要的tRNA來自病毒，原料及場所都由宿主細(xì)胞提供解析由圖示可得，只有RNA可與核糖體結(jié)合作為翻譯的模板，A錯(cuò)誤；圖中既能以RNA為模板合成RNA，也能以RNA為模板合成RNA，說明RNA和RNA均有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，B錯(cuò)誤；由于RNA和RNA的堿基是互補(bǔ)配對的，所以過程所需嘌呤數(shù)量與過程所需嘧啶數(shù)量相同，C正確；為翻譯過程，該過程需

15、要的tRNA、原料及場所都由宿主細(xì)胞提供，D錯(cuò)誤。答案C對點(diǎn)練4 在其他條件具備的情況下，在試管中加入物質(zhì)X和物質(zhì)Z，可得到相應(yīng)產(chǎn)物Y。下列敘述正確的是()A.若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉(zhuǎn)錄病毒B.若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C.若X是RNA，Y是DNA，則Z是RNA復(fù)制酶D.若X是mRNA，Y是核糖體上合成的生物大分子，則Z是氨基酸解析以DNA為模板合成RNA，屬于轉(zhuǎn)錄過程，需要RNA聚合酶的催化，需要消耗核糖核苷酸，A、B錯(cuò)誤；以RNA為模板，合成DNA，屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化，需要消耗脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，屬于翻譯過程，需要消耗氨基酸，D正確。答案D【規(guī)律方法】“三看”法判斷中心法則的各個(gè)過程“一看”模板“二看”原料“三看”產(chǎn)物過程相關(guān)酶DNA脫氧核苷酸DNADNA復(fù)制解旋酶、DNA聚合酶核糖核苷酸RNA轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶RNA脫氧核苷酸DNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶核糖核苷酸RNARNA復(fù)制RNA復(fù)制酶氨基酸蛋白質(zhì)