2020高中生物 第四章 基因的表达 1 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修2

基因的表达第四章第1节基因指导蛋白质的合成[学习目标]1.掌握DNA和RNA分子的异同。2.描述遗传信息的转录和翻译的过程。(重、难点)3.理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。(重点)课前自主预习知识点1遗传信息的转录请仔细阅读教材第62～63页，完成下面的问题。1．RNA的组成及种类(1)基本单位及组成(2)结构：一般是，且比DNA短。单链(3)RNA的种类及功能2.DNA和RNA的比较3.转录(2)过程知识点2遗传信息的翻译请仔细阅读教材第64～67页，完成下面的问题。1．概念：游离在细胞质中的以为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，叫作翻译。2．密码子(1)含义：mRNA上决定1个氨基酸的个碱基。各种氨基酸mRNA3相邻(3)密码子与氨基酸对应关系①一种密码子决定1种氨基酸。②1种氨基酸可能对应或密码子。(4)特性①性：地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。②性：一种氨基酸可能有几个密码子。一种多种通用简并3．tRNA(1)结构：类似的叶形，一端是携带的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫。(2)功能：携带、转运氨基酸，。(3)种类：种。(4)与氨基酸对应关系①一种tRNA运输一种氨基酸。②一种氨基酸可由tRNA运输。三叶草氨基酸反密码子识别密码子61只能一种或几种4．翻译过程(1)场所：。(2)原料：。(3)模板：。(4)转运工具：。(5)原则：。(6)产物：。5．多聚核糖体的作用通常，一个mRNA分子上可以相继结合核糖体，同时进行条肽链的合成，因此，的mRNA分子就可以迅速合成的蛋白质。核糖体氨基酸mRNA核糖体碱基互补配对原则蛋白质多个多少量大量课堂互动探究要点一DNA与RNA的比较【典例1】下列关于图中①②两种分子的说法正确的是()A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸C．遗传信息位于①上，密码子位于②上D．①和②共有的碱基是A、C、G、T[解析]①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G。[答案]A[针对训练1]下列有关DNA和RNA的叙述正确的是()A．DNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态B．DNA和RNA的基本组成单位是一样的C．细胞核和细胞质内的遗传物质分别是DNA和RNAD．由碱基A、C和T可以组成5种核苷酸[解析]DNA和RNA是两类不同的核酸，A错误；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，B错误；细胞核和细胞质内的遗传物质都是DNA，C错误；碱基T为DNA的特有碱基，碱基A可组成2种核苷酸，碱基C也可组成2种核苷酸，而碱基T只能组成1种脱氧核苷酸，D正确。[答案]D要点二DNA复制、转录、翻译的区别与联系1.区别[特别提醒](1)复制、转录、翻译的场所①真核细胞细胞核：DNA复制、转录细胞质核糖体：翻译线粒体、叶绿体：DNA复制、转录、翻译②原核细胞：DNA复制、转录、翻译都在细胞质内。③病毒：遗传物质的复制、转录、翻译都在宿主细胞内。(2)真核生物先转录再翻译。原核生物转录和翻译在细胞同一空间进行，两个过程紧密偶联，可同时进行。(3)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。2．联系【典例2】下列有关如图所示的生理过程的描述，错误的是()A．甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成B．能在胰岛B细胞的细胞核内进行的是甲、丙过程C．图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链D．图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点，细胞可在短时间内完成该DNA的复制[解析]题图甲表示DNA的复制，乙表示翻译，丙表示转录，三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成，A正确；胰岛B细胞不能增殖，细胞核内不能进行DNA的复制，B错误；图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链，C正确；图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点，细胞可在短时间内完成该DNA的复制，D正确。[答案]B[针对训练2]如图为细胞中某些生理过程的示意图。下列叙述正确的是()A．①③过程的模板相同B．①③过程的酶相同C．②过程中遗传信息由mRNA流向tRNAD．③过程中的母链与子链反向平行[解析]读图知①为转录，③为DNA的复制过程，其模板不相同；①过程所需酶为RNA聚合酶，③过程所需酶有DNA解旋酶、DNA聚合酶及DNA连接酶等；②过程中遗传信息由mRNA流向蛋白质；③过程中的母链与子链反向平行。[答案]D要点三基因表达中的对应关系及有关的计算1.遗传信息、密码子和反密码子的关系项目遗传信息密码子反密码子作用控制生物的性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类多样性64种61种图解2.密码子、反密码子及氨基酸数量的对应关系由图可得出如下结论(1)由①⑥可知：除终止密码子外，一种密码子对应一种反密码子。(2)由④⑤可知：一种氨基酸对应一种或多种密码子(或反密码子)。(3)由②③可知：一种密码子(或反密码子)只对应一种氨基酸。3．转录、翻译中的有关计算(1)基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系①转录时只以DNA的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。②翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3。(2)基因控制蛋白质合成过程中的相关数量关系基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1。4．蛋白质的有关计算(1)蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数。(2)蛋白质平均相对分子质量＝氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数－(肽键数×18)。(3)若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，则合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量＝n6a－18n6－m。若将基因中有n个碱基改为有n个碱基对，则公式为n3a－18n3－m。[特别提醒](1)转录实际上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的过程。转录产生的RNA的长度明显小于模板DNA。(2)由于终止密码子的存在，准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因上的碱基数目比氨基酸数目的6倍还要多一些。在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。【典例3】一个mRNA分子有m个碱基，其中(G＋C)有n个；由该mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则控制该mRNA合成的DNA分子至少含有的(A＋T)数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是()A．m、(m/3)－1B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1D．2(m－n)、(m/3)－2[解析]由题意知，mRNA分子有m个碱基且G＋C的数目为n，则此mRNA分子中A＋U的数目为m－n，控制其合成的DNA分子模板链中A＋T的数目至少为m－n，整个双链DNA分子中A＋T的数目至少为2(m－n)；由mRNA分子有m个碱基可知，以其为翻译模板可合成最多含m/3个氨基酸的蛋白质分子，题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数最多应为(m/3)－2。[答案]D[针对训练3]假设一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，C和T的个数之和及该mRNA翻译成的多肽中肽键数最多分别为()A．15、20B．60、18C．40、19D．60、19[解析]一段mRNA上有60个碱基，则转录成该mRNA的DNA中应有120个碱基。DNA是双螺旋结构，按照碱基互补配对原则，有A＝T、G＝C，则在双链DNA分子中A＋G＝C＋T＝(1/2)×120＝60。mRNA有60个碱基，不考虑终止密码子，据关系式mRNA中碱基数∶氨基酸数＝3∶1可知，合成的多肽中有20个氨基酸，肽键数最多为19。[答案]D课堂归纳小结[网络构建]自我校对：遗传信息tRNA密码子细胞核一核糖mRNA氨基酸[拓展阅读]龙之九子中国民间有“一龙生九子，九子各不同”的说法。古代传说有一位龙母，生了九个儿子，而这九个儿子长相、脾气和爱好各不相同。《天禄识余·龙种》中记载：“一曰贔屃(bìxì)，形似龟，好负重，今石碑下龟趺是也；二曰螭(鸱)吻(chīwěn)，形似曾，性好望，今屋上兽头是也；三曰蒲牢，形似龙而小，性好叫吼，今钟上级星也；四曰狴犴(bì'àn)，似虎有威力，故立于狱门；五曰饕餮(tāotiè)，好饮食，故立于鼎盖；六曰趴蝮(bāfù)，性好水，故立于桥柱；七曰睚眦(yázì)，性好杀，故立于刀环；八曰狻猊(suānní)，形似狮，似好烟火，故立于香炉；九曰椒图，形似螺蚌，性好闭，故立于门铺。”性状表达包括哪些过程？提示：基因的转录、翻译过程。