2015年高一生物章节课件:第4章第1《基因指导蛋白质的合成》(人教版必修二).ppt.ppt
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1、生物生物必修必修2(人教版)(人教版)第第4章基因的表达章基因的表达第第1节基因指导蛋白质的合成节基因指导蛋白质的合成 栏目链接核核 心心点点 晴晴1RNA是在细胞核中是在细胞核中,以以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成的的,这一过程称为转录。这一过程称为转录。2以以DNA为模板转录为模板转录RNA的过程:的过程:(1)DNA双链解开双链解开,DNA双链的碱基得以暴露;双链的碱基得以暴露;(2)游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时的碱基互补时,两者以氢键结合两者以氢键结合(有有RNA聚合酶参与
2、聚合酶参与);(3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子分子上;上; 栏目链接核核 心心点点 晴晴 (4)合成的合成的mRNA从从DNA链上释放。而后链上释放。而后,DNA双双链恢复。链恢复。3游离在细胞质中的各种氨基酸游离在细胞质中的各种氨基酸,就以就以mRNA为模为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻这一过程叫做翻译。译。 栏目链接 栏目链接一、一、RNA的组成及分类的组成及分类新新 知知初初 探探u自主学习自主学习1基本单位:基本单位:_。2组成成分。组成成分。3结构:一般是结构:一般是_链,长度比
3、链,长度比DNA_;能通过;能通过_从细胞核转移到细胞从细胞核转移到细胞质中。质中。核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)胞嘧啶胞嘧啶(C)尿嘧啶尿嘧啶(U)单单短短核孔核孔 栏目链接新新 知知初初 探探4种类、作用及结构。种类、作用及结构。种类种类作用作用结构结构信使信使RNA(mRNA)_转运转运RNA(tRNA)_核糖体核糖体RNA(rRNA)_单链结构单链结构蛋白质合成蛋白质合成的直接模板的直接模板单链结构单链结构识别密码子,识别密码子,运载氨基酸运载氨基酸呈三叶草形呈三叶草形核糖体的组成核糖体的组成成分成分 栏目链接二、遗传信息的转录和翻译二、遗传信息的转录
4、和翻译新新 知知初初 探探1遗传信息的转录:遗传信息的转录:(1)概念:在细胞核中,以概念:在细胞核中,以_为为模板合成模板合成_的过程。的过程。(2)过程:过程:DNA_原料与原料与DNA碱基互补碱基互补配对并通过配对并通过_结合结合mRNA新链的延伸新链的延伸合成合成的的_从从DNA链上释放链上释放DNA复旋。复旋。DNA的一条链的一条链RNA解旋解旋氢键氢键mRNA 栏目链接新新 知知初初 探探2遗传信息的翻译:遗传信息的翻译:(1)概念:游离在细胞质中的各种概念:游离在细胞质中的各种_,以,以_为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (
5、2)密码子和反密码子。密码子和反密码子。位置:密码子位于位置:密码子位于_上,反密码子位于上,反密码子位于_上。上。 种 类 : 密 码 子种 类 : 密 码 子 _ _ _ _ _ _ _ _ 种 , 其 中种 , 其 中 3 种种_不决定氨基酸,决定氨基酸的有不决定氨基酸,决定氨基酸的有_种。种。氨基酸氨基酸mRNAmRNAtRNA64终止密码子终止密码子61 栏目链接新新 知知初初 探探 (3)过程。过程。mRNA与与_结合。结合。tRNA与与mRNA按照按照_结合,结合,将氨基酸置于特定位置。将氨基酸置于特定位置。相邻氨基酸脱水缩合形成相邻氨基酸脱水缩合形成_,氨基酸连,氨基酸连接形成
6、接形成_。肽链盘曲折叠,形成成熟的蛋白质。肽链盘曲折叠,形成成熟的蛋白质。核糖体核糖体碱基互补配对原则碱基互补配对原则肽键肽键肽链肽链 栏目链接新新 知知初初 探探u合作交流合作交流1判断正误:判断正误:(1)转录是以转录是以DNA的两条链作为模板,只发生在的两条链作为模板,只发生在细胞核中,以细胞核中,以4种核糖核苷酸为原料。种核糖核苷酸为原料。()(2)DNA是蛋白质合成的直接模板。是蛋白质合成的直接模板。()(3)密码子位于密码子位于mRNA上,上,ATC一定不是密码子。一定不是密码子。()(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。在核糖体上移动翻译出蛋白质。() 栏目链接(1)对于真核
7、生物而言,对于真核生物而言,RNA主要是在细胞核主要是在细胞核中以中以4种核糖核苷酸为原料、以种核糖核苷酸为原料、以DNA的一条链作为模的一条链作为模板合成的,除细胞核外,叶绿体和线粒体内也能合成板合成的,除细胞核外,叶绿体和线粒体内也能合成RNA。原核生物中。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。是在细胞质中合成的。(2) DNA把携带的遗传信息传递给把携带的遗传信息传递给mRNA后,由后,由mRNA作作为合成蛋白质的直接模板。为合成蛋白质的直接模板。 (4)核糖体在核糖体在mRNA上移上移动翻译出蛋白质。动翻译出蛋白质。分析分析新新 知知初初 探探 栏目链接新新 知知初初 探探2问题思考:问
8、题思考:(1)在组成上,在组成上,RNA与与DNA相比有哪些不同?相比有哪些不同?(2)在细胞核中转录出的在细胞核中转录出的RNA进入细胞质,是否体进入细胞质,是否体现生物膜的流动性?为什么?现生物膜的流动性?为什么?五碳糖是核糖五碳糖是核糖,碱基组成中没有碱基组成中没有T,而替而替换为换为U。提示提示没有。转录出的没有。转录出的RNA通过核孔进入细胞质,通过核孔进入细胞质,不穿过核膜,没有体现生物膜的流动性。不穿过核膜,没有体现生物膜的流动性。提示提示 栏目链接 栏目链接探究一探究一DNA与与RNA的区别的区别要要 点点探探 究究1DNA与与RNA的比较。的比较。项目项目分布分布基本组成单位
9、基本组成单位五碳糖五碳糖空间结构空间结构分类分类功能功能联系联系主要存在于细主要存在于细胞核中胞核中主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖通常呈单链通常呈单链mRNA、tRNA、rRNA三类三类绝大多数生物的绝大多数生物的遗传物质遗传物质作为部分病毒的遗传物质作为部分病毒的遗传物质作为翻译的模板或搬运工作为翻译的模板或搬运工参与核糖体的构成参与核糖体的构成少数少数RNA有催化作用有催化作用RNA由由DNA转录产生,转录产生,DNA是遗传信息的储存者,是遗传信息的储存者,RNA是是遗传信息的携带者,遗传
10、信息的携带者,RNA的遗传信息来自于的遗传信息来自于DNADNARNA 栏目链接要要 点点探探 究究2.DNA和和RNA的判断。的判断。(1)若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖,则必或五碳糖为脱氧核糖,则必为为DNA。(2)若若AT、CG,则为单链,则为单链DNA;若;若AT、CG,则一般认为是双链,则一般认为是双链DNA。3若出现碱基若出现碱基U或五碳糖为核糖,则必为或五碳糖为核糖,则必为RNA。4要确定是要确定是DNA还是还是RNA,必须知道碱基的种类,必须知道碱基的种类或五碳糖的种类,是单链还是双链,还必须知道碱基比或五碳糖的种类,是单链还是双链,还必须知道碱基比率。率
11、。 栏目链接要要 点点探探 究究特别提醒:特别提醒:(1)少数少数DNA存在于真核细胞的线粒体、存在于真核细胞的线粒体、叶绿体及原核细胞的质粒中。叶绿体及原核细胞的质粒中。(2)极少数病毒的极少数病毒的DNA为单链为单链,另外极少数病毒的另外极少数病毒的RNA为双链。为双链。(3)用放射性同位素标记用放射性同位素标记“T”,可以研究细胞分裂过可以研究细胞分裂过程中程中DNA的复制场所及时间;标记的复制场所及时间;标记“U”可以研究可以研究mRNA的合成场所及其在细胞内的转移途径。的合成场所及其在细胞内的转移途径。 栏目链接要要 点点探探 究究u问题导学问题导学1个个DNA分子分子2个个RNA分
12、子。分子。提示提示1.(1)若某些核酸中共有若某些核酸中共有8种核苷酸种核苷酸,5种碱基种碱基,4条条链链,则推断可能的核酸情况怎样?则推断可能的核酸情况怎样?(2)DNA复制就是基因表达的过程吗?复制就是基因表达的过程吗?不是。不是。提示提示 栏目链接要要 点点探探 究究【例例1】下图代表的是某种转运下图代表的是某种转运RNA,对此分析,对此分析正确的是正确的是()A此转运此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基含有五种元素、两种含氮碱基B该结构参与蛋白质合成中的翻译过程该结构参与蛋白质合成中的翻译过程C合成此转运合成此转运RNA的场所是核糖体的场所是核糖体D若转运若转运RNA中的碱基发生突变
13、,一定会引起蛋中的碱基发生突变,一定会引起蛋白质结构的改变白质结构的改变 栏目链接要要 点点探探 究究技巧归纳技巧归纳:基因中的碱基、基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系白质中氨基酸的数量关系比较比较数目数目DNA中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱氧核糖核苷酸数氧核糖核苷酸数mRNA中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核苷酸数苷酸数参与转运氨基酸的参与转运氨基酸的tRNA数数蛋白质中的氨基酸数蛋白质中的氨基酸数蛋白质中的肽链数蛋白质中的肽链数蛋白质中的肽键数蛋白质中的肽键数缩合脱去的水分子数缩合脱
14、去的水分子数6n3nnnmnmnm 栏目链接题图所示为转运题图所示为转运RNA,含有,含有C、H、O、N、P五五种元素,种元素,A、C、G、U四种含氮碱基;转运四种含氮碱基;转运RNA在翻译在翻译中运输氨基酸;中运输氨基酸;tRNA在细胞核中合成并加工成三叶草在细胞核中合成并加工成三叶草结构;图中碱基发生突变,若改变为运输谷氨酸的另一结构;图中碱基发生突变,若改变为运输谷氨酸的另一反密码子,而谷氨酸不变,蛋白质的结构仍不会改变。反密码子,而谷氨酸不变,蛋白质的结构仍不会改变。解析解析 栏目链接B答案答案要要 点点探探 究究要要 点点探探 究究u跟踪训练跟踪训练1DNA一条链的一段碱基排列顺序为
15、一条链的一段碱基排列顺序为“CTCGAT”,以其为模板转录形成,以其为模板转录形成mRNA,则此段,则此段mRNA决定的决定的氨基酸序列由左至右为氨基酸序列由左至右为()密码子:密码子:CAU:组氨酸;:组氨酸;CAG:谷氨酰胺;:谷氨酰胺;CUA、CUC:亮氨酸;:亮氨酸;GUC、GUA:缬氨酸:缬氨酸(起始起始);GAG:谷:谷氨酸;氨酸;GAU:天冬氨酸。:天冬氨酸。A亮氨酸天冬氨酸亮氨酸天冬氨酸B谷氨酸亮氨酸谷氨酸亮氨酸C谷氨酰胺缬氨酸谷氨酰胺缬氨酸D缬氨酸组氨酸缬氨酸组氨酸B 栏目链接“CTCGAT”转录的转录的RNA为为“GAGCUA”,对应的氨基酸由左至右为:,对应的氨基酸由左至
16、右为:谷氨酸谷氨酸亮氨酸亮氨酸。解析解析 栏目链接要要 点点探探 究究探究二转录、翻译过程中有关图形的解读探究二转录、翻译过程中有关图形的解读要要 点点探探 究究1转录、翻译过程中有关图形解读。转录、翻译过程中有关图形解读。(1)转录:转录:RNA是在细胞核中,以是在细胞核中,以DNA的一条链为的一条链为模板合成的,这一过程称为转录模板合成的,这一过程称为转录(如左下图如左下图)。 栏目链接要要 点点探探 究究(2)翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图如右上
17、图)。(3)tRNA结构模式图:结构模式图: 栏目链接要要 点点探探 究究 栏目链接要要 点点探探 究究数量关系:一个数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体。可同时结合多个核糖体。目的意义:少量的目的意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量分子可以迅速合成出大量的蛋白质。的蛋白质。方向:从左向右方向:从左向右(见上图见上图),判断依据是根据多肽链,判断依据是根据多肽链的长短,长的翻译在前。的长短,长的翻译在前。结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。 栏目链接要
18、要 点点探探 究究2遗传信息、密码子遗传信息、密码子(遗传密码遗传密码)、反密码子的区分。、反密码子的区分。 栏目链接要要 点点探探 究究3基因、基因、RNA、蛋白质的关系。、蛋白质的关系。特别提醒:特别提醒:(1)一种氨基酸可由一种或几种密码子一种氨基酸可由一种或几种密码子决定决定,但一种密码子只决定一种氨基酸。但一种密码子只决定一种氨基酸。 栏目链接要要 点点探探 究究 (2)一种氨基酸可由一种或几种一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运搬运,但一种但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。只能搬运一种氨基酸。(3)碱基配对双方是碱基配对双方是mRNA上密码子和上密码子和tRNA上反密码上反密码子子
19、,故故AU,UA配对配对,G与与C,C与与G配对配对,不能出不能出现现T。(4)一个核糖体与一个核糖体与mRNA的结合部位形成的结合部位形成2个个tRNA结结合位点。合位点。(5)翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。酸。 栏目链接要要 点点探探 究究(6)翻译终点:识别到终止密码子翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸不决定氨基酸)翻翻译停止。译停止。( (7)翻译进程:核糖体沿着翻译进程:核糖体沿着mRNA移动移动,读取下一读取下一个密码子个密码子,但但mRNA不移动。不移动。(8)tRNA有很多碱基有很多碱基,不只是不只是3个个,只是构
20、成反密码只是构成反密码子部分的是子部分的是3个。个。 栏目链接要要 点点探探 究究u问题导学问题导学2.(1)RNA2.(1)RNA聚合酶参与什么过程?具体的作用是什聚合酶参与什么过程?具体的作用是什么?么?RNA聚合酶参与转录过程。聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与聚合酶与基因上的基因上的RNA聚合酶结合位点结合,启动转录,聚合酶结合位点结合,启动转录,并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的mRNA片段片段上。上。提示提示 栏目链接要要 点点探探 究究(2)根据根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列?若已知氨基酸的序列
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