2013年高中生物必修2(人教版)同步课件:4-1基因指导蛋白质的合成.ppt
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1、随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练课程标准课程标准 概述遗传信息的转录和翻译。概述遗传信息的转录和翻译。课标解读课标解读1概述遗传信息的转录和翻译。概述遗传信息的转录和翻译。2运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练(1)基本单位:基本单位:_由由_、磷酸和碱基组成,其中的碱基有、磷酸和碱基组成,其中的碱基有_)。(2)结构:一般是结构:一般是
2、_链,长度比链,长度比DNA短;能通过短;能通过_从细胞核转移到细胞质中。从细胞核转移到细胞质中。(3)分类:在翻译过程中起模板作用的是分类:在翻译过程中起模板作用的是_、起转运氨基酸作用的是、起转运氨基酸作用的是_、参与构成核糖体的是参与构成核糖体的是_。遗传信息的转录遗传信息的转录1RNA的组成及分类的组成及分类核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C单单核孔核孔mRNAtRNArRNA随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练(2)过程过程(1)概念:是指在概念:是指在_中,以中,以_为模板,为模板,按照按照_原则合成原则合成_的过程。的过程。2遗传信息的转录遗传信息的转录细胞核
3、细胞核DNA的一条链的一条链碱基互补配对碱基互补配对RNA随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练提示提示含有含有DNA的部位的部位(细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、质粒质粒)均可转录,产物有均可转录,产物有mRNA、tRNA、rRNA等。等。(2)转录的条件有哪些?并与转录的条件有哪些?并与DNA复制比较。复制比较。提示提示模板模板原料原料能量能量酶酶DNA复制复制DNA的的两条链两条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶转录转录DNA的的一条链一条链核糖核苷酸核糖核苷酸ATP解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶思维激活思维激活1 (
4、1)转录的场所一定是细胞核吗?产物一定是转录的场所一定是细胞核吗?产物一定是mRNA吗?吗?随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练1DNA与与RNA的区别与联系的区别与联系(见下表见下表)比较项目比较项目DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中化化学学组组成成基本基本组组成成单位单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱碱基基嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤(A) 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)腺嘌呤腺嘌呤(A) 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)胞嘧啶胞嘧啶(C
5、) 尿嘧啶尿嘧啶(U)五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖核糖(C5H10O5)无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷酸结构结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练(1)转录形成的转录形成的mRNA的碱基序列与作为模板的的碱基序列与作为模板的DNA单链单链的碱基序列之间呈互补关系,其配对情况是的碱基序列之间呈互补关系,其配对情况是GC、CG、TA、AU。mRNA的碱基序列与该的碱基序列与该DNA的另一条链的的另一条链的碱基序列大致相同,只是在碱基序列大致相同,只是在RNA链的相应位置没有链的相应位置没有“T”,而为而为“
6、U”。(2)转录过程中转录过程中DNA 所转录出的所转录出的RNA的碱基数量的碱基数量2 1。(3)特点:边解旋边转录。特点:边解旋边转录。2. 转录有关问题分析转录有关问题分析随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练ARNA复制、复制、4种、种、4种种B转录、转录、4种、种、4种种CDNA复制、复制、5种、种、5种种D转录、转录、5种、种、8种种【巩固巩固1】 如图所表示的生理过程的名称、碱基数、核苷如图所表示的生理过程的名称、碱基数、核苷酸数依次为酸数依次为 ()。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练解析解析以以DNA单链为模板合成单链为模板合成RNA的过程,称为转录。
7、的过程,称为转录。由图示知碱基种类数有由图示知碱基种类数有A、T、G、C、U 5种,但由于种,但由于DNA、RNA构成中所需五碳糖不同,参与合成构成中所需五碳糖不同,参与合成DNA、RNA的核苷酸数各有的核苷酸数各有4种,共种,共8种。种。答案答案D随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练(1)密码子:密码子:_上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个相邻碱基个相邻碱基(终终止密码子除外止密码子除外)。一共有。一共有_种,其中决定氨基酸的有种,其中决定氨基酸的有_种。种。(2)反密码子:与密码子可发生碱基互补配对的反密码子:与密码子可发生碱基互补配对的_上的上的3个相邻碱基。一共有个相
8、邻碱基。一共有_种。种。遗传信息的翻译遗传信息的翻译1概念概念:是指在:是指在_上,以上,以_为模板合成具有一为模板合成具有一定氨基酸序列的定氨基酸序列的_的过程。的过程。mRNA核糖体核糖体蛋白质蛋白质2密码子与反密码子密码子与反密码子mRNA6461tRNA61随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练起始:起始:mRNA与与_结合。结合。运输:运输:_携带氨基酸置于特定位置。携带氨基酸置于特定位置。延伸:核糖体沿延伸:核糖体沿_移动,读取下一个密码子,由对应移动,读取下一个密码子,由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。(一个一个mRN
9、A可可以结合多个核糖体以结合多个核糖体) 终止:当核糖体到达终止:当核糖体到达mRNA上的上的_时,合成停止。时,合成停止。脱离:肽链合成后从核糖体与脱离:肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离,盘曲折的复合物上脱离,盘曲折叠成具有特定叠成具有特定_和和_的蛋白质。的蛋白质。3过程过程核糖体核糖体tRNAmRNA终止密码子终止密码子空间结构空间结构功能功能随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练提示提示前者可以,后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸,前者可以,后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸,但一种氨基酸可以有多种密码子。但一种氨基酸可以有多种密码子。(2)翻译的条
10、件有哪些?翻译的条件有哪些?提示提示模板模板(mRNA)、原料、原料(氨基酸氨基酸)、酶、能量、核糖体、酶、能量、核糖体、tRNA等。等。(3)根据转录、翻译过程,思考根据转录、翻译过程,思考DNA的碱基数、的碱基数、mRNA的碱基数、蛋的碱基数、蛋白质中的氨基酸数间的关系?白质中的氨基酸数间的关系?提示提示6 3 1思维激活思维激活2 (1)根据根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出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,能否确定氨基酸的序列?若已知氨基酸的序列,能否确定mRNA中的碱基排列顺序?中的碱基排列顺序?随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练1DN
11、A复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂的间期细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核细胞质中的核细胞质中的核糖体上糖体上模板模板DNA的两条单链的两条单链 DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸ATP都需要都需要酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚聚合酶合酶解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶合成酶合成酶随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练产物产物2个双链个双链DNA1个单链个单链RNA多肽链多肽链(
12、或蛋白质或蛋白质)产物产物去向去向传递到传递到2个子细个子细胞或子代胞或子代离开细胞核进入离开细胞核进入细胞质细胞质组成细胞结构蛋组成细胞结构蛋白或功能蛋白白或功能蛋白特点特点边解旋边复制,边解旋边复制,半保留复制半保留复制边解旋边转录,边解旋边转录,转录后转录后DNA恢恢复原状复原状翻译结束后,翻译结束后,mRNA被降解成被降解成单体单体碱基碱基配对配对AT,TA,CG,GCAU,TA,CG,GCAU,UA,CG,GC意义意义传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息,使生物表现出各种表达遗传信息,使生物表现出各种性状性状随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练特别提醒特别提醒从核糖体上脱
13、离下来的只是多肽链,再经盘曲从核糖体上脱离下来的只是多肽链,再经盘曲折叠、加工成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。折叠、加工成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。2遗传信息、密码子、反密码子遗传信息、密码子、反密码子项目项目遗传信息遗传信息密码子密码子反密码子反密码子概念概念基因中脱氧核基因中脱氧核苷酸的排列顺苷酸的排列顺序序mRNA中决定一中决定一个氨基酸的个氨基酸的3个个相邻碱基相邻碱基tRNA中与密码中与密码子互补配对的子互补配对的3个碱基个碱基位置位置主要在主要在DNA中中mRNAtRNA随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练作用作用控制生物的控制生物的性状性状直接决定蛋白
14、质中直接决定蛋白质中氨基酸序列氨基酸序列识别密码子,转识别密码子,转运氨基酸运氨基酸种类种类多样性多样性64种种61种种图解图解随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练特别提醒特别提醒(1)密码子与氨基酸的关系密码子与氨基酸的关系密码子共有密码子共有64种,但是编码氨基酸的密码子只有种,但是编码氨基酸的密码子只有61种,种,3种种终止密码子不决定氨基酸。终止密码子不决定氨基酸。一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定,但一种密码子只一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定,但一种密码子只能决定一种氨基酸。能决定一种氨基酸。(2)反密码子与氨基酸的关系反密码子与氨基酸的关系反密码子与决定氨基酸的
15、密码子是一一对应的,存在于反密码子与决定氨基酸的密码子是一一对应的,存在于tRNA上,且一种上,且一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,所以只能识别并转运一种氨基酸,所以tRNA有有61种,但一种氨基酸可以由一种或几种种,但一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运。来转运。(3)密码子具有简并性和通用性。密码子具有简并性和通用性。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练A该过程表明生物体内少量的该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成大量可以迅速合成大量 的蛋白质的蛋白质B该过程的模板是该过程的模板是tRNAC最终合成的肽链最终合成的肽链的结构相同的结构相同D合成合成的场所主要在细
16、胞核,合成的场所主要在细胞核,合成的场所在细胞质的场所在细胞质解析解析图示过程为翻译,模板是图示过程为翻译,模板是mRNA。答案答案B【巩固巩固2】 如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法不正确的是意图,下列说法不正确的是 ()。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练DNA双链双链TGmRNAtRNA反密码子反密码子A氨基酸氨基酸苏氨酸苏氨酸【巩固巩固3】 根据下表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是根据下表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是 ()。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练ATGU BUGA CACU DU
17、CU解析解析由表格信息无法直接确定转录的模板链,但因由表格信息无法直接确定转录的模板链,但因DNA两链间、模板链与两链间、模板链与mRNA间、间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上,可确定苏氨酸的密码子为上,可确定苏氨酸的密码子为ACU或或UGU。答案答案C随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练【例例1】 如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质物质(甲、乙甲、乙),下列有关叙述中正确的是,下列有关叙述中正确的是 ()。示例示例一一DNA和和RNA随堂达标检
18、测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练A遗传信息位于甲上遗传信息位于甲上B乙由三个碱基组成乙由三个碱基组成C甲的合成需要甲的合成需要RNA聚合酶的参与聚合酶的参与D乙可以转运多种氨基酸乙可以转运多种氨基酸思维导图思维导图:深度剖析深度剖析由图可知,甲为由图可知,甲为mRNA,乙为,乙为tRNA。遗传信息位。遗传信息位于于DNA上;上;tRNA是由一条单链是由一条单链RNA通过折叠形成的,由多个通过折叠形成的,由多个碱基组成;一种碱基组成;一种tRNA只能转运一种氨基酸;只能转运一种氨基酸;mRNA是在是在RNA聚合酶催化作用下以聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。分子的一条链
19、为模板转录形成的。随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练答案答案C规律方法规律方法DNA与与RNA的判定方法的判定方法(1)根据五碳糖种类判定:若核酸分子中含核糖,则一定为根据五碳糖种类判定:若核酸分子中含核糖,则一定为RNA;若含脱氧核糖,则一定为;若含脱氧核糖,则一定为DNA。(2)根据含氮碱基判定:含根据含氮碱基判定:含T的核酸一定是的核酸一定是DNA;含;含U的核的核酸一定是酸一定是RNA。(3)DNA中单、双链的判定:若中单、双链的判定:若AT、GC或嘌呤或嘌呤嘧啶,嘧啶,则为单链则为单链DNA;若;若AT,GC,AGTC,则最可,则最可能为双链能为双链DNA。随堂达标检测
20、随堂达标检测活页规范训练活页规范训练【例例2】 如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程,到蛋白质的信息流动过程,表示相关过表示相关过程。请据图回答下列问题:程。请据图回答下列问题:示例二示例二蛋白质合成过程分析蛋白质合成过程分析随堂达标检测随堂达标检测活页规范训练活页规范训练(1)过程的产物是过程的产物是DNA,则,则过程发生在过程发生在_期。催化过程期。催化过程的酶是的酶是_。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某某tRNA一端的三个碱基是一端的三个碱基是UAC,该
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