2021年高中生物人教版(新教材)必修2课件:第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 .pptx
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1、第4章 基因的表达 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 课内探究课内探究名师点睛名师点睛 指点名津指点名津拨云见日拨云见日 教材问题教材问题解疑答惑解疑答惑 巩固训练巩固训练课堂达标课堂达标 夯基提能作业夯基提能作业 基础知识基础知识双基夯实双基夯实 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 课程要求课程要求 核心素养核心素养 概述概述DNA分子上的遗分子上的遗 传信息通过传信息通过RNA指导指导 蛋白质的合成蛋白质的合成 1从化学组成、结构、分布、功能等方面,概从化学组成、结构、分布、功能等方面,概 括说明括说明DNA和和RNA分子的异同。分子的异同。(
2、科学思维科学思维) 2结合图示图解,概述结合图示图解,概述DNA分子上的遗传信息分子上的遗传信息 通过通过RNA指导蛋白质的合成。指导蛋白质的合成。(科学思维、符合科学思维、符合 生命观念生命观念) 3从存在位置、作用等方面,概括说明遗传信从存在位置、作用等方面,概括说明遗传信 息、密码子、反密码子的区别。息、密码子、反密码子的区别。(科学思维科学思维) 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 知识导图知识导图 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 基础知识基础知识 双基夯实双基夯实 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 一
3、一、遗传信息的转录遗传信息的转录 1RNA的组成的组成、结构和种类:结构和种类: 基本单位基本单位 _ 组成成分组成成分 腺嘌呤腺嘌呤 _ _ G _ C _ U 结构结构 一般是一般是_,长度比,长度比 DNA_ 种类种类 _ 核糖核苷酸核糖核苷酸 核糖核糖 A 鸟嘌呤鸟嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 尿嘧啶尿嘧啶 单链单链 短短 mRNA、tRNA和和rRNA 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 2遗传信息的转录:遗传信息的转录: (1)概念概念 主要场所:主要场所:_ 模板:模板:_ 原料:四种游离的原料:四种游离的_ 产物:产物:_ 细胞核细胞核 DNA的一条链的一条链
4、核糖核苷酸核糖核苷酸 RNA 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) (2)过程:过程: 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 二二、遗传信息的翻译遗传信息的翻译 1密码子和反密码子的比较:密码子和反密码子的比较: 项目项目 位置位置 实质实质 种类种类 密码子密码子 _ 决定氨基酸的决定氨基酸的_相邻相邻 的碱基的碱基 共有共有_种,决定氨种,决定氨 基酸的有基酸的有_种种 反密码子反密码子 _ 与与_上的密码子互上的密码子互 补配对的补配对的_相邻碱基相邻碱基 共有共有_种种 mRNA 3个个 64 61 tRNA mRNA 3个个 61 返回
5、导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 2翻译过程:翻译过程: 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_移动移动,读取下一个密码子读取下一个密码子,由对应由对应_ 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 核糖体核糖体 tRNA mRNA tRNA 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 终止:当核糖体到达终止:当核糖体到达mRNA上的上的_时时,合成停止合成停止 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的复合物上脱离的复
6、合物上脱离,盘曲折叠成盘曲折叠成 具有特定具有特定_和和_的蛋白质分子的蛋白质分子 终止密码子终止密码子 空间结构空间结构 功能功能 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 三三、中心法则中心法则 1提出者:提出者:克里克克里克。 2内容:内容:遗传信息可以从遗传信息可以从DNA流向流向DNA,即即DNA的的_;也;也 可以从可以从DNA流向流向_,进而流向进而流向_,即遗传信息的转录和翻即遗传信息的转录和翻 译译。 3补充后的中心法则图解补充后的中心法则图解 复制复制 RNA 蛋白质蛋白质 转录转录 复制复制 翻译翻译 逆转录逆转录 返回导航 第4章 基因的表达 生物学
7、(必修2遗传与进化RJ) 活学巧练活学巧练 判断下列叙述的正误判断下列叙述的正误 (1)转录的场所是细胞核转录的场所是细胞核。 ( ) (2)转录时以转录时以DNA的两条链同时作模板的两条链同时作模板,以以4种核糖核苷酸为原料种核糖核苷酸为原料。 ( ) (3)密码子与氨基酸是一一对应关系密码子与氨基酸是一一对应关系。 ( ) (4)细胞中游离的核糖核苷酸在细胞中游离的核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下依次连接而成一聚合酶的作用下依次连接而成一 个个mRNA分子分子。 ( ) (5)已知氨基酸的序列已知氨基酸的序列,可确定可确定mRNA中的碱基排列顺序中的碱基排列顺序。 ( ) 返回导航 第4章
8、 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 思考思考 1下图是一小段下图是一小段DNA片段片段,甲链是模板链甲链是模板链,请写出其转录生成的请写出其转录生成的 RNA的碱基序列的碱基序列,并分析并分析RNA的碱基序列与的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关两条链碱基序列的关 系系。 提示:提示: 生成的生成的 RNA 的碱基序列与模板链互补, 与非模板链碱基序列基本的碱基序列与模板链互补, 与非模板链碱基序列基本 相同相同(除除 T 和和 U 外外)。 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 2RNA聚合酶参与什么过程聚合酶参与什么过程?具体的作用是什么具体的作用是什么?
9、 提示:提示:RNA聚合酶参与转录过程聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与基因上的聚合酶与基因上的RNA聚聚 合酶结合位点结合合酶结合位点结合,启动转录启动转录,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片段上片段上,同时还有解旋功能同时还有解旋功能。 3根据根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列?若若 已知氨基酸的序列已知氨基酸的序列,能否确定能否确定mRNA中的碱基排列顺序中的碱基排列顺序? 提示:提示:前者可以前者可以,后者不能确定后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸因为一种密码子对应一种氨基酸
10、 (终止密码子除外终止密码子除外),但一种氨基酸可以有多个密码子但一种氨基酸可以有多个密码子。 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 学霸记忆学霸记忆 1RNA有三种:信使有三种:信使RNA(mRNA)、转运转运RNA(tRNA)和核糖体和核糖体 RNA(rRNA)。 2转录的主要场所是细胞核转录的主要场所是细胞核,条件是模板条件是模板(DNA的一条链的一条链)、原料原料(4 种核糖核苷酸种核糖核苷酸)、酶酶(RNA聚合酶聚合酶)和能量和能量。 3 翻 译 的 场 所 是 核 糖 体翻 译 的 场 所 是 核 糖 体 , 条 件 是 模 板条 件 是 模 板 (mRNA
11、) 、 “ 搬 运搬 运 工工”(tRNA)、原料原料(21种氨基酸种氨基酸)、酶和能量酶和能量。 4中心法则图解:中心法则图解: 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 课内探究课内探究 名师点睛名师点睛 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 1DNA与与RNA的比较的比较 一一 遗传信息的转录遗传信息的转录 要点归纳要点归纳 比较项目比较项目 项目项目 DNA RNA 化学化学 组成组成 基本单位基本单位 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 碱基碱基 A、G、C、T A、G、C、U 五碳糖五碳糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖 无机酸无机酸
12、 磷酸磷酸 磷酸磷酸 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 比较项目比较项目 项目项目 DNA RNA 空间结构空间结构 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 分类分类 通常只有一类通常只有一类 分分mRNA、tRNA、rRNA三类三类 功能功能 主要的遗传物质主要的遗传物质 在不存在在不存在DNA的生物里是遗传的生物里是遗传 物质,在存在物质,在存在DNA的生物里辅的生物里辅 助助DNA完成功能完成功能 存在存在 (真核生物真核生物) 主要存在于细胞核主要存在于细胞核 中的染色体上中的染色体上 主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中 返回导航
13、第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 2三种三种RNA的比较的比较 mRNA tRNA rRNA 分布分布 部位部位 常与核糖体结合常与核糖体结合 细胞质中细胞质中 与蛋白质结合与蛋白质结合 形成核糖体形成核糖体 结构结构 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) mRNA tRNA rRNA 功能功能 翻译时作模板翻译时作模板 翻译时作搬运翻译时作搬运 氨基酸的工具氨基酸的工具 参与核糖参与核糖 体的组成体的组成 联系联系 组成相同:组成相同:4种核糖核苷酸;种核糖核苷酸; 来源相同:都由转录产生;来源相同:都由转录产生; 功能协同:都与翻译有关功能协同:都
14、与翻译有关 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 3RNA适于作为适于作为DNA信使的原因信使的原因 (1)RNA的基本组成单位是核苷酸的基本组成单位是核苷酸,含有含有4种碱基种碱基,可以储存遗传信可以储存遗传信 息息。 (2)RNA一般是单链一般是单链,比比DNA短短,能通过核孔能通过核孔,从细胞核进入细胞从细胞核进入细胞 质质。 (3)组成组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。 特别提醒特别提醒 (1)转录的基本单位是基因转录的基本单位是基因,而不是整个而不是整个DNA。 (2)在真核细胞内在真核细胞内,转录出来的转录出来的RN
15、A需经过加工才具有生物活性需经过加工才具有生物活性。 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 4转录与转录与DNA分子复制的区别:分子复制的区别: 复制复制 转录转录 时间时间 有丝分裂间期和减数第一次有丝分裂间期和减数第一次 分裂前的间期分裂前的间期 生长发育过程中生长发育过程中 场所场所 主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体 原料原料 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸 模板模板 DNA的两条链的两条链 DNA中的一条链中的一条链 条件条件 特定的酶和特定的酶和ATP 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必
16、修2遗传与进化RJ) 复制复制 转录转录 过程过程 DNA解旋,以两条链为模板,按解旋,以两条链为模板,按 碱基互补配对原则,合成两条子碱基互补配对原则,合成两条子 链,子链与对应母链螺旋化链,子链与对应母链螺旋化 DNA解旋,以一条链为模板,解旋,以一条链为模板, 按碱基互补配对原则,形成按碱基互补配对原则,形成 mRNA(单链单链),进入细胞质与,进入细胞质与 核糖体结合核糖体结合 模板模板 去向去向 分别进入两个子代分别进入两个子代DNA分子中分子中 恢复原样,恢复原样,DNA分子重新形分子重新形 成双螺旋结构成双螺旋结构 特点特点 边解旋边复制,半保留复制边解旋边复制,半保留复制 边解
17、旋边转录,边解旋边转录,DNA双链全双链全 保留保留 产物产物 两个双链两个双链DNA分子分子 一条单链一条单链mRNA 意义意义 复制遗传信息,使遗传信息从亲复制遗传信息,使遗传信息从亲 代传给子代代传给子代 传递遗传信息,为翻译做准传递遗传信息,为翻译做准 备备 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) (2019 湖北孝感期末湖北孝感期末)如图为真核生物细胞核内转录过程的如图为真核生物细胞核内转录过程的 示意图示意图,下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) A链的碱基链的碱基A与与链的碱基链的碱基T互补配对互补配对 B如果如果表示酶表示酶,则它是则它是DNA聚合酶聚
18、合酶 C转录完成后转录完成后,需通过两层生物膜才能与核糖体结合需通过两层生物膜才能与核糖体结合 D是以是以4种核糖核苷酸为原料合成的种核糖核苷酸为原料合成的 典例剖析典例剖析 典典例例 1 D 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 解析解析 链的碱基链的碱基A与与链的碱基链的碱基U互补配对互补配对,A错误;如果错误;如果表表 示酶示酶,则它是则它是RNA聚合酶聚合酶,B错误;转录完成后错误;转录完成后,通过核孔从细胞核通过核孔从细胞核 进入细胞质进入细胞质,与核糖体与核糖体(无膜结构无膜结构)结合结合,该过程中不需要通过生物膜该过程中不需要通过生物膜, C错误;错误;为
19、为RNA,是以是以4种核糖核苷酸为原料合成的种核糖核苷酸为原料合成的,D正确正确。 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) (2020 河南郑州期中河南郑州期中)如图为核苷酸的模式图如图为核苷酸的模式图,下列相关说法正确的下列相关说法正确的 是是 ( ) ADNA与与RNA在核苷酸上只有在核苷酸上只有不同不同 B如果要构成如果要构成ATP,在在位置上加上两个磷酸基团即可位置上加上两个磷酸基团即可 C人体内的人体内的有有5种种,有有2种种 D在细胞核内共有在细胞核内共有4种种 变式变式训练训练1 C 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 解析解析 分
20、析题图可知分析题图可知,是磷酸基团是磷酸基团,是五碳糖是五碳糖,是含氮碱是含氮碱 基基。DNA与与RNA在核苷酸上的不同主要有两点在核苷酸上的不同主要有两点,一是在一是在DNA中中为脱为脱 氧核糖氧核糖,在在RNA中中为核糖;二是在为核糖;二是在DNA中中有有A、T、C、G 4种种,在在 RNA中中有有A、U、C、G 4种种,A错误错误。如果要构成如果要构成ATP,要在要在位置位置 上加上两个磷酸基团上加上两个磷酸基团,应为核糖应为核糖,应为腺嘌呤应为腺嘌呤,B错误错误。人体内既人体内既 有有RNA又有又有DNA,故人体内的故人体内的有有5种种,有有2种种,C正确正确。DNA和和RNA 均可存
21、在于细胞核内均可存在于细胞核内,故故在细胞核内共有在细胞核内共有5种种,D错误错误。 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) 1翻译的概念翻译的概念 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,以以mRNA为模板合成具有一定氨基为模板合成具有一定氨基 酸顺序的蛋白质酸顺序的蛋白质,这一过程叫翻译这一过程叫翻译。 (1)部位:细胞质部位:细胞质。 (2)原料:各种游离氨基酸原料:各种游离氨基酸。 (3)模板:模板:mRNA。 二二 遗传信息的翻译遗传信息的翻译 要点归纳要点归纳 返回导航 第4章 基因的表达 生物学(必修2遗传与进化RJ) (4)结果:一定氨基酸顺
22、序的蛋白质结果:一定氨基酸顺序的蛋白质。 (5)实质:将实质:将mRNA中的碱基序列中的碱基序列(携带遗传信息携带遗传信息)翻译为蛋白质的氨翻译为蛋白质的氨 基酸序列基酸序列(具体性状具体性状)。 2氨基酸的氨基酸的“搬运工搬运工”tRNA tRNA的基本结构单位为核糖核苷酸的基本结构单位为核糖核苷酸,为为RNA的一种的一种。tRNA种类众种类众 多多,但每一种但每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸只能识别并转运一种氨基酸。tRNA呈三叶草形呈三叶草形,其其 一端为携带氨基酸的部位一端为携带氨基酸的部位,另一端有另一端有3个碱基个碱基。每个每个tRNA上的这上的这3个碱个碱 基可以与基可以与
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