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1、生物必修2（人教版）,第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成,栏目链接,核 心点 晴,1RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。2以DNA为模板转录RNA的过程：(1)DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露；(2)游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合(有RNA聚合酶参与)；(3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；,栏目链接,核 心点 晴,(4)合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复。3游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做
2、翻译。,栏目链接,栏目链接,一、RNA的组成及分类,新 知初 探,自主学习,1基本单位：_。2组成成分。,3结构：一般是_链，长度比DNA_；能通过_从细胞核转移到细胞质中。,核糖核苷酸,核糖,腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),尿嘧啶(U),单,短,核孔,栏目链接,新 知初 探,4种类、作用及结构。,蛋白质合成的直接模板,单链结构,识别密码子，运载氨基酸,呈三叶草形,核糖体的组成成分,栏目链接,二、遗传信息的转录和翻译,新 知初 探,1遗传信息的转录：(1)概念：在细胞核中，以_为模板合成_的过程。(2)过程：DNA_原料与DNA碱基互补配对并通过_结合mRNA新链的延伸合成的_从DN
3、A链上释放DNA复旋。,DNA的一条链,RNA,解旋,氢键,mRNA,栏目链接,新 知初 探,2遗传信息的翻译：(1)概念：游离在细胞质中的各种_，以_为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子和反密码子。位置：密码子位于_上，反密码子位于_上。种类：密码子_种，其中3种_不决定氨基酸，决定氨基酸的有_种。,氨基酸,mRNA,mRNA,tRNA,64,终止密码子,61,栏目链接,新 知初 探,(3)过程。mRNA与_结合。tRNA与mRNA按照_结合，将氨基酸置于特定位置。相邻氨基酸脱水缩合形成_，氨基酸连接形成_。肽链盘曲折叠，形成成熟的蛋白质。,核糖体,碱基互补配对原则,肽键
4、,肽链,栏目链接,新 知初 探,合作交流,1判断正误：(1)转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。()(2)DNA是蛋白质合成的直接模板。()(3)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。()(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。(),栏目链接,(1)对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中以4种核糖核苷酸为原料、以DNA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RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。(2)DNA把携带的遗传信息传递给mRNA后，由mRNA作为合成蛋白质的直接模板。(4)核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。,新
5、 知初 探,栏目链接,新 知初 探,2问题思考：(1)在组成上，RNA与DNA相比有哪些不同？,(2)在细胞核中转录出的RNA进入细胞质，是否体现生物膜的流动性？为什么？,五碳糖是核糖，碱基组成中没有T，而替换为U。,没有。转录出的RNA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。,栏目链接,栏目链接,探究一DNA与RNA的区别,要 点探 究,1DNA与RNA的比较。,主要存在于细胞核中,主要存在于细胞质中,脱氧核苷酸,脱氧核糖,规则的双螺旋结构,核糖核苷酸,核糖,通常呈单链,mRNA、tRNA、rRNA三类,绝大多数生物的遗传物质,作为部分病毒的遗传物质作为翻译的模板或搬运工参与
6、核糖体的构成少数RNA有催化作用,RNA由DNA转录产生，DNA是遗传信息的储存者，RNA是遗传信息的携带者，RNA的遗传信息来自于DNA,DNA,RNA,栏目链接,要 点探 究,2.DNA和RNA的判断。(1)若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。(2)若AT、CG，则为单链DNA；若AT、CG，则一般认为是双链DNA。3若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA。4要确定是DNA还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率。,栏目链接,要 点探 究,特别提醒：(1)少数DNA存在于真核细胞的线粒体、叶绿体及原核细胞的质粒中。(2)极少数病毒的
7、DNA为单链，另外极少数病毒的RNA为双链。(3)用放射性同位素标记“T”，可以研究细胞分裂过程中DNA的复制场所及时间；标记“U”可以研究mRNA的合成场所及其在细胞内的转移途径。,栏目链接,要 点探 究,问题导学,1个DNA分子2个RNA分子。,1.(1)若某些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，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？,不是。,栏目链接,要 点探 究,【例1】下图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是(),A此转运RNA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C合成此转运RNA的场所是核糖体D若转运RNA中的碱基发生突变
8、，一定会引起蛋白质结构的改变,栏目链接,要 点探 究,技巧归纳：基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系,DNA中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱氧核糖核苷酸数,mRNA中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核苷酸数,参与转运氨基酸的tRNA数,蛋白质中的氨基酸数,蛋白质中的肽链数,蛋白质中的肽键数,缩合脱去的水分子数,6n,3n,n,n,m,nm,nm,栏目链接,题图所示为转运RNA，含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA在翻译中运输氨基酸；tRNA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反密码子，而谷氨酸不变，蛋
9、白质的结构仍不会改变。,栏目链接,B,要 点探 究,要 点探 究,跟踪训练,1DNA一条链的一段碱基排列顺序为“CTCGAT”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为()密码子：CAU：组氨酸；CAG：谷氨酰胺；CUA、CUC：亮氨酸；GUC、GUA：缬氨酸(起始)；GAG：谷氨酸；GAU：天冬氨酸。A亮氨酸天冬氨酸B谷氨酸亮氨酸C谷氨酰胺缬氨酸D缬氨酸组氨酸,B,栏目链接,“CTCGAT”转录的RNA为“GAGCUA”，对应的氨基酸由左至右为：谷氨酸亮氨酸。,栏目链接,要 点探 究,探究二转录、翻译过程中有关图形的解读,要 点探 究,1转录、翻译过程中有关图形解
10、读。(1)转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录(如左下图)。,栏目链接,要 点探 究,(2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图)。(3)tRNA结构模式图：,栏目链接,要 点探 究,栏目链接,要 点探 究,数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，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送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。,栏目链接,要 点探 究,2遗传信息、密码子
11、(遗传密码)、反密码子的区分。,栏目链接,要 点探 究,3基因、RNA、蛋白质的关系。,特别提醒：(1)一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸。,栏目链接,要 点探 究,(2)一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。(3)碱基配对双方是mRNA上密码子和tRNA上反密码子，故AU，UA配对，G与C，C与G配对，不能出现T。(4)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。(5)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。,栏目链接,要 点探 究,(6)翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。(7)翻译进程：核糖
12、体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。(8)tRNA有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子部分的是3个。,栏目链接,要 点探 究,问题导学,2.(1)RNA聚合酶参与什么过程？具体的作用是什么？,RNA聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与基因上的RNA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mRNA片段上。,栏目链接,要 点探 究,(2)根据mRNA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mRNA中碱基的排列顺序？为什么？,前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸，但一种氨基酸可能对应多种密码子。,栏目链接,要
13、 点探 究,【例2】下图为基因控制蛋白质合成过程的示意图，有关该图的叙述不正确的是(),栏目链接,要 点探 究,A该图表示的是真核细胞内基因控制蛋白质合成的过程B图中的信使RNA是以DNA分子中的链为模板转录而来C图中参与蛋白质合成的RNA只有信使RNA和转运RNAD图中蛋白质多肽链中肽键的形成部位是在核糖体技巧归纳：(1)复制和转录发生在DNA存在的部位(因为这两个过程都是以DNA为模板的)，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。,栏目链接,要 点探 究,(2)转录的产物有3类RNA，但是携带遗传信息的是mRNA，mRNA在翻译过程中起模板作用。(3)从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多
14、肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才合成具有一定空间结构和功能的蛋白质。蛋白质合成过程中涉及的细胞结构(以分泌蛋白合成为例)。,栏目链接,要 点探 究,在生物个体发育过程中，基因是选择性表达的，即：同一生物不同组织、器官、细胞中所含基因相同，但选择表达的基因不同，如胰岛素基因存在于肝细胞、脑细胞、胰岛B细胞等细胞中，但只在胰岛B细胞中表达，合成胰岛素。,栏目链接,在图中很明显可以看到细胞核结构，因此该细胞是真核细胞；mRNA以碱基A开头，根据碱基互补配对原则可知是以DNA的链为模板转录来的；在基因的表达过程中参与的RNA除了mRNA、tRNA外还有rRNA；在核糖体上通过脱
15、水缩合反应形成肽键将单个的氨基酸连接成多肽链。,要 点探 究,C,栏目链接,要 点探 究,跟踪训练,2有关蛋白质合成的叙述，错误的是()A终止密码子不编码氨基酸B每种tRNA只转运一种氨基酸C每种氨基酸只有一种密码子D核糖体可在mRNA上移动,C,栏目链接,探究三转录、翻译与DNA复制的比较,易 错剖 析,DNA复制 转录 翻译主要是细胞核 主要是细胞核 核糖体DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸,酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP,酶(解旋酶、RNA聚合酶等)和ATP,酶、ATP和tRNA,AT CG,AU TA CG,AU CG,栏目链接,
16、要 点探 究,(续表),DNADNA,栏目链接,要 点探 究,特别提醒：(1)3种RNA都参与翻译过程，mRNA参与遗传信息传递，rRNA组成蛋白质合成场所，tRNA转运氨基酸。(2)上述三种过程，病毒不一定全部发生，所有发生过程均发生在宿主细胞内，病毒本身只提供遗传物质。,栏目链接,要 点探 究,问题导学,DNA的碱基排列顺序改变后转录的结果一定改变，但翻译的结果不一定变化，因为密码子具有简并性，即不同种密码子可能决定同一种氨基酸。,3.(1)DNA的碱基排列顺序改变后转录及翻译的结果会怎样变化？为什么？,(2)人体中的胰岛素基因在大肠杆菌中是否能表达？,能。原核生物和真核生物共用一套遗传密
17、码。,栏目链接,要 点探 究,【例3】图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在(),栏目链接,要 点探 究,A真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链C原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译,栏目链接,由图可知：基因的转录还未结束翻译已经开始，符合原核细胞基因表达的特点；真核细胞由于核膜的存在，转录和翻译在时间和空间上是分开的；翻译时核糖体在mRNA上移动。,要 点探 究,C,栏目链接,互动探究,(1)蛋白质合成的直接模板是什么？如何合成的？,(2)
18、基因表达包括什么过程？,要 点探 究,蛋白质合成的直接模板是mRNA，mRNA的合成是DNA转录形成的，因此可以说DNA是蛋白质合成的最终模板。,基因表达除了翻译过程外，还应包括转录过程。,栏目链接,技巧归纳：(1)将mRNA上的碱基U改为T，则为与之相对应的基因上非模板链上的碱基序列，但两条链上相同碱基对应的核苷酸不同。(2)原核细胞中转录和翻译同时进行，即边转录边翻译，而真核细胞中先进行转录，然后mRNA再通过核孔进入细胞质中与核糖体结合进行翻译。(3)在细胞中的DNA分子上，嘌呤数和嘧啶数，一般相等。但整个细胞中，既有DNA，又有RNA，所以，就整个细胞而言，嘌呤数和嘧啶数未必相等。,要
19、 点探 究,栏目链接,跟踪训练,3如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是(),A甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶 B甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合,要 点探 究,C,栏目链接,C甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸D甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸,要 点探 究,考查遗传信息的传递过程，C项中甲RNA是模板，产物是DNA，所以模拟的应该是逆转录的过程，而不是转录。,栏目链接,栏目链接,易 错剖 析,【例1】如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是(),栏目链接,易 错剖
20、析,A能给该过程提供遗传信息的只能是DNAB该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应D该过程中有水产生,过程理解不透彻。翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，给该过程提供遗传信息的只能是mRNA,知识辨析不清。翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素并不都是蛋白质,知识记忆不牢。终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子,选D。,栏目链接,易 错剖 析,【例2】如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：,栏目链接,易 错剖 析,若图中所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和
21、合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过()A166和55B166和20C333和111 D333和20,选D。,栏目链接,易 错剖 析,栏目链接,栏目链接,课题：实验的对照原则相互对照,实 验专 项,基础理论：相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组互为对照，其中每一组既是实验组也是对照组，由此得出相应的实验结论。具体分析如下：,栏目链接,实 验专 项,(1)该原则一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用。(2)不需要设置实验组和对照组，每组既是实验组又是对照组。(3)每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他所有条件均相同且适宜。,栏目链接,典例剖析,实 验专 项,放线菌素D是
22、RNA合成抑制剂，在有放线菌素D和无放线菌素D存在的情况下，某生物受精卵对14C标记的缬氨酸的摄入情况如右图所示。下列分析不正确的是(),C,栏目链接,实 验专 项,A发育初期受精卵中的mRNA主要来自卵细胞B正常发育后期受精卵中的mRNA是新合成的C放线菌素D的主要作用场所是受精卵的细胞质D放线菌素D可能阻碍RNA聚合酶与DNA的结合,栏目链接,受精卵发育初期mRNA主要来自卵细胞。进入发育后期，随着细胞分化的进行，基因要进行选择性表达，就有不同种类的mRNA的生成。放线菌素D之所以能抑制RNA的合成，可能的原因就是阻止了RNA聚合酶与DNA的结合。转录的主要场所是细胞核而不是细胞质，所以放线菌素D发挥作用的主要场所是细胞核而不是细胞质。,实 验专 项,栏目链接,
