高中北师大版生物必修二课件：第3章 第2节 第一课时 基因控制蛋白质的合成

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1、第3章 第2节第一课时基因控制蛋白质的合成 晨背关键语句 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 考向二 考向一 考向三 1 基因决定蛋白质合成的过程称为遗传信息的表达 包括转录和翻译两个过程 2 遗传学上把由DNA合成RNA的过程称为遗传信息的转录 其过程是以一条DNA链为模板 按碱基配对原则进行的 3 通过遗传信息的转录 将基因的信息传递到了mRNA上 4 翻译是指以mRNA为模板 以氨基酸为原料 合成多肽链的过程 5 密码子是指mRNA上三个相邻的碱基 其特点有连续性 简并性 专一性 通用性等 6 翻译过程的翻译者是转运RNA tRNA 一种tRNA只能识别并转运一

2、种氨基酸 自读教材 夯基础 1 含义遗传学上把由合成的过程称为遗体信息的转录 2 基本内容 1 场所 主要在 2 模板 3 产物 4 原料 四种游离的 DNA RNA 细胞核 DNA片段的一条链 RNA 核糖核苷酸 3 过程 1 解旋 解开 2 配对 细胞中游离的与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对 3 连接 在的作用下 依次连接 形成一个mRNA分子 4 脱离 合成的从DNA链上释放 而后 DNA恢复 DNA双链 核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA 双链 跟随名师 解疑难 1 DNA与RNA的区别与联系 关键一点 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 极少数病毒的

3、DNA为单链 另外极少数病毒的RNA为双链 2 信使RNA的形成前体信使RNA的内含子在RNA自身催化作用下被切除掉 外显子连接在一起 形成信使RNA通过核孔 进入细胞质 3 转录终止序列的类型 1 依赖于蛋白质序列 主要是利用蛋白质水解释放的能量 把新生的RNA释放出来 2 不依赖于蛋白质序列 是由合成的RNA链的结构决定的 这段RNA序列富含G C且可以形成发夹结构 新生的RNA链末端有一连串的U A U之间氢键最不稳定 1 右图是DNA转录过程中的一个片段 其核苷酸的种类有 A 4种B 5种 C T T A C 6种D 8种 G A A U 解析 T是DNA特有的 U是RNA特有的 A虽

4、是DNA和RNA共有 但A在DNA和RNA中组成不同的核苷酸 因此有6种 答案 C 2 有三个核酸分子 经分析共有5种碱基 8种核苷酸 4条核苷酸长链 它的组成是 A 1个RNA 2个DNAB 3个DNAC 1个DNA 2个RNAD 3个RNA 解析 根据题意 这三个核酸分子共有5种碱基 8种核苷酸 也就是DNA分子和RNA分子均有 而三个分子共有4条多核苷酸链 由于DNA分子是双螺旋 双链 结构 而RNA是单链结构 则这3个分子只能是1个DNA分子和2个RNA分子 答案 C 自读教材 夯基础 1 含义翻译是指以链上的序列为模板 从一个特定的起始位点开始 按每三个核糖核苷酸代表的原则 依次合成

5、一条多肽链的过程 mRNA 一个氨基酸 核糖核苷酸 2 基本内容 1 场所 细胞质中的 2 模板 3 原料 4 产物 具有的肽链 核糖体 mRNA 20种氨基酸 一定氨基酸顺序 3 密码子 1 位置 上 2 实质 决定1个氨基酸的 3 种类 种 4 特点 密码子具有 简并性 起始和终止密码子 mRNA 三个相邻的碱基 64 连续性 专一性 通用性 4 工具 1 装配机器 2 搬运工 翻译者 5 过程 1 mRNA与结合 2 tRNA与mRNA 将氨基酸置于特定位置 3 脱水缩合形成 写出结构简式 氨基酸连接形成肽链 4 肽链盘曲折叠 形成成熟的 核糖体 tRNA 核糖体 互补配对 CO NH

6、蛋白质 跟随名师 解疑难 1 遗传信息 密码子和反密码子的区别 关键一点 对于以RNA为遗传物质的病毒来说 遗传信息贮存在RNA中 密码子共有64种 但有3种为终止密码子 对应氨基酸的密码子有61种 所有生物共用一套遗传密码 tRNA上反密码子所含的碱基有3个 但整个tRNA不止3个碱基 2 基因表达时的数量关系 1 转录时 组成基因的两条链只有一条链能转录 另一条链则不能转录 因此 转录形成的RNA分子中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个碱基决定一个氨基酸 所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1 3 3 基因中的碱基 RNA中的碱基和蛋

7、白质中氨基酸的数量关系 关键一点 上述比例关系只是针对基因中的编码序列 但真核生物的基因中还存在着非编码序列 翻译时 mRNA上的终止密码子不决定氨基酸 因此准确地说 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 基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 在回答有关问题时 应加上 最多 或 最少 等字眼 如 mRNA上有n个碱基 转录产生它的基因中至少有2n个碱基 该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n 3个氨基酸 3 若细胞中tRNA1 AUU 可转运氨基酸a tRNA2 ACG 可转运氨基酸b tRNA3 UAC 可转运氨基酸c 今以DNA中一条链A C

8、 G T A C A T T 为模板合成的多肽链 其基本组成单位的排列可能是 A a b c B c b a C b c a D b a c 解析 DNA中ACG对应mRNA中的密码子为UGC 相应tRNA的反密码子为ACG 对应的氨基酸为b 以此类推 DNA中TAC对应氨基酸为c ATT对应氨基酸为a 答案 C 4 下列说法错误的是 A 一种转运RNA只能转运一种氨基酸B 一种氨基酸可以有多种密码子C 一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运D 一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运 解析 一种氨基酸具有一种或多种不同的密码子 所以可由一种或几种tRNA转运 但一种tRNA只能转运一种氨基酸 答案

9、 D 5 一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽 则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含的碱基数依次为 A 33 11 66B 36 12 72C 12 36 24D 11 36 72 解析 此多肽含有11个肽键 即含有氨基酸12个 所以mRNA上的密码子至少有12个 mRNA上的碱基数至少为12 3 36个 决定氨基酸的密码子是12个 所以最多需要的tRNA也是12个 因为mRNA上的碱基至少有36个 所以转录它的基因中的碱基数至少为36 2 72个 答案 B 例1 已知病毒的核酸有双链DNA 单链DNA 双链

10、RNA 单链RNA四种类型 现发现了一种新病毒 要确定核酸属于上述哪一种类型 应该 A 分析碱基类型 确定碱基比率B 分析碱基类型 分析核糖类型C 分析蛋白质的氨基酸组成 分析碱基类型D 分析蛋白质的氨基酸组成 分析核糖类型 解析 DNA分子含有碱基A G C T 其中特有碱基是T RNA分子中含有碱基A G C U 特有碱基是U 可根据碱基类型判断出核酸是DNA还是RNA 单链与双链的区别则可根据碱基比率判断 答案 A 1 若某核酸分子中有脱氧核糖 一定为DNA 有核糖一定为RNA 2 若含 T 一定为DNA或其单位 若含 U 一定为RNA或其单位 因而用放射性同位素标记 T 或 U 可探知

11、DNA或RNA 若细胞中大量利用 T 可认为进行DNA的复制 若大量利用 U 可认为进行RNA的合成 3 若有T但T A或嘌呤 嘧啶 则为单链DNA 4 若发现嘌呤 嘧啶 则肯定不是双链DNA 可能为单链DNA 也可能为RNA 1 经测定 甲 乙 丙三种生物的核酸碱基之比如下表 据表分析这三种生物的核酸分别为 A 双链DNA 单链DNA 单链RNAB 单链DNA 双链DNA 双链RNAC 双链DNA 双链RNA 单链DNAD 单链DNA 单链RNA 双链DNA解析 甲生物的核酸含T不含U 且A G T C判定为单链DNA 乙生物的核酸含U不含T判断为RNA 丙生物的核酸含T不含U且A T G

12、C判断为双链DNA 答案 D 例2 下面是基因控制蛋白质合成过程示意图 请回答 1 转录的模板是 中的 链 该链中的相应碱基顺序是 2 翻译的场所是 翻译的模板是 运载氨基酸的工具是 翻译后的产物是 肽 翻译过程中需要 个tRNA来运载 3 遗传物质DNA主要分布在 中 也有一部分分布在 中 4 图中核糖体在mRNA上相对运动的方向是由 向 5 该过程可能发生在 内 多选 A 噬菌体B 大肠杆菌C 禽流感病毒D 肺炎双球菌E 人的成熟的红细胞F 蛙的红细胞G 酵母菌H 蓝藻I 小球藻 解析 1 根据图形可知 表示DNA 表示mRNA 表示核糖体 表示tRNA 根据mRNA上碱基序列可知以DNA

13、的A链为模板转录产生的mRNA A链上的碱基序列为TACCGAAGAAAG 5 由图知 该过程发生在有细胞核的细胞中 因为图中有核膜 A C为病毒 无细胞结构 B D H为原核细胞 无细胞核 E为真核细胞 但高度分化 无细胞核 F G I为真核细胞 具有细胞核 所以应选F G I 答案 1 DNAATACCGAAGAAAG 2 核糖体 mRNA tRNA四 或多 4 3 细胞核细胞质 4 左右 5 F G I 2 2011 江苏高考 关于转录和翻译的叙述 错误的是 A 转录时以核糖核苷酸为原料B 转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列C mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D 不同密码子编

14、码同种氨基酸可增强密码的容错性答案 C 例3 某条多肽的相对分子质量为2778 若氨基酸的平均相对分子质量为110 如考虑终止密码子 则编码该多肽的基因长度至少是 A 75对碱基B 78对碱基C 90对碱基D 93对碱基 解析 设该多肽由n个氨基酸组成 则110n n 1 18 2778 得n 30 则编码该多肽的基因的长度至少为 3n 3 个碱基对 即93个碱基对 答案 D 3 现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后 再人工合成基因 现已知人体生长激素共含190个肽键 单链 假设与其对应的密码子序列中有A和U共313个 则合成的生长激素基因中G有 A 130个B 260个C 313个

15、D 无法确定 解析 此蛋白质 单链 中有190个肽键 说明此蛋白质是由191个氨基酸脱水缩合而成的 信使RNA中最少有3 191 573个碱基 又知RNA中A U 313 所以RNA中G C为573 313 260个 RNA的碱基数与DNA的每条链的碱基数相等 所以DNA的两条链中G C共有260 2 520个 又因为G C 所以G为520 2 260个 答案 B 归纳拓展 一 知识整合 二 重点关注1 本节的特点之一是插图多而且复杂 插图包括结构示意图 化学组成区别图 转录过程图 翻译过程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等 能否理解好教材中的插图 是学习本节内容成败的关键因素之一 所以要认真观察插图 以便更好地理解相关问题 2 在本节知识点中 蛋白质是生命活动的体现者 蛋白质的合成等是历年高考的必考内容之一 DNA mRNA中碱基计算 基因结构与蛋白质中氨基酸数量的关系 在前几年高考中多省考查 3 本节内容抽象复杂 涉及的物质种类较多 因此要注意将知识及时进行归纳 比较和总结 如 DNA和RNA结构的比较 三种RNA功能的比较 转录与翻译过程的比较等 点击下图进入应用创新演练