《2017-2018学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 第四节 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成 浙科版必修2(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 第四节 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成 浙科版必修2(1)（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第四节遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成,第三章遗传的分子基础,课堂导入 美国科幻电影侏罗纪公园中，科学家们利用 一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内 的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个 恐龙的“侏罗纪公园”。 我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成过程。,一、DNA的功能、转录,二、翻译,内容索引,当堂检测,三、中心法则、基因的概念,一、DNA的功能、转录,基础梳理,1.DNA的功能 (1)携带遗
2、传信息：以自身为模板， 地进行复制，保持遗传信息的 。 (2)表达遗传信息：根据DNA所贮存的遗传信息决定 的结构。,半保留,稳定性,蛋白质,2.DNA与RNA的比较,脱氧核糖,核糖,T,U,A、G、C,单链,细胞核,线粒体,叶绿体,核糖体,细胞核,3.遗传信息的转录 (1)概念：是指遗传信息由 传递到 上的过程，转录的结果是形成 。,DNA,RNA,RNA,(2)过程 第1步：DNA双链解开，DNA双链的_ 得以暴露。 第2步：游离的 随机地与DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的 碱基 时，两者以 结合。 第3步：在 酶的作用下，新结合的 连接到正在合成的 分子上。 第4步：合成的
3、RNA从DNA链上释放，DNA 双链 。,DNA,RNA 聚合酶,mRNA,RNA聚合,RNA,恢复,碱基,核糖核苷酸,互补,氢键,核糖核苷酸,(3)三种转录产物及其功能 mRNA：传达 上的遗传信息。 tRNA：把 运送到核糖体上。 rRNA： 的重要成分。,DNA,氨基酸,核糖体,在真核生物中，细胞核内转录产生的RNA产物需要经过加工才能成为成熟的mRNA，转移到细胞质中用于蛋白质的合成。,问题探究,如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：,答案,1.请思考图中DNA的转录方向(用“”或“”表示)。,答案 。,2.a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？,答案
4、RNA聚合酶。,3.b和c的名称分别是什么？,答案b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸。,答案,4.在根尖细胞中，上述过程发生的场所 是哪里？,答案细胞核、线粒体。,5.产物d一定是mRNA吗？,答案不一定。产物有mRNA、tRNA、rRNA。,6.若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？,答案27%、23%。,分析d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A35%，U19%，AU54%，则对应的DNA分子片段中AT54%，GC46%，故AT27%，GC23%。,分析,转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱
5、氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。,知识整合,拓展应用,1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应 B.RNA是一种遗传物质 C.RNA参与构成核糖体 D.RNA参与构成细胞膜,答案,解析,解析有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。,2.下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是 A.是编码链 B.链加工后可成为成熟的mRNA C.是游离的核糖核酸 D.该过程中存在T与A的碱基配对方式,解析转录过程需要的原料是核糖
6、核苷酸，而不是核糖核酸。,答案,解析,二、翻译,基础梳理,1.翻译,场所：细胞质的 上 模板：_ 原料：_ 产物：一定氨基酸序列的蛋白质,2.遗传密码 (1)概念：mRNA上由 个相邻核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。每3个这样的碱基又称为 个密码子。,核糖体,mRNA,20种氨基酸,3,1,(2)特点 除少数密码子外，生物界的遗传密码是 的。 除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有 的遗传密码。 (3)遗传密码有 种，其中决定氨基酸的有 种，终止密码有3种(UAA、UAG、UGA)。 3.反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基 的3个碱基。,统一,两个以上,64,61,互
7、补配对,4.过程 起始：mRNA与 结合 运输： 携带氨基酸置于特定位置 延伸：核糖体沿 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(一个mRNA可以结合多个核糖体) 终止：当核糖体到达mRNA上的 时，合成停止 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有 特定 和 的蛋白质,核糖体,tRNA,mRNA,终止密码子,空间结构,功能,5.特点 多肽链合成时，若干个核糖体串联在一个 上同时进行工作，大大增加了翻译效率。,mRNA,问题探究,右图是翻译过程的示意图，请据图分析：,答案,答案、分别是tRNA、核糖体、多肽链。,1.图甲中、分别是哪种
8、分子或结构？,答案起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA，不编码氨基酸。,2.是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？,3.密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，编码的氨基酸仍是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什么意义？,答案,答案一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。,4.遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，这说明了什么？,答案这说明所有生物可能有着共同的起源。,5.图乙中、分别是什么分子或结构？核糖体移动
9、的方向是怎样的？,答案,答案、分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。,6.最终合成的多肽链、的氨基酸序列相同吗？为什么？,答案相同；因为它们的模板是同一条mRNA。,起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。,知识整合,拓展应用,3.所有生物都用一套基本相同的遗传密码，这一事实说明生物具有 A.统一性 B.多样性 C.变异性 D.特异性,解析包括人在内的所有生物都用一套基本相
10、同的遗传密码，说明在生物遗传这个基本过程中，整个生物界在分子层次上存在高度的统一性，A正确。,答案,解析,4.如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是 A.图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧 B.mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU C.图中碱基的配对方式有AU、CG、AT D.图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶,解析根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A正确； 一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B错误； 题图表示翻译过程，碱基的配对方式有AU、CG，C错误； 翻译过程正常进行需要ATP和蛋白质合成酶，RNA聚合酶在转录过程中起作用，D错
11、误。,答案,解析,三、中心法则、基因的概念,1.中心法则的提出及发展,基础梳理,克里克,DNA,RNA,蛋白质,RNA,逆转录,单链DNA,2.图解 3.基因的本质 (1)基因是遗传的一个 ，在适当的环境条件下控制生物的 。 (2)从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的 的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段 ，在RNA病毒中则是一段 。 (3)基因以一定的次序排列在染色体上。染色体是基因的 。 (4)基因的基本单位是核苷酸，基因中 代表遗传信息。,逆转录,转录,翻译,基本功能单位,性状,遗传信息单位,DNA,RNA,主要载体,碱基的排列顺序,问题探究,中心法则揭示了生物遗传信息由DNA
12、向蛋白质传递与表达的过程。观察下图分析： 1.所表示的过程依次是什么？,答案,答案DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。,2.在真核生物细胞中，过程发生的场所和过程的原料分别是什么？,答案过程发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程的原料是4种核糖核苷酸。,答案,3.正常的细胞中能发生哪些过程？,答案。,4.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是哪个？需要逆转录酶参与的过程又是哪个？,答案。,在中心法则中，DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA的复制、逆转录只在某些以RNA 为遗传物质的病毒增殖过程中出现。,知识整合,拓展应用,5.下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下
13、列有关说法正确的是 A.过程1、2一般发生在RNA病毒体内 B.过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内 C.过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内 D.过程15不可能同时发生于同一个细胞内,答案,解析,解析1为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内，A、B项错误； 肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此15能同时发生于宿主细胞内，D项错误。,6.有关基因、染色体、蛋白质、性状的叙述，不正确的是 A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的 B.任意一段DNA片段都可以是基因 C.基因以一定
14、次序排列在染色体上 D.基因与性状之间不是简单的一对一关系,解析基因不是任意一段DNA片断，而是有一定功能的核酸片段，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA。,答案,解析,真核生物DNA复制、转录和翻译的辨析(加试),课堂小结,遗传信息,细胞核,tRNA,密码子,一,核糖,mRNA,20种氨基酸,当堂检测,1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些生物中的RNA具有催化功能 B.tRNA上的碱基只有三个 C.mRNA与tRNA在核糖体上发生配对 D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质,解析tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，属于生物大分子。tRNA并非只有三个碱基，
15、tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。,2,3,4,5,1,答案,解析,2.如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.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变,答案,2,3,4,1,5,解析此转运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主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻
16、译出的蛋白质结构不一定改变。,解析,3.四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的 A.染色体活动 B.DNA复制过程 C.转录过程 D.翻译过程,2,3,4,1,5,答案,解析,解析抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。,4.遗传信息的传递过程如图所示，其中表示四种不同的物质。下列叙述错误的是 A.复制时，2条链均可作为模板链 B.形成时，需沿整条DNA长链进行 C.密码子CUU编码所携带的氨基酸 D.上可同时结合多个核糖体形成多条,2,3,4,1,答案,5,解析,解析是DNA分子，DNA复制时2条链均可
