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1、第二节基因的表达第二节基因的表达课程标准课程标准概概述述遗传信息的信息的转录和翻和翻译。课标解读课标解读1识识别DNA与与RNA，描述，描述遗传信息和信息和“密密码子子”的概念。的概念。2概述概述遗传信息的信息的转录和翻和翻译过程。程。3解解释中心法中心法则。4运用数学方法，分析碱基与氨基酸的运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。关系。一、探究遗传信息的传递途径一、探究遗传信息的传递途径1实实验1：(1)将将A组变形形虫虫培培养养在在 的的尿尿嘧啶核核苷苷酸酸培培养养液液中中。首首先先在在 中中发现有有标记的的RNA分分子子，这说明明RNA的的合合成成场所所在在 。(2)A组与与B组的的变
2、形形虫虫的的 进行行交交换说明明，RNA是是在在细胞胞核核内内合合成成后后，又又转移移到到了了 的。的。转录转录 同位素标记过同位素标记过细胞核细胞核细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质2实验2说明明与蛋白与蛋白质合成直接相关。合成直接相关。3由由实验1和和实验2可可得得出出，遗传信信息息的的传递途途径径是是由由DNA 。场所所由由细胞胞核核 。RNARNA蛋白质蛋白质细胞质细胞质二、转录二、转录1转转录：DNA mRNA (1)场所：所：(2)模板：模板：；(3)原料：原料：4种种；(4)原原则：碱碱基基互互补配配对原原则，但但 ；(5)产物：物：。2 过 程程 ： 配配 对 脱脱 离离 。
3、细胞核细胞核DNA的一条链的一条链核糖核苷酸核糖核苷酸U取代取代T与与A配对配对RNA解旋解旋DNA恢复双链恢复双链3RNA的种的种类及作用及作用(1) ：蛋白：蛋白质合成的模板合成的模板(2)转运运RNA(tRNA)：.(3)核糖体核糖体RNA(rRNA)：的的组成成分成成分思维激活思维激活1 转转录过程中，碱基互程中，碱基互补配配对原原则如何体如何体现？提示提示 DNA单链中单链中A与与RNA单链中单链中U配对，其余与配对，其余与DNA复制相同。复制相同。信使信使RNA(mRNA)运载氨基酸运载氨基酸核糖体核糖体1DNA与与RNA的区别与联系比较如下：的区别与联系比较如下：比较项目比较项目
4、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学化学组成组成基本组基本组成单位成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嘌呤呤腺嘌呤腺嘌呤(A) 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)腺嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G) 嘧嘧啶啶胞嘧啶胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)胞嘧啶胞嘧啶(C) 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
5、一类通常只有一类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，只要生物体内存在只要生物体内存在DNA，DNA就是遗传物质就是遗传物质生物体内若无生物体内若无DNA时，时，RNA是遗传是遗传物质；若存在物质；若存在DNA时，时，RNA辅助辅助DNA完成其功能；少数完成其功能；少数RNA有催化有催化作用作用相同点相同点化学组成成分中都有磷酸及碱基化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G联系联系RNA是以是以DNA的一条链为模板转录产生的，即的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自的遗传信息来自DNA【提提醒醒】少少数数DNA存存在在于于真真核核细细胞胞的的线线粒
6、粒体体、叶叶绿绿体体及及原原核核细胞的质粒中。细胞的质粒中。极少数病毒的极少数病毒的DNA为单链，另外极少数病毒的为单链，另外极少数病毒的RNA为双链。为双链。2转录的概念转录的概念在在细胞胞核核中中，DNA分分子子首首先先解解开开双双链，以以其其中中的的一一条条链为模模板板按照碱基互按照碱基互补配配对原原则合成合成RNA，这一一过程称程称为转录。3转录的过程转录的过程4转录的结果转录的结果形形成成RNA。【巩巩固固1】 在在如如图所所示示四四种种化化合合物物的的化化学学组成成中中，“”中中所所对应的含的含义最接近的是最接近的是()。A和和B和和C和和D和和解解析析中中代代表表一一磷磷酸酸腺腺
7、苷苷，其其中中的的五五碳碳糖糖为为核核糖糖，按按核核酸酸命命名名原原则则可可称称之之为为腺腺嘌嘌呤呤核核糖糖核核苷苷酸酸，中中代代表表腺腺嘌嘌呤呤，中中代代表表腺腺嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核苷苷酸酸，中中代代表表腺腺嘌嘌呤呤核核糖糖核核苷苷酸酸，所所以以和和最最相相近。近。答案答案D1密码子密码子(1)概概 念念 ： 在在 上上 决决 定定 一一 个个 特特 定定 氨氨 基基 酸酸 的的 。(2)种种类：种，其中决定氨基酸的密种，其中决定氨基酸的密码子有子有种。种。2tRNA(1)结结构构特特点点：形形状状像像三三叶叶草草，一一端端有有携携带 的的部部位位，另另 一一 端端 有有 3个个 碱碱 基基
8、 可可 与与 密密 码 子子 互互 补 配配 对 ， 称称 为 。(2)种种类：种。种。遗传信息的翻译遗传信息的翻译 mRNA三个相邻的碱基三个相邻的碱基6461氨基酸氨基酸反密码子反密码子613翻译翻译(1)概概念念：以以信信使使RNA为模模板板，以以转运运RNA为运运载工工具具，合合成成具有一定氨基酸序列的蛋白具有一定氨基酸序列的蛋白质的的过程。程。(2)场所：所：细胞胞质。(3)过程：程：与核糖体与核糖体结合。合。 与与mRNA上上 互互补配配对后后，将将 特定位置。特定位置。核核 糖糖 体体 不不 断断 移移 动 ， 氨氨 基基 酸酸 就就 连 续 接接 上上 去去 ， 直直 到到 为
9、止，形成的多止，形成的多肽链与核糖体分离。与核糖体分离。肽链盘曲曲折折叠叠，形形成成成成熟熟的的 。mRNAtRNA密码子密码子置于置于终止密码子终止密码子蛋白质分子蛋白质分子氨基酸氨基酸思维激活思维激活2 一一条条mRNA如何在短如何在短时间内合成多个相同的蛋白内合成多个相同的蛋白质？提提示示 一一条条mRNA与与多多个个核核糖糖体体结结合合，使使每每个个核核糖糖体体内内都都合合成成相相同的多肽链。同的多肽链。1遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)区区别存在位置存在位置含义含义生理作用生理作用遗传信息遗传信息DNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸(碱基对碱基对)的排的排
10、列顺序列顺序直接决定直接决定mRNA中碱基排列顺中碱基排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序序密码子密码子mRNAmRNA上上3个相邻的碱基个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序排列顺序反密码子反密码子tRNA与密码子互补的与密码子互补的3个碱基个碱基识别密码子识别密码子对应关对应关系图解系图解(2)联系系遗传信信息息是是基基因因中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺序序，通通过转录，使使遗传信息信息传递到到mRNA的核糖核苷酸的排列的核糖核苷酸的排列顺序上。序上。mRNA的的密密码子子直直接接控控制制蛋蛋白白质分分子子中中氨氨基基酸酸的
11、的排排列列顺序序，反反密密码子子则起到翻起到翻译的作用。的作用。【提提醒醒】对对于于以以RNA为为遗遗传传物物质质的的病病毒毒来来说说，遗遗传传信信息息贮贮存存在在RNA上。上。密密码码子子共共有有64种种，但但有有3种种为为终终止止密密码码子子，不不代代表表任任何何氨氨基基酸酸；代代表表氨氨基基酸酸的的密密码码子子有有61种种，所所有有生生物物共共用用一一套套遗遗传传密密码码子子。对对应的转运应的转运RNA也有也有61种。种。一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种tRNA转运。转运。2DNA复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较复制
12、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的核糖体细胞质的核糖体模板模板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聚合酶聚合酶解旋酶、解旋酶、RNA聚合聚合酶酶合成酶合成酶产物产物2个双链个双链DNA1个单链个单链RNA多肽链多肽链(或蛋白质或蛋白质)产物产物去向去向传递到传递到2个子细胞或子个子细胞或子代代离开细胞核进入细胞质离开细胞核进
13、入细胞质组成细胞结构蛋白或功能组成细胞结构蛋白或功能蛋白蛋白特点特点边解旋边复边解旋边复制，半保留复制制，半保留复制边解旋边转录，转录后边解旋边转录，转录后DNA恢复原状恢复原状翻译结束后，翻译结束后，mRNA被降被降解成单体解成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，使生物表现出各种性状表达遗传信息，使生物表现出各种性状【巩巩固固2】 DNA复复制制、转录和和翻翻译过程程中中所所需需要要的的原原料料物物质分分别是是()。A脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸B核糖核苷酸、脱氧
14、核苷酸、氨基酸核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸C脱氧核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸脱氧核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸D核糖核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸核糖核苷酸、氨基酸、核糖核苷酸解解析析DNA复复制制、转转录录和和翻翻译译过过程程中中所所合合成成的的物物质质分分别别是是DNA、RNA、蛋蛋白白质质，所所需需要要的的原原料料分分别别是是脱脱氧氧核核苷苷酸酸、核核糖核苷酸、氨基酸。糖核苷酸、氨基酸。答案答案A3怎样理解中心法则及其相关数目的计算怎样理解中心法则及其相关数目的计算(1)中中心法心法则的理解的理解DNADNA(或或基基因因基基因因)：以以DNA作作为遗传物物质的的生生物物的的DNA自我复制。自我
15、复制。RNARNA：以：以RNA作作为遗传物物质的生物的的生物的RNA自我复制。自我复制。DNARNA：细胞中的胞中的转录过程。程。RNADNA：少少数数以以RNA作作为遗传物物质的的病病毒毒在在宿宿主主细胞胞中中的的逆逆转录过程，此程，此过程需逆程需逆转录酶。RNA蛋白蛋白质：细胞胞质中核糖体上的翻中核糖体上的翻译过程。程。中中心心法法则是是对遗传信信息息的的流流动过程程的的概概括括，是是对DNA基基本本功功能能的的概括，也是概括，也是对生物生物遗传物物质和性状的关系的概括。和性状的关系的概括。总之，在之，在转录和翻和翻译过程中，基因中的碱基数程中，基因中的碱基数(双双链DNA分子中分子中)
16、、mRNA分子中的碱基数、蛋白分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比分子中的氨基酸数之比为6 3 1。参考下面参考下面图解：解：【巩巩固固3】 在在图所所示示过程程中中，正正常常情情况况下下动植植物物细胞胞中中都都不不可可能能发生的是生的是()。 A B. C D解解析析正正常常的的动动植植物物细细胞胞中中不不可可能能发发生生逆逆转转录录、RNA的的自自我我复复制制和蛋白质指导和蛋白质指导RNA的合成。的合成。答案答案B【巩固巩固4】 一一段原核生物的段原核生物的mRNA通通过翻翻译可合成一条含有可合成一条含有11个个肽键的多的多肽，则此此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成分子至少含有的
17、碱基个数、合成这段段多多肽需要的需要的tRNA个数以及个数以及转录此此mRNA的基因中至少含碱基的基因中至少含碱基数依次数依次为()。A32；11；66 B36；12；72C12；36；24 D11；36；72解解析析此此多多肽肽含含有有11个个肽肽键键，所所以以含含有有氨氨基基酸酸12个个，所所以以mRNA上上的的密密码码子子至至少少12个个，mRNA上上的的碱碱基基数数至至少少12336个个。决决定定氨氨基基酸酸的的密密码码子子是是12个个，所所以以需需要要的的tRNA也也是是12个个。因因为为mRNA中中碱碱基基数数至至少少有有36个个，所所以以转转录录它它的的基基因因中中碱碱基基数数至
18、至少少为为36272。答案答案B【例例1】 (济南模拟济南模拟)对对于下列于下列图解，正确的解，正确的说法有法有()。表表示示DNA复复制制过程程表表示示DNA转录过程程共共有有5种种碱碱基基共共有有8种种核核苷苷酸酸共共有有5种种核核苷苷酸酸A均均代代表表同同一一种种核核苷苷酸酸ABCDDNA和和RNA的比较的比较 思维导图：思维导图：深深度度剖剖析析由由图图可可知知，此此过过程程是是DNA的的转转录录过过程程，整整个个过过程程共共涉涉及及5种种碱碱基基：A、T、G、C、U，但但由由于于组组成成DNA和和RNA的的五五碳碳糖糖不同，故分别有不同，故分别有4种核苷酸，共种核苷酸，共8种。种。答
19、案答案C反思反思DNA与与RNA的判定方法的判定方法(1)根根据据五五碳碳糖糖种种类类判判定定：若若核核酸酸分分子子中中含含核核糖糖，一一定定为为RNA；含含脱氧核糖，一定为脱氧核糖，一定为DNA。(2)根根据据含含氮氮碱碱基基判判定定：含含T的的核核酸酸一一定定是是DNA；含含U的的核核酸酸一一定定是是RNA。(3)DNA中中单单、双双链链的的判判定定：若若AT、GC或或嘌嘌呤呤嘧嘧啶啶，则则为为单单链链DNA；若；若AT，GC，AGTC，则认为是双链，则认为是双链DNA。【例例2】 下下面关于面关于tRNA和氨基酸相互关系的和氨基酸相互关系的说法，正确的是法，正确的是()。A每种氨基酸都由
20、一种特定的每种氨基酸都由一种特定的tRNA携携带B每种氨基酸都可由几种每种氨基酸都可由几种tRNA携携带C一种一种转运运RNA可以携可以携带几种几种结构相似的氨基酸构相似的氨基酸D一种氨基酸可由一种或几种一种氨基酸可由一种或几种tRNA携携带思维导图思维导图：本：本题主要考主要考查反密反密码子与氨基酸的关系。子与氨基酸的关系。氨基酸、密码子、氨基酸、密码子、tRNA的关系的关系 深深度度剖剖析析在在翻翻译译过过程程中中，运运输输氨氨基基酸酸的的tRNA上上的的反反密密码码子子要要与与mRNA上上决决定定氨氨基基酸酸的的密密码码子子配配对对。一一种种氨氨基基酸酸可可对对应应一一种种或或多多种密码
21、子，但每种密码子只对应一种氨基酸。种密码子，但每种密码子只对应一种氨基酸。答案答案D反思反思氨基酸、密码子、氨基酸、密码子、tRNA三者的关系三者的关系(1)一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种tRNA转运。转运。(2)一一个个密密码码子子只只能能决决定定一一种种氨氨基基酸酸，一一种种tRNA只只能能转转运运一一种种氨氨基基酸。酸。(3)同一种氨基酸的密码子与同一种氨基酸的密码子与tRNA的种类一一对应。的种类一一对应。【例例3】 下列有关下列有关图中的生理中的生理过程程(图中中代表核糖体，代表核糖体，代表多代表多肽链)的叙述中，不正确的是的叙述中，不正确的是()。中心法则及其相关数目关系计算中心法则及其相关数目关系计算
