第4章 1(精品）課件PPT-課件下載-教習網(wǎng)

第四章　基因的表達1　基因指導蛋白質的合成①了解RNA的種類和作用。②結合相關圖解理解轉錄的過程。③結合有關圖解理解翻譯的過程。④掌握密碼子和反密碼子等概念。⑤結合中心法則比較DNA的復制、轉錄、翻譯、逆轉錄、RNA的自我復制等過程。⑥結合具體實例理解基因控制生物性狀的方式。3個重點：①從模板、原料、產(chǎn)物、堿基互補配對方式和過程等角度掌握轉錄過程；②結合圖解并從模板、原料、產(chǎn)物、堿基互補配對方式和過程等角度掌握翻譯過程；③中心法則中的遺傳信息流動過程；2個難點：①結合圖解掌握翻譯的過程；②中心法則中幾種遺傳信息流動過程的比較和判斷。4個考點：①RNA的種類和作用；②轉錄和翻譯的過程；③轉錄和翻譯過程中堿基數(shù)量計算；④中心法則中的遺傳信息流動過程。1 基因指導蛋白質的合成課前· 新知導學1．RNA的結構和種類遺傳信息的轉錄核糖　U　單鏈　氨基酸　核糖體提示：主要分布于細胞質中。RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶(U)。真核細胞中的RNA主要分布于什么部位？RNA和DNA相比較，特有的成分是什么？判斷下列敘述的正誤。(1)一個tRNA分子中只有三個堿基，可以攜帶多種氨基酸。(　　)(2)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成。 (　　)(3)tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵。 (　　)(4)有些RNA可通過降低化學反應的活化能來提高反應速率。(　　)(5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，則該核酸一定不是雙鏈DNA。 (　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√2．轉錄過程：【答案】堿基　堿基互補配對　一條鏈　核糖核苷酸　RNA聚合酶　mRNA　DNA鏈　雙螺旋提示：不是，mRNA、tRNA、rRNA都是轉錄的產(chǎn)物。轉錄的產(chǎn)物是否只有mRNA?3．遺傳信息的傳遞方向：DNA→________。RNA 判斷下列敘述的正誤。(1)真核細胞中的轉錄過程主要發(fā)生于細胞質中。 (　　)(2)轉錄的模板是DNA的每一條鏈。 (　　)(3)轉錄的原料和產(chǎn)物分別是核糖核苷酸和RNA。 (　　)(4)轉錄過程中會發(fā)生A－T的堿基配對方式。 (　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×(1)屬于密碼子的是________(填序號)，位于[④]________(填名稱)上，其實質是決定一個氨基酸的________的堿基(一般情況下終止密碼子不決定氨基酸)。(2)屬于反密碼子的是________(填序號)，位于[③]________(填名稱)上，其實質是與________發(fā)生堿基互補配對的3個相鄰的堿基。1．密碼子和反密碼子遺傳信息的翻譯②　mRNA　3個相鄰①tRNA　密碼子(3)密碼子有________種，在真核生物中，正常情況下反密碼子有________種。(4)密碼子兩種特性①________：絕大多數(shù)氨基酸都有幾個________的現(xiàn)象。如亮氨酸可由6種密碼子決定。②________：地球上幾乎所有的生物都共用___________。64　61簡并性　密碼子　通用性　同一套密碼子2．翻譯的概念核糖體　mRNA　氨基酸　蛋白質3．翻譯的過程【答案】核糖體　tRNA　mRNA　終止密碼子　核糖體與mRNA的復合物提示：不是，因為密碼子具有簡并性，即一種氨基酸可以對應多種密碼子。已知一段氨基酸序列為“甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸”，控制該段氨基酸序列的mRNA的堿基序列是否唯一？判斷下列敘述的正誤。(1)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼。 (　　)(2)一個tRNA上的反密碼子只能與mRNA上的一種密碼子配對 (　　)(3)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子。 (　　)(4)下圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系，則①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核。 (　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×1．提出者：____________。2．中心法則的提出及其發(fā)展(1)圖示：中心法則克里克 (2)根據(jù)圖示，完成下表：DNA復制DNA　DNA轉錄　DNA　RNA　翻譯　RNA　蛋白質　RNA復制　RNA　RNA　逆轉錄　RNA　DNA提示：不完全相同。中心法則中的五種遺傳信息流動過程中的堿基互補配對方式完全相同嗎？判斷下列敘述的正誤。依據(jù)中心法則(如下圖)，判斷下列相關敘述：(1)生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中。(　　)(2)核苷酸序列不同的基因可能表達出相同的蛋白質。 (　　)(3)新型冠狀病毒合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經(jīng)過d、b、c環(huán)節(jié)。 (　　)(4)通過d形成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上。(　　)【答案】(1)√　(2)√　(3)√　(4)√課堂 · 素養(yǎng)初培1．相關圖解及分析　(1)圖解遺傳信息的轉錄和翻譯[知識歸納](2)分析2．DNA復制、轉錄和翻譯的比較1. 經(jīng)測定，甲、乙、丙3種生物的核酸中堿基之比如下表，這3種生物的核酸分別為____________、____________、____________。提示：單鏈DNA　雙鏈DNA　RNA2．下圖為tRNA，請思考下列問題：(1)圖中甲、乙、丙的含義分別是什么？(2)密碼子和反密碼子的種類是否相同？如果不同，請闡述原因。(3)下圖表示翻譯過程，翻譯的效率為什么較高？圖中的多肽完成合成后是否相同？為什么？請在圖中標出翻譯的方向。提示：(1)甲為3′端，是結合氨基酸的部位，乙是堿基對，丙是反密碼子。(2)不相同，因為有三種終止密碼子通常不決定氨基酸，所以也就沒有與這三種對應的反密碼子。(3)因為一條mRNA可以相繼結合多個核糖體，同時翻譯出多條肽鏈，從而提高了翻譯的效率。由于這些核糖體所用的模板是同一條mRNA，所以合成的多肽都是相同的。翻譯的方向如下圖箭頭所示。3．下圖①～③分別表示人體細胞中的三種生理過程。請據(jù)圖思考下列問題：(1)圖中的①～③分別表示什么過程？(2)過程①和②所需的原料和酶分別是什么？(3)如果在過程①中發(fā)生了差錯，則形成的產(chǎn)物參與過程②，產(chǎn)物中的密碼子是否一定發(fā)生改變？過程③的產(chǎn)物中氨基酸的序列是否一定發(fā)生改變？(4)在有絲分裂過程中，哪個時期能發(fā)生圖中的三個生理過程？為什么？提示：(1)①是DNA的復制，②是轉錄，③是翻譯。(2)過程①：原料是脫氧核苷酸，酶是解旋酶和DNA聚合酶；過程②：原料是核糖核苷酸，酶是RNA聚合酶。(3)過程②的產(chǎn)物中，密碼子一定發(fā)生改變。過程③的產(chǎn)物中氨基酸的序列不一定發(fā)生改變，因為密碼子具有簡并性。(4)間期，因為間期要完成DNA的復制和蛋白質的合成，其中蛋白質的合成包括轉錄和翻譯過程。[對點精練]1．下圖表示某真核生物細胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理變化，Y表示某種功能的酶，下面有關敘述不正確的是 (　　)A．Y為RNA聚合酶B．該圖中最多含5種堿基、8種核苷酸C．過程Ⅰ在細胞核內(nèi)進行，過程Ⅱ在細胞質內(nèi)進行D．b部位發(fā)生的堿基配對方式可能有T－A、A－U、C－G、G－C【答案】C　【解析】分析題圖可知，該圖表示真核生物轉錄和翻譯過程，故Y為RNA聚合酶，A正確；圖中有DNA和RNA分子，因此最多含有5種堿基和8種核苷酸，B正確；過程Ⅰ為轉錄過程，主要在細胞核內(nèi)進行，此外在線粒體和葉綠體內(nèi)也可進行，Ⅱ為翻譯過程，在細胞質中的核糖體上進行，C錯誤；b部位發(fā)生DNA的轉錄，因此b部位發(fā)生的堿基配對方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C，D正確。2．下圖甲、乙、丙表示生物體內(nèi)三個重要的生理活動。請根據(jù)所學知識回答下列問題：(1)甲、乙、丙三圖正在進行的生理過程分別是________________ ________。對于小麥的葉肉細胞來說，能發(fā)生乙圖所示過程的場所有____________________。(2)在正常情況下，甲圖中堿基的排列順序相同的單鏈是____________________(填字母)。(3)起始密碼子和終止密碼子位于乙圖中________(填字母)上。(4)丙圖中①徹底水解得到的化合物有________種。(5)丙圖所示的生理過程是從①的______端開始的。如果①由351個基本單位構成，則對應合成完整的n鏈最多需要脫掉__________分子的水?！敬鸢浮?1)DNA復制、轉錄、翻譯　細胞核、線粒體、葉綠體(2)a和c、b和d　(3)f　(4)6　(5)A　116【解析】(1)DNA復制以解旋的兩條鏈為模板，轉錄以解旋后的一條鏈為模板，翻譯以mRNA單鏈為模板。小麥葉肉細胞的細胞核、葉綠體、線粒體中都含有DNA，可以進行乙圖所示過程。(2)a和d分別是親代DNA分子上的單鏈，二者的堿基序列為互補關系，因此a和c、b和d上的堿基序列相同。(3)起始密碼子和終止密碼子位于信使RNA(f)上。(4)丙圖中兩個核糖體都位于①上，說明①為信使RNA，其徹底水解后得到的化合物有6種：核糖、磷酸、4種堿基。(5)從兩條肽鏈m和n的長度可以知道，翻譯從A端開始，①由351個基本單位構成，則最多對應117個密碼子，這117個密碼子最多對應117個氨基酸，形成多肽鏈時最多脫掉116個水分子。1．遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較轉錄、翻譯過程中的有關計算[知識歸納]2.密碼子、反密碼子、氨基酸的對應關系(1)每種氨基酸對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。(2)一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉運一種氨基酸。3．基因表達過程中相關數(shù)量計算(1)DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系①圖示：②規(guī)律：蛋白質中氨基酸數(shù)目＝1/3 mRNA中堿基數(shù)目＝1/6 DNA(或基因)中堿基數(shù)目。③計算公式：蛋白質中肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)＝1/3 mRNA中堿基數(shù)＝1/6DNA(或基因)中堿基數(shù)。(2)計算中“最多”和“最少”的分析①正常情況下，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，則mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質中氨基酸數(shù)目的3倍或多于3倍。②基因或DNA中存在不編碼氨基酸的堿基序列，因此其中的堿基數(shù)目比對應的蛋白質中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。③在回答問題時應加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n個堿基，轉錄產(chǎn)生它的基因(DNA)中最少有2n個堿基，該mRNA指導合成的蛋白質中最多有n/3個氨基酸。已知AUG、GUG為起始密碼子，UAA、UGA、UAG為終止密碼子。某信使RNA的堿基排列順序如下：AUUCGAUGAC……(40個堿基)……CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白質含氨基酸的個數(shù)最可能是多少？提示：由題干中信使RNA的堿基排列順序可知：從起始密碼子AUG到終止密碼子UAG共有51個堿基，AUG編碼氨基酸，但UAG不編碼氨基酸，所以該信使RNA控制合成的蛋白質含氨基酸最可能為16個。[對點精練]1．現(xiàn)代生物工程能夠實現(xiàn)通過已知蛋白質的氨基酸序列來人工合成基因?，F(xiàn)已知人體生長激素共含190個肽鍵(單鏈)，假設與其對應的mRNA序列中有A和U共313個，則合成的生長激素基因中G至少有(　　)A．130個　　　　 B．260個C．313個 D．無法確定【答案】B　【解析】此蛋白質由191個氨基酸縮合而成，控制其合成的mRNA中最少有573個堿基，又知mRNA中(A＋U)為313個，所以mRNA中(G＋C)為573－313＝260(個)，故DNA的兩條鏈中(G＋C)共有520個，即該基因中G至少有260個。2．由n個堿基對組成的基因，控制合成由m條多肽鏈組成的蛋白質，氨基酸的平均相對分子質量為a，則該蛋白質的相對分子質量最大為 (　　)A．na/6 B．na/6－18(n/6－m)C．na－18(n－m) D．na/3－18(n/3－m)【答案】D　【解析】基因中有n個堿基對，則由此基因轉錄形成的mRNA中有n個堿基，指導合成的蛋白質中最多有n/3個氨基酸，該蛋白質分子由m條肽鏈組成，其分子量為：na/3－(n/3－m)·18。1．不同生物中心法則的體現(xiàn)中心法則[知識歸納]注：含逆轉錄酶的RNA病毒逆轉錄得到的病毒DNA不能直接復制，只能通過整合到宿主DNA中，隨著宿主DNA復制而被復制。2．中心法則與基因表達的關系3．中心法則五個過程的比較甲、乙、丙三種類型的病毒，它們的遺傳信息的遺傳方式分別如下圖所示。請據(jù)圖思考下列問題：(1)HIV、噬菌體、流感病毒分別對應圖中的哪個類型？(2)說出甲、乙、丙中的數(shù)字分別表示什么過程。(3)不管哪種病毒，其增殖都要合成自身的蛋白質外殼和核酸，該過程需要的原料都來自哪里？提示：(1)HIV：丙；噬菌體：甲；流感病毒：乙。(2)甲：1為轉錄，2為翻譯，3為DNA的復制；乙：4為RNA的復制，5為翻譯，6為RNA的復制；丙：7為逆轉錄，8為轉錄，9為翻譯，10為DNA的復制。(3)病毒合成蛋白質和核酸所需要的原料由宿主細胞提供?！痉椒记伞恐行姆▌t各生理過程快速確定的“3”大依據(jù)：[對點精練]1．中心法則揭示了生物遺傳信息的流動過程(如下圖)，相關敘述不正確的是 (　　)A．細胞分裂間期發(fā)生的過程有a、b、cB．需要tRNA和核糖體同時參與的過程是cC．a(chǎn)和b兩個過程發(fā)生的主要場所分別是細胞核和細胞質D．健康的人體細胞內(nèi)不會發(fā)生d和e過程【答案】C　【解析】a～e過程分別為DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制過程。細胞分裂間期，主要進行DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，即發(fā)生a、b、c過程，A正確；翻譯的場所是核糖體，原料氨基酸需要轉運RNA運輸，B正確；DNA復制和轉錄發(fā)生的主要場所都是細胞核，C錯誤；只有某些病毒侵染的細胞才發(fā)生逆轉錄或RNA復制過程，D正確。2．在其他條件具備的情況下，在試管中加入物質X和物質Z，可得到相應產(chǎn)物Y。下列敘述正確的是 (　　)A．若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉錄酶B．若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，則Z是RNA聚合酶D．若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸【答案】D　【解析】若X是DNA，Y是RNA，則Z是RNA聚合酶；若X是DNA，Y是mRNA，則Z是核糖核苷酸；若X是RNA，Y是DNA，則Z是逆轉錄酶；若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，即蛋白質，則Z是氨基酸。課堂·延伸提分易錯易混1：轉錄、翻譯過程中的四個易錯點(1)轉錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。(3)轉錄和翻譯過程中的堿基配對不是A－T，而是A－U。(4)并不是所有的密碼子都決定氨基酸。一般情況下，終止密碼子不決定氨基酸(在正常情況下，UGA是終止密碼子，其不編碼氨基酸，但在特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸)。易錯易混2：混淆氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關系(1)每種氨基酸對應一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性)，可由一種或幾種tRNA轉運。(2)一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉運一種氨基酸。(3)密碼子有64種(3種終止密碼子和61種編碼氨基酸的密碼子)，反密碼子理論上有61種。例1　如圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系。請判斷下列說法中正確的是 (　　)A．分析題圖可知①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核B．除圖中所示的兩種RNA之外，RNA還包括tRNAC．圖中②到③的過程需要在核糖體上進行D．能夠決定氨基酸的是③，其種類有61種【答案】C　【解析】根據(jù)堿基互補配對原則，從圖中②的堿基組成可以確定β鏈是轉錄模板，藍藻是原核生物，沒有細胞核，A錯誤；RNA包括mRNA(圖中②)、tRNA(圖中③)和rRNA(核糖體RNA，圖中未畫出)，B錯誤；圖中②到③的過程是翻譯過程，在核糖體上進行，C正確；正常情況下，能夠決定氨基酸的是②mRNA上的61種密碼子，③是tRNA，D錯誤。易錯易混3：不能正確區(qū)分真核細胞和原核細胞的轉錄和翻譯過程的模式圖(1)圖1表示真核細胞的轉錄和翻譯過程，特點是DNA主要在細胞核中轉錄出mRNA，mRNA通過核孔進入細胞質進行翻譯(在線粒體、葉綠體中也可邊轉錄邊翻譯)。圖中①是雙鏈DNA分子，②是mRNA，③是核糖體，④是tRNA。(2)圖2表示原核細胞的轉錄和翻譯過程，特點是原核生物沒有核膜，轉錄和翻譯在同一空間進行，兩個過程常緊密偶聯(lián)，邊轉錄邊翻譯。圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4條mRNA，在核糖體上同時進行翻譯過程。例2　下面為核糖體沿著mRNA鏈合成多肽鏈的示意圖，與之相關的敘述不正確的是 (　　)A．核糖體移動的方向是從mRNA的5′端―→3′端B．在原核細胞內(nèi)，該過程與mRNA的合成可同時進行C．mRNA上密碼子并不都能決定氨基酸D．親子代遺傳信息的表達均是通過翻譯過程實現(xiàn)的【答案】D　【解析】從題圖可以看出核糖體合成的多肽鏈，右端的最長，說明是左端最先開始合成；在原核細胞內(nèi)，轉錄和翻譯過程可同時進行；mRNA上含有的終止密碼子不決定氨基酸；遺傳信息的表達是通過轉錄和翻譯過程實現(xiàn)的。小練 · 素養(yǎng)達成1．下列關于真核生物的轉錄過程的敘述，正確的是 (　　)A．轉錄以DNA的兩條鏈為模板B．轉錄可發(fā)生在細胞核和細胞質中C．轉錄的產(chǎn)物可直接用于翻譯過程D．轉錄的產(chǎn)物與DNA的長度相等【答案】B　【解析】轉錄以DNA的一條鏈為模板，A錯誤；真核細胞的轉錄主要發(fā)生在細胞核中，但在線粒體和葉綠體中也可發(fā)生該過程，B正確；轉錄產(chǎn)生的mRNA需要進一步加工才能用于翻譯過程，C錯誤；轉錄產(chǎn)生的mRNA是DNA上基因選擇性表達的產(chǎn)物，因此其長度應小于DNA，D錯誤。2．對于下列圖解，正確的說法有 (　　)DNA…AURNA…ACG…子鏈TGC…模板鏈①表示DNA復制過程 ②表示DNA轉錄過程③共有5種堿基 ④共有8種核苷酸⑤共有5種核苷酸 ⑥A均代表同一種核苷酸A．①②③ B．④⑤⑥C．②③④ D．①③⑤【答案】C　【解析】由圖可知，此過程是DNA的轉錄過程，整個過程涉及5種堿基——A、T、G、C、U，但由于組成DNA鏈的是4種脫氧核苷酸，組成RNA鏈的是4種核糖核苷酸，因此圖解中共有8種核苷酸。3．下圖是真核生物細胞核中某物質的合成過程圖，據(jù)圖判斷下列說法正確的是 (　　)A．圖示過程為轉錄B．圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的C．如果圖中③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶D．圖中的②只能是mRNA【答案】A　【解析】分析題圖，根據(jù)產(chǎn)物為單鏈可判斷此過程為轉錄，A正確；圖中②代表RNA，是以4種核糖核苷酸為原料合成的，B錯誤；圖中③是RNA聚合酶，C錯誤；轉錄的產(chǎn)物包括mRNA、tRNA、rRNA三種，D錯誤。4．下圖代表真核細胞中發(fā)生的某一過程，下列敘述正確的是(　　)A．該過程表示翻譯，模板是核糖體B．該圖所示過程也可以發(fā)生在原核細胞中C．該圖所示需要的原料為氨基酸，有水產(chǎn)生，不需要消耗能量D．圖中沒有酶，因為該過程不需要酶的參與【答案】B　【解析】該過程表示翻譯，模板是mRNA，場所是核糖體，原料是游離的氨基酸，同時需要酶、tRNA和ATP的參與。原核生物中也含核糖體，也可進行翻譯過程。5．生物體內(nèi)性狀的表達一般遵循“DNA→RNA→蛋白質”的原則。下面是幾種與此有關的說法，不正確的是 (　　)A．DNA→RNA主要是在細胞核中完成的B．RNA→蛋白質是在核糖體中完成的C．在同一個體不同的體細胞中DNA相同D．在細胞的一生中，DNA、RNA和蛋白質的種類和數(shù)量是不變的【答案】D　【解析】DNA是細胞中的遺傳物質，一般是不變的，由于同一個體不同的體細胞中的基因存在著選擇性表達，因此不同細胞中的DNA相同，而RNA和蛋白質卻不一定相同。6．如下圖所示，下列有關敘述錯誤的是 (　　)A．甲是DNA，乙為RNA，此過程要以甲為模板，酶為RNA聚合酶B．甲是DNA，乙為DNA，此過程要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶C．甲是RNA，乙為DNA，此過程為轉錄，原料為脫氧核苷酸D．甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸【答案】C　【解析】根據(jù)圖示，若甲是DNA，乙為RNA，則此過程表示轉錄，需要以甲為模板，酶為RNA聚合酶，A正確；若甲是DNA，乙為DNA，此過程表示DNA復制，需要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶，B正確；若甲是RNA，乙為DNA，此過程為逆轉錄，原料為脫氧核苷酸，C錯誤；若甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸，D正確。| 課后提能集訓|