高中生物必修2遺傳與進化《第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成》課件21

第四章基因的表達第四章基因的表達1基因的表達

一、基因控制蛋白質(zhì)的合成二、中心法則三、基因?qū)π誀畹目刂聘呖即缶V—明確復習的知識目標基因的表達一、基因控制蛋白質(zhì)的合2一、考綱解讀本章內(nèi)容主要包括三個方面:基因指導蛋白質(zhì)的合成,即相連續(xù)的兩個過程,轉(zhuǎn)錄和翻譯;基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^基因控制酶的合成和基因直接控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來影響性狀;遺傳過程中的重要規(guī)律——中心法則，對遺傳信息傳遞進行了高度的概括。在08廣東《考試說明》中對這部分的要求都是屬于“Ⅱ”，即需要“理解所列知識和其他相關(guān)知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復雜的情景中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。（見附表）復習時，①盡量把基因的復制與表達整合在一起，體現(xiàn)核心知識“中心法則”。②比較DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、DNA與RNA等，深化對這些過程和原理的理解，為應用奠定基礎。③注重圖文結(jié)合，將遺傳信息流動的各階段形象直觀化，有助于對生命活動本質(zhì)的理解。一、考綱解讀本章內(nèi)容主要包括三個方面:基因指導蛋白質(zhì)的合成,3第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成4分析圖解，思考以下內(nèi)容：①染色體與DNA的關(guān)系；②DNA與基因的關(guān)系；③基因與染色體的關(guān)系。

圖2圖3圖1分析圖解，思考以下內(nèi)容：①染色體與DNA的關(guān)系；②D5DNA基因脫氧核苷酸染色體每條染色體上有一個DNA分子每個DNA分子上含有許多基因每個基因含有許多脫氧核苷酸染色體是DNA的主要載體基因是有遺傳效應的DNA片段基因中脫氧核苷酸的排列順序代表著遺傳信息是主要的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位DNA基因脫氧核苷酸染色體每條染色體上有一個DNA分子每個D6基因

定義：基因是具有遺傳效應的DNA片段，是決定生物性狀的基本單位。*生物性狀：生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征，由蛋白質(zhì)體現(xiàn)。

明確三個關(guān)系（1）基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列?；?/p>

定義：基因是具有遺傳效應的DNA片段，是決定7

（2）基因與DNA的關(guān)系：

是有遺傳效應的DNA片段，一個DNA有多個基因（3）基因與生物性狀的關(guān)系：

是決定生物性狀的基本單位，特定的基因控制特定的性狀。

基因的功能：1、通過復制傳遞遺傳信息

2、通過控制蛋白質(zhì)的合成而表達遺傳信息

（2）基因與DNA的關(guān)系：是有遺傳效應的DNA片段，一8在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題呢？在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》9回憶幾個問題：①蛋白質(zhì)合成的場所是什么？②基因主要存在于細胞的哪個部分？遺傳信息是如何從細胞核傳到核糖體，從而控制蛋白質(zhì)合成的？

想象空間回憶幾個問題：①蛋白質(zhì)合成的場所是什么？遺傳10科學研究：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加入RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進了從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。該實驗我們能得到什么樣的結(jié)論？科學研究：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加11結(jié)論RNA與蛋白質(zhì)合成有關(guān)

為什么RNA適于作DNA的信使呢?結(jié)論為什么RNA適于作DNA的信使呢?12RNA有幾種？信使RNA(messengerRNA,mRNA)轉(zhuǎn)錄遺傳信息，為翻譯的模板轉(zhuǎn)運RNA(transferRNA,tRNA)攜帶特定的氨基酸(搬運)的作用核糖體RNA(ribosomalRNA,rRNA)是核糖體的組成成分RNA有幾種？信使RNA(messengerRNA,13比較項目DNARNA功能分布基本單位堿基嘌呤嘧啶五碳糖產(chǎn)生途徑空間結(jié)構(gòu)分子大小DNA和RNA的比較傳遞和表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄遺傳信息、攜帶氨基酸、核糖體的組成成分主要分布在細胞核主要分布在細胞質(zhì)脫氧核苷酸核糖核苷酸A腺嘌呤G鳥嘌呤A腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶C胞嘧啶U尿嘧啶脫氧核糖核糖通常是雙螺旋結(jié)構(gòu)，極少數(shù)病毒是單鏈結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)，極少數(shù)病毒是雙螺旋結(jié)構(gòu)較大（不能通過核孔）較?。芡ㄟ^核孔）DNA復制、逆轉(zhuǎn)錄RNA復制、轉(zhuǎn)錄比較項目DNA14為什么RNA適于作DNA的信使呢？

RNA是另一類核酸，它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，適于作DNA的信使的原因是：①RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基（A、G、C、U）共同組成核苷酸，它也能儲存遺傳信息。②在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原則”，但由于RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當RNA與DNA有關(guān)系時，U與A配對。③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。為什么RNA適于作DNA的信使呢？RNA是另一類核酸，15??16高中生物必修2遺傳與進化《第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成》課件2117AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA游離的核糖核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATAGCUGACGGUUUDNA18AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A——U；G——C；C——G；T—ARNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成mRNAUAGTACAAATAGCUGACGGUUUDN19AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU以DNA的一條鏈為模板合成mRNAUAGTACAAATAGCGACGGUUUU以DN20AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA以DNA的一條鏈為模板合成mRNAUAGTACAAATGCGACGGUUUUA以DN21AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA以DNA的一條鏈為模板合成mRNAUAGTACAAATGCGACGUUGUUA以DN22AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUU以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATGCGACGUGUUAUU以D23AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU以DNA的一條鏈為模板合成mRNAUAGTACAAATGCGACGGUUAUU以DN24AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAU以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATGCGACGGUUAUUAU以25AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATGCGCGGUUAUUAU以D26AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC以D27AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的

mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA以DNA的一條鏈為模板合成mRNAAGTACAAATGGCGGUUAUUAUC形成28小結(jié)：轉(zhuǎn)錄實質(zhì)是以DNA的某一片段的一條鏈為模板形成RNA單鏈的過程，并非整個DNA都轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄1、定義：2、場所：3、模板：4、原料：5、條件：在細胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。主要在細胞核DNA的一條鏈四種核糖核苷酸ATP（能量）、酶（解旋酶、RNA聚合酶等）6、堿基配對：7、產(chǎn)物：A-U，C-G，T-A，mRNA(tRNA、rRNA)小結(jié)：轉(zhuǎn)錄實質(zhì)是以DNA的某一片段的一條鏈為模板形成RNA單29例1、一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄成mRNA（）

A、一種一個B、一種多個

C、多種多個D、無數(shù)種無數(shù)個

C例2、下列物質(zhì)不是在細胞核中合成的是（）

A、核糖體RNAB、信使RNA

C、染色體DNAD、葉綠體DNA

D例1、一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄成mRNAC例2、下列物質(zhì)不是在30

翻譯在細胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程（4種）堿基與（20種）氨基酸之間的對應關(guān)系一個堿基決定一個氨基酸，能決定（）種，兩個堿基決定一個氨基酸，能決定（）種，三個堿基決定一個氨基酸，能決定（）種，414243不夠不夠足夠翻譯在細胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有31UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子324、一般一個密碼子只和一種氨基酸相對應

2、一種氨基酸可以和一種或多種密碼子相對應

1、氨基酸的種類；20種密碼子的種類：64種3、三個終止密碼：UAA、UAG、UGA4、一般一個密碼子只和一種氨基酸相對應2、一種氨基酸可以和一33密碼子與氨基酸的關(guān)系1、密碼子共有種，但編碼氨基酸的密碼子只有種。64612、一種氨基酸可以有種密碼子(密碼的簡并)，但一種密碼子只能決定氨基酸，起始密碼子決定氨基酸。終止密碼子。一種或多能一種則不能3、密碼子是的，中間無其他堿基隔開。4、無論是病毒，還是原核生物和真核生物都共用一套遺傳密碼子。5、密碼的簡并對生物體的生存發(fā)展的意義。連續(xù)密碼子與氨基酸的關(guān)系1、密碼子共有種，但編碼氨基酸的34運載工具：轉(zhuǎn)運

RNA（tRNA)ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸

反密碼子*一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸t(yī)RNA是不是只有三個堿基呢？運載工具：轉(zhuǎn)運RNA（tRNA)ACU天冬氨酸AUG異亮35tRNA的功能一是轉(zhuǎn)運，二是識別，且一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運種氨基酸。故tRNA的種類很多，有種，一種氨基酸可有種tRNA來轉(zhuǎn)運。tRNA并非只有三個堿基，有多個堿基，其基本組成單位是。氨基酸密碼子一61一種或幾核糖核苷酸t(yī)RNA的功能一是轉(zhuǎn)運，二是識別36AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成UCAUGAUUAmRNAAGTACAAATUCAUGAUUAmRNA37UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨核糖38UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

tRNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補配對

UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨tR39UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運到mRNA上的相應位置.UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨AUG40UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

兩個氨基酸分子縮合縮合UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨AUG41UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

核糖體隨著mRNA滑動.另一個tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對.

核糖體一次移動可閱讀mRNA上多少個堿基？3個UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨AUG42UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨AUG43UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運新的氨基酸UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天門冬酰氨AUG44UCAUGAUUAAAUACUAUG

亮氨酸

天門冬酰氨

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)UCAUGAUUAAAUACUAUG亮氨酸天門冬酰氨45

基因表達的過程基因表達的過程46蛋白質(zhì)的合成過程蛋白質(zhì)的合成過程蛋白質(zhì)的合成過程蛋白質(zhì)的合成過程47小結(jié)：翻譯1、定義：2、場所：3、模板：4、原料：在細胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程核糖體以mRNA為模板20種氨基酸（由tRNA搬運）5、堿基配對：6、產(chǎn)物：A-U，C-G有一定氨基酸順序的肽鏈小結(jié)：翻譯1、定義：2、場所：3、模板：4、原料：在細48真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點產(chǎn)物（遺傳信息）（遺傳密碼）（生物性狀）細胞分裂間期主要在細胞核DNA的兩條鏈均為模板四種脫氧核苷酸DNA聚合酶等ATPA-T、G-C半保留復制邊解旋邊復制2個子代DNA分子生長發(fā)育過程主要在細胞核基因的一條鏈為模板四種核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C邊解旋邊轉(zhuǎn)錄1個信使RNA生長發(fā)育過程核糖體mRNA為模板二十種氨基酸特定的酶等ATPmRNA與tRNA配對A-U,G-C多個特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模49思考1：

植物細胞中，哪些場所會發(fā)生堿基互補配對？

不一定。因為發(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況：1、該堿基位于DNA無效片段上；2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸不一定。因為發(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況：1、該堿基位于DNA無效片段上；2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸

細胞核、葉綠體、線粒體、核糖體

思考1：植物細胞中，哪些場所會發(fā)生堿基互補配50思考2：

當某DNA堿基發(fā)生改變，是否一定會導致生物性狀發(fā)生改變？不一定。因為發(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況：1、該堿基位于DNA無效片段上；2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸不一定。因為發(fā)生改變的堿基可能有以下兩種情況：1、該堿基位于DNA無效片段上；2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸

不一定。因為發(fā)生改變的堿基可能有以下三種情況：

2、該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸；3、隱性基因的功能突變在雜合狀態(tài)下也不會引起性狀的改變。1、該堿基位于DNA無效應片段上；思考2：當某DNA堿基發(fā)生改變，是否一定會導51二、考點落實突破考點一遺傳信息的傳遞與表達1、DNA與RNA的區(qū)別（《新高考全案》P153）2、復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較（《新高考全案》P153）［時間、場所、原料、模板、條件、堿基配對方式、遺傳信息傳遞方向、過程特點、產(chǎn)物、意義］3、遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子的區(qū)別（同上）4、密碼子與氨基酸的關(guān)系5、tRNA的功能二、考點落實突破考點一遺傳信息的傳遞與表達1、52例3、在人體內(nèi)，由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有（）A．２種B．３種C．４種D．５種Ｄ例4、一個正常受精卵中的所有基因（）A．都能表達B．都能轉(zhuǎn)錄C．都能翻譯D．都能復制D例3、在人體內(nèi)，由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有（53根據(jù)所學知識，填寫表中空白并回答問題DNA雙鏈CAG信使RNAA轉(zhuǎn)運RNAGAG氨基酸丙氨酸A鏈B鏈C鏈D鏈1、丙氨酸的密碼子是

，決定合成該氨基酸的DNA上的堿基是

。2、第二個氨基酸是

，（查密碼表）3、

鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，遺傳密碼子存在于

鏈上。TUGCACGTUGC半胱氨酸AC例5根據(jù)所學知識，填寫表中空白并回答問題DNA雙鏈CAG信使RN54考點二轉(zhuǎn)錄、翻譯中的有關(guān)計算基因中的堿基、RNA中的堿基和蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)量關(guān)系(1)轉(zhuǎn)錄時只以基因中的一條鏈為模板，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中的堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。例6、已知一段信使RNA上有12個A和G，該信使RNA上共有30個堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的這一段DNA分子中應有C和T（）

A、12B、18C、24D、30D考點二轉(zhuǎn)錄、翻譯中的有關(guān)計算基因中的堿基、RNA55①DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6n:3n:n:n。（6:3:1:1）（2）DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？說明：由于基因中有非編碼區(qū)，真核生物的基因有內(nèi)含子，mRNA中有終止密碼子，實際上基因（ＤＮＡ）的堿基數(shù)目要大于6n，mRNA中的堿基數(shù)目要大于3n。因此在分析時常有“至少”或“最多”字樣。nDNA3n3n3n轉(zhuǎn)錄翻譯信使RNA蛋白質(zhì)①DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：密碼子：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)56例7、一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的