【優(yōu)化方案】2013年高中生物 第三章第四節(jié)遺傳信息的表達RNA和蛋白質(zhì)的合成課件 浙科版必修2

1、第四節(jié)遺傳信息的表達第四節(jié)遺傳信息的表達RNA和蛋白質(zhì)的合成和蛋白質(zhì)的合成學(xué)習(xí)導(dǎo)航學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.列舉列舉DNA的功能。的功能。2比較比較DNA與與RNA的異同。的異同。3掌握遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。掌握遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。(重難點重難點)4說明遺傳密碼和中心法則。說明遺傳密碼和中心法則。新知初探思維啟動新知初探思維啟動一、一、DNA的功能的功能1攜帶遺傳信息：以自身為模板，攜帶遺傳信息：以自身為模板，_地進地進行復(fù)制，保持遺傳信息的穩(wěn)定性。行復(fù)制，保持遺傳信息的穩(wěn)定性。2表達遺傳信息：所貯存的遺傳信息決定表達遺傳信息：所貯存的遺傳信息決定_的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的

2、轉(zhuǎn)錄1場所：細胞核場所：細胞核(主要主要)。半保留半保留 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2過程過程(1)結(jié)合：結(jié)合：_與與DNA分子的某分子的某一啟動部位相結(jié)合。一啟動部位相結(jié)合。(2)解旋：解旋：DNA片段的雙螺旋解開，以其中片段的雙螺旋解開，以其中_為模板。為模板。(3)配對：游離的核苷酸堿基與配對：游離的核苷酸堿基與_上的堿基互補配對。上的堿基互補配對。(4)連接：相鄰的核糖核苷酸通過連接：相鄰的核糖核苷酸通過_聚合成聚合成RNA分子。分子。RNA聚合酶聚合酶一一條條鏈鏈DNA模板鏈模板鏈磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵3產(chǎn)物產(chǎn)物(1)mRNA：傳達：傳達_上的遺傳信息。上的遺傳信息。(2)tRNA：把：把_運送到核

3、糖體上；識運送到核糖體上；識別密碼子。別密碼子。(3)rRNA：_的重要成分。的重要成分。三、遺傳信息的翻譯三、遺傳信息的翻譯1場所：場所：_。2過程過程(1)起始：核糖體沿起始：核糖體沿_移動。移動。DNA氨基酸氨基酸核糖體核糖體核糖體核糖體mRNA(2)延伸：在移動中核糖體認讀延伸：在移動中核糖體認讀_上決定上決定氨基酸種類的密碼，選擇相應(yīng)的氨基酸，由對應(yīng)氨基酸種類的密碼，選擇相應(yīng)的氨基酸，由對應(yīng)的的_轉(zhuǎn)運，加到延伸中的肽鏈上。多肽轉(zhuǎn)運，加到延伸中的肽鏈上。多肽鏈合成時，在一個鏈合成時，在一個mRNA分子上可以有若干個核分子上可以有若干個核糖體同時進行工作。糖體同時進行工作。(3)終止：當(dāng)

4、核糖體到達終止：當(dāng)核糖體到達mRNA的的_時，多肽合成結(jié)束。時，多肽合成結(jié)束。mRNAtRNA終止密碼子終止密碼子想一想想一想1以信使以信使RNA為模板翻譯形成蛋白質(zhì)，蛋白為模板翻譯形成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是以什么方式體現(xiàn)質(zhì)是以什么方式體現(xiàn)DNA的遺傳信息？的遺傳信息？【提示提示】蛋白質(zhì)是以氨基酸序列的形式體蛋白質(zhì)是以氨基酸序列的形式體現(xiàn)現(xiàn)DNA的遺傳信息。的遺傳信息。四、遺傳密碼四、遺傳密碼1含義：決定一種氨基酸的含義：決定一種氨基酸的3個個_排列而成的三聯(lián)體。排列而成的三聯(lián)體。2特點特點(1)除少數(shù)密碼子外，生物界的遺傳密碼是除少數(shù)密碼子外，生物界的遺傳密碼是_的。的。(2)除少數(shù)氨基酸只有除少

5、數(shù)氨基酸只有1種遺傳密碼外，大多數(shù)種遺傳密碼外，大多數(shù)氨基酸有兩個或兩個以上的遺傳密碼。氨基酸有兩個或兩個以上的遺傳密碼。相鄰核苷酸相鄰核苷酸統(tǒng)一統(tǒng)一五、中心法則的提出及發(fā)展五、中心法則的提出及發(fā)展1中心法則的要點中心法則的要點(1)遺傳信息由遺傳信息由_傳遞到傳遞到RNA。(2)RNA決定蛋白質(zhì)的特異性。決定蛋白質(zhì)的特異性。(3)_ 是生物體性狀的體現(xiàn)者。是生物體性狀的體現(xiàn)者。2中心法則的發(fā)展中心法則的發(fā)展(1)RNA逆轉(zhuǎn)錄：在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以逆轉(zhuǎn)錄：在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以_為模板反向地合成單鏈為模板反向地合成單鏈DNA。(2)實例：勞氏肉瘤病毒。實例：勞氏肉瘤病毒。DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA

6、3圖解圖解想一想想一想2艾滋病是人類第一大殺手，至今沒有辦法消艾滋病是人類第一大殺手，至今沒有辦法消滅它。你知道它的遺傳物質(zhì)是什么嗎？它的遺滅它。你知道它的遺傳物質(zhì)是什么嗎？它的遺傳信息傳遞過程是什么？傳信息傳遞過程是什么？【提示提示】HIV的遺傳物質(zhì)是的遺傳物質(zhì)是RNA。它的遺傳。它的遺傳信息傳遞過程是：信息傳遞過程是：RNA通過逆轉(zhuǎn)錄合成通過逆轉(zhuǎn)錄合成DNA，DNA再通過轉(zhuǎn)錄形成信使再通過轉(zhuǎn)錄形成信使RNA，然后通過翻譯，然后通過翻譯過程合成蛋白質(zhì)。過程合成蛋白質(zhì)。要點突破講練互動要點突破講練互動復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較項目項目復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時間時間細胞分裂間

7、期細胞分裂間期在生長發(fā)育在生長發(fā)育的連續(xù)過程的連續(xù)過程中中在生長發(fā)育在生長發(fā)育的連續(xù)過程的連續(xù)過程中中場所場所細胞核細胞核(主要主要)細胞核細胞核(主主要要)細胞質(zhì)中核細胞質(zhì)中核糖體上糖體上原料原料4種游離脫氧種游離脫氧核苷酸核苷酸4種游離核種游離核糖核苷酸糖核苷酸20種氨基酸種氨基酸項目項目復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯模板模板以以DNA解旋解旋后的兩條鏈后的兩條鏈為模板為模板以以DNA解解旋后的一旋后的一條鏈為模條鏈為模板板以信使以信使RNA為模為模板板條件條件解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、聚合酶、ATP等等RNA聚合聚合酶、酶、ATP等等酶、酶、ATP等等堿基配堿基配對方式對方式AT、TA、G

8、C、CGAU、TA、GC、CGAU、UA、GC、CG遺傳信遺傳信息傳遞息傳遞方向方向DNADNADNARNARNA蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)項目項目復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯過程過程特點特點邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊復(fù)旋、半保邊復(fù)旋、半保留復(fù)制留復(fù)制(每個子每個子代代DNA含一條含一條母鏈、含一條母鏈、含一條子鏈子鏈)邊解旋邊轉(zhuǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊復(fù)旋，錄邊復(fù)旋，完成轉(zhuǎn)錄后完成轉(zhuǎn)錄后的的DNA仍保仍保留原來的雙留原來的雙鏈結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)以以mRNA為模板，為模板，以以tRNA為為運載工具，運載工具，在核糖體在核糖體中，合成中，合成具有一定具有一定氨基酸順氨基酸順序的蛋白序的蛋白質(zhì)質(zhì)產(chǎn)物產(chǎn)物兩個雙鏈兩個雙鏈DNA一條單鏈

9、的一條單鏈的RNA多肽或蛋多肽或蛋白質(zhì)白質(zhì)下列有關(guān)圖中的生理過程下列有關(guān)圖中的生理過程(圖中代表圖中代表核糖體，代表多肽鏈核糖體，代表多肽鏈)的敘述中，不正確的的敘述中，不正確的是是()例例1A圖中所示的生理過程主要有轉(zhuǎn)錄和翻譯圖中所示的生理過程主要有轉(zhuǎn)錄和翻譯B鏈中鏈中(AT)/(GC)的比值與鏈中此的比值與鏈中此項比值相同項比值相同C一種細菌的由一種細菌的由480個核苷酸組成，它所個核苷酸組成，它所編碼的蛋白質(zhì)的長度一定為編碼的蛋白質(zhì)的長度一定為160個氨基酸個氨基酸D遺傳信息由傳遞到需要遺傳信息由傳遞到需要RNA作為工具作為工具【解析解析】選選項項內(nèi)容指向內(nèi)容指向聯(lián)系分析聯(lián)系分析A以以D

10、NA一條鏈一條鏈(鏈鏈)為模板合成的為模板合成的鏈含鏈含堿基堿基U，故，故為為mRNA，此過程為轉(zhuǎn)錄；，此過程為轉(zhuǎn)錄；與與結(jié)合后以結(jié)合后以為模板形成為模板形成肽鏈，此肽鏈，此過程為翻譯過程為翻譯BDNA雙鏈中雙鏈中A與與T配對，配對，G與與C配對，故配對，故(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)，即，即鏈中鏈中(AT)/(GC)的比值與的比值與鏈中此項比鏈中此項比值相同值相同選選項項內(nèi)容指向內(nèi)容指向聯(lián)系分析聯(lián)系分析C由由480個核苷酸即個核苷酸即160個密碼子組成，這個密碼子組成，這些密碼子中有不決定氨基酸的終止密碼，些密碼子中有不決定氨基酸的終止密碼，故編碼的蛋白質(zhì)長度小于故編

11、碼的蛋白質(zhì)長度小于160個氨基酸個氨基酸D遺傳信息由遺傳信息由傳遞到傳遞到的過程中，由的過程中，由tRNA作為運載工具，才能實現(xiàn)遺傳信息對蛋白作為運載工具，才能實現(xiàn)遺傳信息對蛋白質(zhì)合成的控制質(zhì)合成的控制【答案】【答案】C互動探究互動探究1(1)上圖中上圖中的場所是什么？的場所是什么？(2)中顯示幾種密碼子？中顯示幾種密碼子？【提示提示】(1)細胞核。細胞核。(2)5種。種?！咎揭?guī)尋律探規(guī)尋律】有關(guān)蛋白質(zhì)合成過程習(xí)題的有關(guān)蛋白質(zhì)合成過程習(xí)題的注意事項注意事項(1)基因基因mRNA蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。堿基數(shù)目堿基數(shù)目堿基數(shù)目堿基數(shù)目氨基酸數(shù)目氨基酸數(shù)目631(2)轉(zhuǎn)錄中轉(zhuǎn)錄中DNA分子雙鏈中一條為模板

12、鏈，另一分子雙鏈中一條為模板鏈，另一條鏈無轉(zhuǎn)錄功能。條鏈無轉(zhuǎn)錄功能。(3)轉(zhuǎn)錄中的配對關(guān)系：轉(zhuǎn)錄中的配對關(guān)系：GC、CG、TA、AU。(4)tRNA與密碼子的關(guān)系為：與密碼子的關(guān)系為：tRNA一端為反密碼一端為反密碼子，可與子，可與mRNA的相應(yīng)密碼子進行配對；一種的相應(yīng)密碼子進行配對；一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸，一種氨基酸可被多只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸，一種氨基酸可被多種種tRNA運輸。運輸。遺傳信息、密碼子、反密碼遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較子的比較遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子存存在在位位置置在在DNA上，是上，是基因中脫氧核基因中脫氧核苷酸的排列順苷酸的排列順序序在在R

13、NA上，上，是是mRNA上上決定決定1個氨個氨基酸的基酸的3個個相鄰堿基相鄰堿基在在tRNA上，是與上，是與密碼子互密碼子互補配對的補配對的3個堿基個堿基遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子作用作用決定氨基酸的排列決定氨基酸的排列順序，是間接作用順序，是間接作用直接決定蛋直接決定蛋白質(zhì)分子中白質(zhì)分子中氨基酸的排氨基酸的排列順序列順序識別密碼子識別密碼子對應(yīng)對應(yīng)關(guān)系關(guān)系聯(lián)系聯(lián)系(1)遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到通過轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖的核糖核苷酸的排列順序上核苷酸的排列順序上(中心法則中心法則)(2

14、)mRNA的密碼子直接決定蛋白質(zhì)分子中氨的密碼子直接決定蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到識別密碼基酸的排列順序，反密碼子則起到識別密碼子的作用子的作用(2010高考天津卷高考天津卷)根據(jù)表中的已知條件，根據(jù)表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是判斷蘇氨酸的密碼子是()例例2DNA雙鏈雙鏈TGmRNAtRNA反密碼子反密碼子A氨基酸氨基酸蘇氨酸蘇氨酸A.TGUBUGACACU DUCU【解析解析】mRNA上決定上決定1個氨基酸的個氨基酸的3個相鄰的個相鄰的堿基，稱做堿基，稱做1個密碼子。個密碼子。mRNA的密碼子和的密碼子和tRNA上的反密碼子互補配對，可推知上的反密碼子互補配對，可推

15、知mRNA的密碼子的密碼子最后的堿基為最后的堿基為U；DNA的一條鏈為的一條鏈為TG，另一條，另一條鏈為鏈為AC，若，若DNA轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為TG所在的鏈所在的鏈,則則mRNA的密碼子為的密碼子為ACU，若，若DNA轉(zhuǎn)錄時的模板轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為鏈為AC所在的鏈，則所在的鏈，則mRNA的密碼子為的密碼子為UGU?！敬鸢复鸢浮緾【探規(guī)尋律】【探規(guī)尋律】遺傳信息、密碼子遺傳信息、密碼子(遺傳密碼遺傳密碼)、反密碼子的區(qū)分反密碼子的區(qū)分如圖表示如圖表示DNA控制蛋白質(zhì)合成的過程。下列控制蛋白質(zhì)合成的過程。下列有關(guān)說法不正確的是有關(guān)說法不正確的是()A遺傳信息存在于遺傳信息存在于鏈上鏈上

16、B密碼子存在于密碼子存在于鏈上鏈上C氨基酸與氨基酸與tRNA在種類上是一一對應(yīng)的關(guān)系在種類上是一一對應(yīng)的關(guān)系D圖中圖中DNA片段最多可控制片段最多可控制20種氨基酸來合成蛋種氨基酸來合成蛋白質(zhì)白質(zhì)解析：選解析：選C。遺傳信息是指。遺傳信息是指DNA上脫氧核苷酸的上脫氧核苷酸的排列順序，轉(zhuǎn)錄時作為模板的單鏈即為信息鏈。排列順序，轉(zhuǎn)錄時作為模板的單鏈即為信息鏈。密碼子是指信使密碼子是指信使RNA中決定一個氨基酸的三個相中決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，它只存在于鄰的堿基，它只存在于mRNA上。一種氨基酸可上。一種氨基酸可由一種或幾種由一種或幾種tRNA來攜帶，但一種來攜帶，但一種tRNA只能攜只能

17、攜帶一種氨基酸。帶一種氨基酸。中心法則的理解與分析中心法則的理解與分析1圖解分析圖解分析圖解表示出遺傳信息的傳遞有圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。個過程。(1)以以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞2中心法則體現(xiàn)了中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能的兩大基本功能(1)對遺傳信息的傳遞功能，它是通過對遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復(fù)復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。或細胞增殖過程中。(2)對遺傳信息的表達功能，它是通過轉(zhuǎn)錄和對遺傳信息的表達功能，它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。翻

18、譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。中心法則揭示了生物遺傳信息由中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。下列說法不正向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。下列說法不正確的是確的是()例例3Aa、b、c、d所表示的四個過程依次分別是所表示的四個過程依次分別是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄B需要需要tRNA和核糖體同時參與的過程是和核糖體同時參與的過程是c，需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與的過程是需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與的過程是dCa、b、c過程只發(fā)生在真核細胞中，過程只發(fā)生在真核細胞中，d、e過程只發(fā)生在原核細胞和一些病毒中過程只發(fā)生在原核細胞和一些病毒中D在真核細胞中，在真核細胞中，a和和b兩個過程發(fā)生的主要兩個過程發(fā)生的主要場所相同，但需要的關(guān)鍵酶種類不同場所相同，但需要的關(guān)鍵酶種類不同【解析解析】圖解中圖解中a、b、c、d、e分別表示分別表示DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA的復(fù)的復(fù)制，其中制，其中c過程進行的場所是核糖體，在合成蛋過程進行的場所是核糖體，在合成蛋白質(zhì)時需要白質(zhì)時需要tRNA運載氨基酸，運載氨基酸，a、b、c在細胞在細胞生物中均