2018-2019学年高中生物 第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成优质课件 新人教版必

2．下列关于转录的叙述，不正确的是( ) A．多数发生在细胞核中 B．以核糖核苷酸为原料 C．DNA 的两条链都可作模板 D．边解旋边转录
C [DNA 的两条链中只有其中一条链可作为模板。]
[合 作 探 究·攻 重 难]
遗传信息的转录
[背景材料 1]
经测定，甲、乙、丙、丁 4 种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
脱离：肽 盘链 曲合 折成 叠后 成具 ，从 有核 特糖 定体空与间m结R构NA和的功复能合物的上蛋脱白离质，分子
[基础自测] 1．判断对错 (1)遗传信息转录的产物只有 mRNA。( ) (2)转录和翻译都是以 mRNA 为模板合成生物大分子的过程。( ) (3)一个 tRNA 分子中只有一个反密码子。( ) (4)mRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质。( ) (5)细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与。( ) (6)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。( ) (7)细胞中有多种 tRNA，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。( )
AGC T U 甲 60 40 60 40
乙 30 20 20 30
丙 41 23 44
28
丁 32 15 16 24 13
[思考交流 1] 1．甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？ 提示：甲、乙中含有碱基 T，因此为 DNA；在甲中 A 与 T 不相等，G 与 C 不相等，因此甲只能为单链 DNA。在乙中 A 与 T 相等，G 与 C 相等，最可 能是双链 DNA。
核糖核苷酸 RNA
2．过程
碱基 碱基互补配对
一条链
RNA聚合
mRNA
DNA 双螺旋
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子
密码子
反密码子
种类
64 种
61 种
位置 实质
mRNA
tRNA
决定一个氨基酸的 3个相邻的 与 密码子 发生碱基互补配
碱基 (终止密码除外)
对的 3 个相邻的碱基
2.翻译 (1)概念的理解
答案：912 个。
[归纳总结]
1．DNA 转录和翻译的比较
转录
时间 个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
模板
DNA 的一条链
原料
4 种核糖核苷酸
翻译
核糖体 mRNA 20 种氨基酸
条件 酶(RNA 聚合酶等)、ATP
酶、ATP、tRNA
产物 RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
多肽链
特点
边解旋边转录
tRNA
20种游离的氨基酸
核糖体
mRNA 模板 多肽
(2)过程 起始：mRNA 与 核糖体结合
↓
运输： tRNA 携带氨基酸置于特定位置
延伸：核糖体沿 mRNA 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分子上可以结合多个核糖体）
终止：当核糖体读取到 mRNA 上的 终止密码 时，合成终止
提示：1 个 mRNA 可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
[背景材料 2]
[思考交流 2] 1．转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转 录。据图推测基因中的碱基数和对应的 mRNA 中的碱基数有什么关系？ 提示：基因为双链结构而 RNA 为单链结构，转录形成的 mRNA 分子中 碱基数目是基因中碱基数目的 1/2。 2．翻译过程中，以 mRNA 为模板合成的多肽链中的氨基酸数、需要的 tRNA 数和 mRNA 中的碱基数有什么关系？ 提示：mRNA 中每 3 个相邻的碱基决定一个氨基酸，每个氨基酸需要一 个 tRNA 转运，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目等于需要的 tRNA 数，都是 mRNA 碱基数目的 1/3。
易错提醒：有关基因表达计算的三点提醒 (1)看清楚是 DNA 上的碱基“对”数，还是“个”数。 (2)看清楚是 mRNA 上“密码子”的个数，还是“碱基”个数。 (3)看清楚是合成蛋白质所需“氨基酸”的个数，还是“种类数”。
下图为蛋白质的合成过程示意图，请据图回答有关问题：
答案：甲、乙中核酸是 DNA，甲只能为单链 DNA，乙最可能是双链 DNA。
2．丙中含有的核酸是哪种？依据是什么？ 提示：RNA；丙的核酸中含有碱基 U，不含碱基 T。 3．生物丁的核酸中含有几种核苷酸？ 提示：生物丁的核酸既有 DNA 又有 RNA，因此含有 8 种核苷酸。 答案：8 种。
4．RNA 为什么适合做 DNA 的信使？ 提示：(1)RNA 一般为单链，比 DNA 短，可以通过核孔从细胞核进入细 胞质。 (2)RNA 是另一种核酸，也是由四种核苷酸组成的，也可以储存大量的遗 传信息。 (3)RNA 与 DNA 之间也遵循碱基互补配对原则。
4．密码子、反密码子、氨基酸数量的对应关系
由上图得出如下结论： (1)由①⑥知：除终止密码子外，一种密码子对应一种反密码子。 (2)由④⑤知：一种氨基酸对应一种或多种密码子(或反密码子)。 (3)由②③知：一种密码子(除终止密码子)或一种反密码子只对应一种氨 基酸。
5．基因表达过程中的相关数量计算 (1)DNA(基因)、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。 ①图示：
3．综上可知，基因中碱基数目∶mRNA 碱基数目∶tRNA 数目∶蛋白质 中氨基酸数目是怎样的？
提示：如图所示
4．一种动物体内的某种酶是由 2 条多肽链构成的，含有 150 个肽键，则 控制这种酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是多少个？
提示：首先根据脱水缩合的概念及肽链条数计算出酶具有的氨基酸数为 150＋2＝152(个)，再根据其中的关系求出控制这种酶合成的基因中核苷酸的 分子数至少是 152×6＝912(个)。
答案：27%、23%。
[归纳总结]
1．DNA 复制与转录的比较
模板
原料 能量
酶
DNA DNA 的两条
解旋酶、DNA
脱氧核苷酸 ATP
复制
链
聚合酶
DNA 的一条
转录
核糖核苷酸 ATP RNA 聚合酶
链
产物 DNA RNA
2.转录有关问题分析 (1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。 (2)mRNA 与 DNA 模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同， 只是用 U 代替 T。 (3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
A [确定 DNA 或 RNA，可分析碱基和五碳糖(有 U 或核糖者为 RNA； 有 T 或脱氧核糖者为 DNA)；确定单链或双链可分析其中各种碱基所占的比 率：若 A 与 T 或 U 相等，C 与 G 相等，则为双链(当然也有可能是单链)；若 不相等则为单链。如果分析氨基酸组成，则不能区分核酸类型。]
3．运输氨基酸的工具是图中的哪种结构？为什么说它是真正起“翻译” 作用的结构？
提示：运输氨基酸的工具是[①]tRNA；它一端有反密码子，能和 mRNA 上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
4．研究表明，少量的 mRNA 分子就能迅速合成大量的蛋白质，结合下 图推测其机理是怎样的？
① 磷酸 ；② 核糖 ；③碱基： A、U、G、C ；④ 核糖核苷酸 。 (2)空间结构：一般是单链 ，且比 DNA 短。
2．RNA 与 DNA 的比较[填表]
比较项目
DNA
RNA
基本组成单位
组成
不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
单位
五碳糖不同
脱氧核糖
核糖
碱基不同 特有的是 胸腺嘧啶(T) 特有的是 尿嘧啶(U)
提示：(1)× 转录合成的 RNA 有三种类型：mRNA、tRNA、rRNA。 (2)× 转录的模板是 DNA 分子的一条单链，不是 mRNA。 (3)√ (4)× 核糖体在 mRNA 上移动翻译出蛋白质。 (5)√ (6)× 密码子共有 64 种，有 3 种终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基 酸的密码子有 61 种。 (7)√
苷酸的排列顺序 酸的 3 个相邻碱基 互补的 3 个碱基
直接决定蛋白质中的氨 识别密码子，转运
作用 控制生物的性状
基酸序列
氨基酸
种类
多样性
图解
64 种
61 种
3.翻译过程中多聚核糖体模式图解读
信息解读 (1)图甲表示真核细胞中的翻译过程，图中①是 mRNA，⑥是核糖体，② ③④⑤表示正在合成的 4 条肽链，翻译的方向是自右向左。 (2)图乙表示原核细胞中的转录和翻译过程，图中①是 DNA 模板链，② ③④⑤表示正在合成的 4 个 mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[背景材料 2] 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：
[思考交流 2] 1．在图中框内用“→”或“←”标出转录的方向。
提示： ← 2．a 为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？ 提示：RNA 聚合酶。 3．b 和 c 的名称分别是什么？ 提示：b 是胞嘧啶脱氧核苷酸，c 是胞嘧啶核糖核苷酸。
结构不同
规则的双螺旋结构 一般为 单链
3.RNA 的种类及其作用[填图]
名称： 信使RNA（mRNA）
(1)
作用： DNA 的信使
名称： 核糖体RNA （rRNA）
(2)
作用：组成核糖体
名称： 转运RNA （tRNA）
(3)
作用： 识别并转运氨基酸
二、遗传信息的转录[填图] 1．概念
细胞核 一条链
[活学活用] 1．已知病毒的核酸有双链 DNA、单链 DNA、双链 RNA 和单链 RNA 四 种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( ) A．分析碱基类型，确定碱基比率 B．分析碱基类型，分析核糖类型 C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型