【高中生物】基因的表达（复习课件） 2022-2023学年高一生物下学期期中期末考点大串讲（人教版2019必修2）.pptx

第4章 基因的表达4.1基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录三、中心法则1.DNA与RNA有哪些区别（熟悉）2.为什么RNA适合做DNA的信使？3条3.RNA种类（3种），各自的功能是什么？4.转录的概念？5.转录发生的时间、场所、产物是什么？6.描述转录的过程（重点掌握）7.转录过程中还需专用使用解旋酶吗，为什么？8.mRNA延伸的方向？9.转录的条件（4 条）10.转录遵守的原则，特点，意义分别是什么 1.翻译的概念(默写），翻译的场所？2.密码子共有多少种？密码子与氨基酸有什么关系（3 条）3.所有密码子都能决定氨基酸吗？正常情况下，能编码氨基酸的密 码子有多少种？特殊情况下能够决定氨基酸的密码子最多有多少种？4.信使RNA结构（3条），特点（3 条）？5.翻译的过程（重点掌握）？6.翻译的条件（5条），翻译的特点（3 条），翻译的意义？7.翻译能精确进行的原因？翻译能高效进行的原因？8.翻译过程中要求会判断核糖体移动方向？9.遗传信息、密码子、反密码子的比较？二、遗传信息的翻译1.克里克提出的中心法则内容是什么？2.随着研究的不断深入，科学家对中新法则做了哪些补充？3.完整的中心法则内容是什么？4.各种生物的遗传信息传递过程（重点掌握）？5.中心法则的适用条件、意义?表现性状 DNA（基因）遗传信息蛋白质基因的表达转录翻译mRNA碱基排列顺序基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，这一过程称为基因的表达。种 类 DNA RNA 组 成 部 分碱基磷酸五碳糖全 称基本组成单位空间结构分布（真核细胞）特有：T 特有：U共有：A、G、C都有磷酸脱氧核糖 核糖脱氧核糖核酸核糖核酸脱氧核苷酸核糖核苷酸多为规则双螺旋结构多为单链细胞核（主要）线粒体、叶绿体细胞质（主要）1.DNA和RNA的区别一、遗传信息的转录RNA是什么物质？2.为什么RNA适合做DNA的信使呢？1)RNA是由基本单位-核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。2)RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3)RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。碱基 DNA A T G C互补配对 RNA U A C GRNA RNAATGCATGCDNA DNAAUGC 想一想：1.rRNA的形成与细胞核中的_有关;2.tRNA是否有氢键。_ 3.tRNA上只含有3个碱基吗？_。tRNA比mRNA_（选填“大”或“小”）4.tRNA结合氨基酸的部位是右图中的_（选填“-OH”或“-P”）端。否核仁rRNAmRNAmRNA有RNA的种类和作用：（1）mRNA：（2）rRNA：。（3）tRNA：。作为DNA的信使，将遗传信息从细胞核传至细胞质作为翻译的模板参与构成核糖体识别密码子并转运氨基酸小-OH 3.RNA的种类和功能此外，少数RNA还具有催化作用，有的作为少量病毒的遗传物质模板链碱基互补配对 A-U T-A C-G G-CDNA RNA模板？原料？产物？酶？解旋配对连接 释放RNA聚合酶(1)概念(2)时间(3)场所(4)产物在_ 中，通过_ 以_为模板合成的，这一过程叫做转录。细胞核 DNA的一条链个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中）主要在_中细胞核*实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生RNA(不仅是mRNA，还有rRNA和tRNA）4.转录的基本过程RNA聚合酶注意：模板DNA两条链中只有一条链是转录的模板链；而且仅仅是DNA链中的某个片段。（5）转录过程首先，RNA聚合酶与基因的某部位结合，转录就开始。第一步 解旋DNA双链解开（_的催化），碱基暴露出来；RNA聚合酶注意：该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用，有催化合成RNA作用。第2步 配对游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键，mRNA延伸方向从5端到3端）第3步 连接 第4步 释放合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。(6)条件模板：原料：能量：酶：DNA的一条链游离4种核糖核苷酸细胞提供的能量（ATP等）RNA聚合酶等(10)意义 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。(7)原则 碱基互补配对原则U GA边解旋边转录(8)特点(9)转录方向 5端往3端延伸A-_ G-_ C-_ T-_ C核糖核苷酸mRNA分子信使RNA、核糖体RNA、转运RNA读一读判断出转录方向并写出下列DNA和RNA的3端和5端3转录方向：5535 3练一练1下列关于下图的叙述，正确的是()A该图表示DNA的复制过程B图中的乙和丁为同种物质C图中的丙一定是mRNA，转录的方向为5 3D图中的甲具有解旋的作用 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程游离在细胞质中的各种氨基酸，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。翻译二、遗传信息的翻译要想知道mRNA是如何翻译成蛋白质的，首先也要寻找mRNA的碱基与氨基酸之间的关系。1.翻译的概念翻译的具体场所：核糖体可知，一个氨基酸的编码至少需要3个碱基，才足以组合出构成蛋白质的21种氨基酸如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？41=442=1643=64，足够有余（1）讨论：4种碱基如何决定21种氨基酸?2.密码子密码子密码子 密码子U C A U G A UUAmRNA科学家通过推测与实验，得出结论：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。如果3个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？43=64（2）21种氨基酸的密码子表第一个碱基第二个碱基第三个碱基U C A GU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG注:在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。1.密码子种类：2.密码子与氨基酸关系：1）正常情况下,1种密码子只能决定_种氨基酸 2）1种氨基酸可能由_密码子决定 3）所有生物共用上述密码1种或几种1简并性通用性1）正常情况下，能编码氨基酸的遗传密码子：2）正常情况下，3种终止密码子：UAA、UAG、UGA（不编码氨基酸）3）起始密码子：AUG、GUG（甲硫氨酸）64种 21种氨基酸61种注意：原核生物中，起始密码子有几个？2个 AUG GUG 特殊情况下能够决定氨基酸的密码子最多有多少个？62 个 因为终止密码子UGA，在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。（3）关于密码子的小结3.所有的密码子都能决定氨基酸？由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸;当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。说明当今生物可能有着共同的起源。或说明生命在本质上是统一的。mRNA53 问题2：知道碱基和氨基酸的对应关系后，谁能胜任这个对应工作呢？（完成这个工作，要求既能“懂”碱基的语言，也能“懂”氨基酸的语言）53结构：tRNA链经过折叠，像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基，这3个碱基可以与mRNA上的密码子配对，叫作反密码子。结合氨基酸的部位密码子反密码子OHA AC碱基配对种类：62种，与决定氨基酸的密码子 一 一对应。特点：1种tRNA只能识别并转运1种 氨基酸这个tRNA携带的氨基酸是？亮氨酸3.氨基酸的“搬运工”tRNA易错知识点判断1.一个tRNA只有三个碱基（）2.RNA通常都是单链，因此不存在碱基对（）3.一个tRNA分子只有一个反密码子（）4.因为tRNA只有一个3-端和5-端，所以即使tRNA有部分片段互补配对形成碱基对，tRNA依然是单链构成的。（）注意：tRNA上反密码子所含的碱基有3个，但整个tRNA上不止3个碱基，且tRNA分子中含有氢键。第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。第2步携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。第3步甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。4.翻译过程第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止4.翻译过程核糖体tRNA终止密码子核糖体与mRNA的复合物读一读1.翻译的条件 模板：mRNA 原料：合成蛋白质的21种氨基酸 转运工具：tRNA 能量：ATP 酶2.翻译的特点 1）以mRNA为模板。2）一条mRNA上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。3）肽链由相邻的氨基酸通过肽键连接形成。3.翻译的意义 使mRNA上的遗传信息反映到蛋白质结构上4.翻译能精确进行的原因1）mRNA为翻译提供了精确的模板。2）通过碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。在细胞质中，翻译是一个快速的过程。通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。由该图能不能得出翻译的方向（核糖体移动的方向）呢？由肽链_肽链_的方向进行 短 长（从左到右）这样合成的多条肽链的氨基酸序列是否相同？相同。因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的。5.翻译能高效进行的原因2(2022 江苏盐城期末)下图表示细胞内进行的某种生理过程。下列有关叙述正确的是()A赖氨酸对应的密码子是UUUB图中过程表示翻译，沿mRNA 5端3端方向进行C该过程需要RNA聚合酶D图中只有两种RNADNA的复制、转录和翻译的比较复制 复制 转 转 录 录 翻 翻 译 译时间 时间场所 场所模板 模板原料 原料能量 能量酶 酶产物 产物碱基配对 碱基配对特点 特点方向 方向意义 意义细胞分裂前的间期个体生长发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核 核糖体DNA的两条链DNA中的一条链mRNA4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸21种氨基酸解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶翻译相关的多种酶两个双链DNA分子mRNA、tRNA、rRNA 多肽（蛋白质）A-T T-A G-C C-GA-U T-A G-C C-GA-U U-A G-C C-G半保留复制边解旋边复制边解旋边转录原核生物可以边转录边翻译；一个mRNA上结合多个核糖体提高翻译效率新链从5端-3端延伸从起始密码子到终止密码子细胞提供的能量（ATP、dNTP）细胞提供的能量（ATP等）细胞提供的能量使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性表达遗传信息，使生物表现出各种性状新链从5端-3端延伸位置 含义 生理作用遗传信息密码子反密码子遗传信息、密码子、反密码子的比较DNA碱基的排列顺序直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序tRNAtRNA上与密码子互补配对的三个碱基识别密码子