2022届高三一轮复习生物：基因指导蛋白质的合成课件.pptx

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1、DNA分子上的遗传信息通过分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成1.1.转录产生的一定是转录产生的一定是mRNAmRNA吗？吗？2.2.转录过程中转录过程中DNADNA双链解开，需要解旋酶吗？双链解开，需要解旋酶吗？3.3.整个整个DNADNA都转录吗？都转录吗？RNA聚合酶：识别DNA特定碱基作用。催化解旋氢键作用，催化核糖核苷酸形成RNA作用RNA聚合酶（蛋白质）在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核转录的基本单位是基因,并非整个DNA分子，一个DNA分子能转录产生多种RNA分子（基因选择性表达）刚转录出来的mRNA需要加工。转录形成DNARNA杂合双链

2、区转录形成DNA蛋白质杂合区域（DNA与RNA聚合酶结合区域）转录过程需细胞提供能量，会有水产生转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，tRNA需要折叠变形，tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。RNA从核孔出来，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。密码子定义：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种，不决定氨基酸；终止密码子无对应的反密码子。密码子的统一性：地球上所有的生物体共用一套遗传密码。密码子的统一性说明了各种生物都有一定的亲缘关系。密码子的专一性

3、：一种密码子只决定一种氨基酸。（保证翻译的准确性）密码子的简并性：一种氨基酸可对应一种或多种密码子。密码子简并性的意义：一方面增强了容错性，密码子中一个碱基改变但氨基酸不变，有利于蛋白质或性状的稳定；几种氨基酸编码同一中氨基酸有利于提高翻译的效率。密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。反密码子位于tRNA上。有61种。终止密码子无对应的反密码子；一种tRNA转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。遗传信息贮存在遗传物质中，密码子在遗传信息贮存在遗传物质中，密码子在mRNAmRNA上，反密码子上，反密码子在在tRNAtRNA中。中。一种密码子决定一

4、种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多一种密码子决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定。种密码子决定。一种一种tRNAtRNA转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNAtRNA转运。转运。遗传信息、密码子、反密码子、氨基酸之间的关系翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质（相同），提高翻译的效率。翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性蛋白质。一个核糖体与mRN

5、A的结合部位形成2个tRNA结合位点。翻译起点:起始密码子可决定甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点:识别到终止密码子时,翻译终止。长肽链端为终止密码子端存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是_。原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译再完成翻译(课本 P67图)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？(2)

6、图示翻译方向是AB还是BA，判断依据是什么？(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？a是是mRNA，b是核糖体，是核糖体，c是肽链。图示表明一个是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。图中图中c所指的三条链的模板相同所指的三条链的模板相同(均为均为a)，故其氨基酸序列均相同。，故其氨基酸序列均相同。由由c中三条链越往中三条链越往B侧越延长侧越延长，可确认翻译方向是可确认翻译方向是AB。D

7、NA复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较列表比较：时间、场所、模板、模板去向、原料、能量、酶、产物、特点、碱基配对方式、信息传递DNA复制复制遗传信息的表达遗传信息的表达转录转录翻译翻译场所场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核核糖体核糖体模板模板亲代亲代DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链 mRNA原料原料4种游离的脱氧核苷种游离的脱氧核苷酸酸4种游离的核种游离的核糖核苷酸糖核苷酸氨基酸氨基酸模板去模板去向向子代子代DNA分子中分子中DNA链重新聚链重新聚合合降解成核糖核降解成核糖核苷酸苷酸DNA复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较（资料（资料P145)

8、产物产物完全相同的两个完全相同的两个DNA分子分子RNA蛋白质蛋白质(多肽多肽)碱基配对碱基配对方式方式AT、TA、CG、GCAU、TA、CG、GCAU、UA、CG、GC特点特点半保留复制；半保留复制；边解旋边复制边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一条一条mRNA上可上可相继结合多个核相继结合多个核糖体，同时合成糖体，同时合成多条肽链多条肽链信息传递信息传递DNADNADNARNAmRNA蛋白质蛋白质DNA复制遗传信息的表达遗传信息的表达转录翻译四、中心法则及补充四、中心法则及补充1 1、提出者：克里克、提出者：克里克2 2、中心法则：遗传信息可以从中心法则：遗传信息可以从DNADNA流向流

9、向DNADNA，即，即DNADNA的复制的复制；也可以；也可以DNADNA流流向向RNARNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录转录和和翻译翻译。复制转录翻译蛋白质DNARNA逆转录RNA的复制(1)DNA(1)DNA、RNARNA是是信息信息的载体。的载体。(2)(2)蛋白质是信息的蛋白质是信息的表达产物表达产物。(3)ATP(3)ATP为信息的流动提供能量为信息的流动提供能量生命是物质、能量和信息的统一载体。以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递:真核生物、原核生物、DNA病毒DNARNA蛋白质复制复制转转录录翻翻译译复复制制RNA蛋白质翻翻译译以RNA为遗传

10、物质的生物遗传信息的传递：RNA病毒复制复制DNARNA蛋白质转转录录翻翻译译RNA逆转逆转录录四、中心法则及补充四、中心法则及补充基因表达与性状的关系基因表达产物与性状的关系圆粒豌豆：成熟时淀粉含量高能有效保留水分，什么饱满；皱粒豌豆：成熟时淀粉含量降低失水皱缩。归归纳纳：基基因因通通过过控控制制酶酶的的合合成成来来控控制制代代谢谢过过程程，进进而而控制生物体的性状控制生物体的性状间接途径间接途径实例实例2：白化病：白化病正常人：酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶不能合成黑色素，从而表现出白化症状。一般过程一般

11、过程基因基因酶的合成酶的合成控制控制生物性状生物性状表现表现白化病病白化病病编码络氨酸酶基因异常编码络氨酸酶基因异常缺少络氨酸缺少络氨酸酶酶不能合成黑色素不能合成黑色素出现白化症状出现白化症状皱粒豌豆的形成皱粒豌豆的形成编码支链淀粉酶的基因被编码支链淀粉酶的基因被插入的插入的DNADNA序列打乱序列打乱支链淀粉支链淀粉酶酶异常，异常，活性降低活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆，淀粉含量低的豌豆，失水皱缩失水皱缩控制控制代谢过程代谢过程一般过程一般过程基因基因结构蛋白结构蛋白控制控制生物性状生物性状表现表现囊性纤维化病囊性纤维化病CFTRCFTR基因缺失基因缺失

12、3 3个碱基个碱基508508位缺少苯丙氨酸位缺少苯丙氨酸蛋白质空间结构蛋白质空间结构变化变化CFTRCFTR转运氯离子的功能异常转运氯离子的功能异常患者支气管内黏液增多，患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，管腔受阻，细菌繁殖，肺部感染肺部感染组成组成细胞形态、细胞形态、结构结构归纳：基因还能通过控制蛋白质的结构直基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状接控制生物体的性状直接途径直接途径1、细胞分化是生物体多种性状形成的基础、细胞分化是生物体多种性状形成的基础 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。

13、基因的选择性表达与细胞分化分析资料：科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，是经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同。三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但是每种细胞都只检测到了一种基因的mRNA，所以这三种细胞合成的蛋白质种类不同。说明不同种类的细胞中，基因是选择性表达的。【思考】这三类细胞中表达的基因完全不相同吗？不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。2、细胞分化的本质：基因的选择性表达。基因的选择性细胞分化的本

14、质：基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。表达与基因表达的调控有关。3、基因类型（根据在细胞中的执行情况划分）(1)在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。(2)只在某类细胞中特异性表达的基因如卵清蛋白基因、胰岛素基因。管家基因管家基因 奢侈基因奢侈基因 基因什什么么时时候候表表达达、在在哪哪种种细细胞胞中中表表达达以及表表达达水水平平的的高低高低都是受到调控调控的，这种调控会直接影响性状。1、表观遗传（讨论课本、表观遗传（讨论课本73页页“思考讨论思考讨论”）(1)概念：概念：生物体基因的碱基序列保持不变

15、，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。(2)特点：特点：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。表观遗传及基因与性状的对应关系(4)实例：蜂王和工蜂。实例：蜂王和工蜂。(3)表观遗传的具体原因表观遗传的具体原因：DNA的甲基化部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表现型。总之，基因通过表达产物蛋白质来控总之，基因通过表达产物蛋白质来控制生物体的性状（直接控制、间接控制）。制生物体的性状（直接控制、间接控制）。细胞内的基因表达与否以及表达水平的高细胞内的基因表达与否以及表达水平的

16、高低都是受到调控的。低都是受到调控的。1、在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一、在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响一个性状可以受到多个基因的影响。（人的身高）一个基因也可以影响多个性状。一个基因也可以影响多个性状。（Ghd7基因编码的蛋白质影响水稻的开花、生长、发育、产量）基因与性状间的对应关系2、生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有、生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。着重要影响。例如：后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用；“问题探讨”中水毛茛两种类型叶的形成也与环

17、境因素相关；基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。311 1(经典高考题经典高考题)DNA)DNA有氢键，有氢键，RNARNA没有氢键。没有氢键。()()命题探源：教材必修命题探源：教材必修2 P63“2 P63“图图4 43 3信息信息”。2 2(2019(2019海南卷，海南卷，T1D)T1D)一个一个DNADNA分子可以转录产生多个分子可以转录产生多个RNARNA分分子。子。()()命题探源：教材必修命题探源：教

18、材必修2 P63“2 P63“图图4 44 4信息信息”。3 3(2019(2019海南卷，海南卷，T1C)T1C)一个一个mRNAmRNA分子可以结合多个核糖体。分子可以结合多个核糖体。()()命题探源：教材必修命题探源：教材必修2 P67“2 P67“楷体字信息楷体字信息”和和“图示信息图示信息”。4 4(经典高考题经典高考题)一个一个tRNAtRNA分子中只有一个反密码子。分子中只有一个反密码子。()命题探源：教材必修命题探源：教材必修2 P66“2 P66“图图4 45 5信息信息”。真题探源真题探源（资料（资料P150)325 5(经典高考题经典高考题)人或动物人或动物PrPPrP基

19、因编码一种蛋白基因编码一种蛋白(PrPc)(PrPc)，该蛋，该蛋白无致病性。白无致病性。PrPc PrPc的空间结构改变后成为的空间结构改变后成为PrPsc(PrPsc(朊粒朊粒)，就，就具有了致病性。具有了致病性。PrPscPrPsc可以诱导更多可以诱导更多PrPcPrPc转变为转变为PrPscPrPsc，实现，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此推测朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此推测PrPcPrPc转变为转变为PrPscPrPsc的的过程属于遗传信息的翻译过程。过程属于遗传信息的翻译过程。()()命题探源：教材必修命题探源：教材必修2 P69“2 P69“资料分析资料分析”。6 6(经典高考题经典高考题)生物体中，一个基因决定一种性状，一种性生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定。状由一个基因决定。()()命题探源：教材必修命题探源：教材必修2 P702 P70文字信息。文字信息。337现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有()A130个B260个 C313个 D无法确定（资料（资料P147)B B