遗传物质基础 时 基因指导蛋白质合成及对性状控制.pptx
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1、1 1 1 1涵盖范围涵盖范围涵盖范围涵盖范围 本单元包括必修本单元包括必修2 2第三章基因的本质第三章基因的本质DNADNA的发现、结构与复制和第四章基因的发现、结构与复制和第四章基因的表达的表达转录、翻译过程以及中心法则和基因对生物性状的控制两大部分内容。转录、翻译过程以及中心法则和基因对生物性状的控制两大部分内容。单元教学分析单元教学分析单元教学分析单元教学分析第1页/共63页2 2 2 2考情分析考情分析考情分析考情分析 (1)(1)考查力度:考查力度:本单元在高考中所占比重较大,易与其他单元的内容相联系。本单元在高考中所占比重较大,易与其他单元的内容相联系。(2)(2)考查内容考查内
2、容 两个经典实验的设计原理、材料、流程、现象及结论。两个经典实验的设计原理、材料、流程、现象及结论。碱基互补配对原则相关的计算。碱基互补配对原则相关的计算。DNADNA复制的特点、条件、原料、结果、意义等。复制的特点、条件、原料、结果、意义等。转录和翻译过程的比较。转录和翻译过程的比较。(3)(3)考查题型:考查题型:选择题考查以上各考点。选择题考查以上各考点。简答题主要考查简答题主要考查DNADNA的复制及中心法则,多以图解的形式出现。的复制及中心法则,多以图解的形式出现。第2页/共63页3 3 3 3复习指导复习指导复习指导复习指导 (1)(1)复习线索复习线索 以以“DNADNA的发现的
3、发现结构结构复制复制功能功能”为主线,系统复习两个经典实验、为主线,系统复习两个经典实验、DNADNA的结构及与的结构及与RNARNA的比较,的比较,DNADNA的复制及相关计算。的复制及相关计算。以以“中心法则中心法则”为纽带,比较转录、翻译、为纽带,比较转录、翻译、DNADNA复制、复制、RNARNA复制、逆转录过程复制、逆转录过程的区别,尤其是转录、翻译与蛋白质、性状的关系。的区别,尤其是转录、翻译与蛋白质、性状的关系。(2)(2)复习方法复习方法 借助实验流程图和列表比较法突破两大经典实验。借助实验流程图和列表比较法突破两大经典实验。采用图文结合法理解记忆采用图文结合法理解记忆DNAD
4、NA的组成、结构。的组成、结构。列表比较法和图文结合法理解基因的表达。列表比较法和图文结合法理解基因的表达。第3页/共63页第第 2020 课时课时基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成及对性状的控制及对性状的控制 第4页/共63页回扣基础回扣基础构建网络构建网络第5页/共63页基础导学基础导学基础导学基础导学磷酸磷酸含氮碱基:含氮碱基:五碳糖:核糖五碳糖:核糖基本单位:基本单位:空间结构:一般是链空间结构:一般是链,不稳定不稳定,变异频率高变异频率高信使信使RNA(RNA():翻译:翻译(tRNA)(tRNA):搬运氨基酸:搬运氨基酸核糖体核糖体RNA(RNA():组成成分:组成成分少数少
5、数RNARNA还有功能还有功能结构结构RNARNA种类种类及及功能功能 一、一、一、一、DNADNADNADNA和和和和RNARNARNARNA RNA RNA的结构、种类和功能的结构、种类和功能A A、U U、C C、G G核糖核苷酸核糖核苷酸单单模板模板转运转运RNARNA核糖体核糖体rRNArRNA催化催化mRNAmRNA第6页/共63页 想一想想一想 1 1 1 1结合中心法则考虑结合中心法则考虑DNADNADNADNA、RNARNARNARNA产生的途径有哪些?产生的途径有哪些?2 2 2 2DNADNADNADNA和和RNARNARNARNA在真核细胞中存在部位有何区别?在真核细胞
6、中存在部位有何区别?3 3 3 3若某生物全部核酸中嘌呤若某生物全部核酸中嘌呤嘧啶,则可能是哪类嘧啶,则可能是哪类生物,不可能是哪类生物?生物,不可能是哪类生物?4 4 4 4若某生物遗传物质中嘌呤若某生物遗传物质中嘌呤嘧啶,则可能是哪类嘧啶,则可能是哪类生物,不可能是哪类生物?生物,不可能是哪类生物?提示提示产生产生DNADNA的途径有的途径有DNADNA复制和逆转录;产生复制和逆转录;产生RNARNA的途径的途径有有RNARNA复制和转录。复制和转录。提示提示共有细胞结构共有细胞结构细胞核、叶绿体和线粒体,而细胞核、叶绿体和线粒体,而RNARNA可存在于核糖体中。可存在于核糖体中。提示提示
7、可能是细胞生物或可能是细胞生物或RNARNA病毒,不可能是病毒,不可能是DNADNA类病毒,类病毒,如噬菌体等。如噬菌体等。第7页/共63页 5 5若某些核酸中共有若某些核酸中共有8 8种核苷酸,种核苷酸,5 5种碱基,种碱基,4 4条链,则推断可能的核酸情况。条链,则推断可能的核酸情况。提示提示可能是可能是RNARNA类病毒,如类病毒,如HIVHIV、SARSSARS、烟草花叶病毒等;、烟草花叶病毒等;不可能是细胞生物和不可能是细胞生物和DNADNA类病毒。类病毒。提示提示1 1个个DNADNA分子分子2 2个个RNARNA分子。分子。判一判判一判 1 1若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T
8、T或五碳糖为脱氧核糖,则必为或五碳糖为脱氧核糖,则必为DNADNA ()()2 2若若ATAT、CGCG,则为单链,则为单链DNADNA;若;若A AT T、C CG G,则一般认为是双链,则一般认为是双链DNA()DNA()3 3若出现碱基若出现碱基U U或五碳糖为核糖,则必为或五碳糖为核糖,则必为RNA()RNA()4 4要确定是要确定是DNADNA还是还是RNARNA,必须知道碱基的种类或五碳糖的种类,是单链还是双,必须知道碱基的种类或五碳糖的种类,是单链还是双链,还必须知道碱基比率链,还必须知道碱基比率 ()()第8页/共63页 练一练练一练 经测定,甲、乙、丙经测定,甲、乙、丙3 3
9、种生物的核酸中碱基之比如下表,这种生物的核酸中碱基之比如下表,这3 3种生物的种生物的核酸分别为核酸分别为 ()A.A.双链双链DNADNA、单链、单链DNADNA、RNARNA B B单链单链DNADNA、双链、双链DNADNA、RNARNA C C双链双链DNADNA、RNARNA、单链、单链DNADNA D DRNARNA、单链、单链DNADNA、双链、双链DNADNAA AG GC CT TU U甲甲6060404060604040乙乙3030202020203030丙丙4141232344442828答案答案B B第9页/共63页 二、遗传信息的转录和翻译二、遗传信息的转录和翻译 项
10、目项目转录转录翻译翻译场所场所主要是主要是 细胞质中的细胞质中的 模板模板DNA(DNA(基因基因)的一条链的一条链原料原料4 4种种2020种种其他条件其他条件酶酶(RNA(RNA聚聚 )和和ATPATP酶、酶、ATPATP和和 (搬运工具搬运工具)碱基配对方式碱基配对方式信息传递信息传递DNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质产物产物RNA(mRNARNA(mRNA、tRNAtRNA、rRNA)rRNA)有一定氨基酸排列顺序的有一定氨基酸排列顺序的多肽多肽核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸细胞核细胞核核糖体核糖体mRNAmRNADNADNAmRNAmRNA A A A A C
11、 CG G G GC CmRNAmRNAtRNAtRNA A A A A C CG G GGC C合酶等合酶等tRNAtRNAU UU UT TU U第10页/共63页 2.2.密码子和反密码子密码子和反密码子 密码子存在于密码子存在于上,共有上,共有种。决定氨基酸的密码子有种。决定氨基酸的密码子有种;终止密码子有种;终止密码子有种,不决定氨基酸;起始密码子有种,不决定氨基酸;起始密码子有种,决定氨基酸。种,决定氨基酸。反密码子存在于反密码子存在于上上(如图如图)结构:三叶草状,有四条臂结构:三叶草状,有四条臂和四个环。和四个环。位点位点 种类:种类:种。种。单链结构,但有配对区域,单链结构,
12、但有配对区域,不能出现不能出现“”碱基。碱基。氨基酸结合位点氨基酸结合位点反密码子反密码子 mRNAmRNA64646161tRNAtRNA2 26161T T3 3第11页/共63页 名师点拨名师点拨一种氨基酸可由一种或几种密码子决定,但一种密码子只决定一种一种氨基酸可由一种或几种密码子决定,但一种密码子只决定一种氨基酸;终止密码子不决定氨基酸。氨基酸;终止密码子不决定氨基酸。一种氨基酸可由一种或几种一种氨基酸可由一种或几种tRNAtRNA转运,但一种转运,但一种tRNAtRNA只能转运一种氨基酸。只能转运一种氨基酸。判一判判一判 DNADNA是蛋白质合成的直接模板是蛋白质合成的直接模板()
13、()每种氨基酸仅由一种密码子编码每种氨基酸仅由一种密码子编码()()DNA DNA复制就是基因表达的过程复制就是基因表达的过程()()提示提示mRNAmRNA是翻译的直接模板。是翻译的直接模板。提示提示密码子有简并性,即每种氨基酸可由一种或几种密密码子有简并性,即每种氨基酸可由一种或几种密码子决定。码子决定。提示提示基因表达是指转录、翻译的过程。基因表达是指转录、翻译的过程。第12页/共63页 三、中心法则的提出及发展三、中心法则的提出及发展 1 1提出人:提出人:。2 2完善的中心法则内容完善的中心法则内容(用简式表示用简式表示)3 3最初提出的内容包括最初提出的内容包括、转录和、转录和,补
14、充完善的内容为,补充完善的内容为RNARNA复制和复制和。4 4RNARNA的自我复制和逆转录只发生在的自我复制和逆转录只发生在病毒在宿主细胞内的增殖过程中,且病毒在宿主细胞内的增殖过程中,且逆转录过程必须有逆转录过程必须有的参与。高等动植物体内只能发生另外三条途径。的参与。高等动植物体内只能发生另外三条途径。四、基因、蛋白质与性状的关系四、基因、蛋白质与性状的关系 1 1基因对性状的控制基因对性状的控制克里克克里克DNADNA复制复制翻译翻译逆转录逆转录RNARNA逆转录酶逆转录酶第13页/共63页 连一连连一连规律规律色素等非蛋白质类物质体现生物性状都属于间接控制途径。色素等非蛋白质类物质
15、体现生物性状都属于间接控制途径。第14页/共63页 2 2基因与性状的关系基因与性状的关系第15页/共63页 1 1 1 1教材教材63636363页图页图4 4 4 44 4 4 4转录过程图解。转录过程图解。2 2 2 2教材教材65656565页学会使用密码子表并关注特殊密码子及页学会使用密码子表并关注特殊密码子及与氨基酸的关系。与氨基酸的关系。3 3 3 3教材教材62626262页图页图4 4 4 41 1 1 1,教材,教材63636363页图页图4 4 4 43 3 3 3和教材和教材66666666页图页图4 4 4 45 5 5 5,借图识别不同,借图识别不同RNARNARN
16、ARNA及五碳糖。及五碳糖。4 4 4 4教材教材66666666页图页图4 4 4 46 6 6 6蛋白质合成示意图。蛋白质合成示意图。5 5 5 5教材教材67676767页图示及左边小字部分。页图示及左边小字部分。6 6 6 6教材教材71717171页页 技能训练技能训练 。7 7 7 7经典好题:教材经典好题:教材67676767页中二拓展题;教材页中二拓展题;教材77777777页一中页一中识图作答题和教材识图作答题和教材78787878页四中页四中1 1 1 1题。题。回扣教材回扣教材回扣教材回扣教材第16页/共63页知识网络知识网络知识网络知识网络DNADNAmRNAmRNA密
17、码子密码子翻译翻译rRNArRNAmRNAmRNAtRNAtRNA第17页/共63页突破考点突破考点提炼方法提炼方法第18页/共63页 1 1 1 1(2011201120112011江苏卷,江苏卷,7 7 7 7)关于转录和翻译的叙述,错误关于转录和翻译的叙述,错误的是的是 ()A A A A转录时以核糖核苷酸为原料转录时以核糖核苷酸为原料 B B B B转录时转录时RNARNARNARNA聚合酶能识别聚合酶能识别DNADNADNADNA中特定碱基序列中特定碱基序列 C C C CmRNAmRNAmRNAmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质在核糖体上移动翻译出蛋白质 D D D D不同密码子编
18、码同种氨基酸可增强密码的容错性不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性提升分析推断能力提升分析推断能力提升分析推断能力提升分析推断能力 基因指导蛋白质合成的过程基因指导蛋白质合成的过程基因指导蛋白质合成的过程基因指导蛋白质合成的过程转录和翻译转录和翻译转录和翻译转录和翻译 典例引领典例引领典例引领典例引领考点考点考点考点60606060 解析解析转录是以转录是以DNADNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNARNA的过程,的过程,A A项项正确;转录过程需要正确;转录过程需要RNARNA聚合酶的催化,聚合酶的催化,RNARNA聚合酶能首先识别并结
19、合到启动子上,聚合酶能首先识别并结合到启动子上,驱动基因转录出驱动基因转录出mRNAmRNA,B B项正确;以项正确;以mRNAmRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体,为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体,C C项错误;一个氨基酸可以有几种不同的密码子,这样有时项错误;一个氨基酸可以有几种不同的密码子,这样有时第19页/共63页由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸,从而保持生物性状的相对稳定,由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸,从而保持生物性状的相对稳定,D D项项正确。正确。答案答案C C 排雷排雷基因表达的含义:包括转录和翻译两个过程;表达的产物为蛋白质基因表达的含义:包括
20、转录和翻译两个过程;表达的产物为蛋白质(包包括结构蛋白和有催化作用的酶括结构蛋白和有催化作用的酶)。转录的产物有三种转录的产物有三种RNARNA,但只有,但只有mRNAmRNA携带遗传信息,并且三种携带遗传信息,并且三种RNARNA都参与翻译都参与翻译过程,只是分工不同。过程,只是分工不同。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。性。第20页/共63页考点剖析考点剖析考点剖析考点剖析 1 1转录、翻译过程中有关图形解读转录、翻译过程中有关图形解读 转录:转录:RNARNA是在细胞核中,以是在细胞核中
21、,以DNADNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录的一条链为模板合成的,这一过程称为转录(如左下图如左下图)。第21页/共63页 翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNAmRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的蛋白质的过程(如右上图如右上图)。提醒提醒碱基配对双方是碱基配对双方是mRNAmRNA上的密码子和上的密码子和tRNAtRNA上的反密上的反密码子,故码子,故A AU U,U UA A配对,不能出现配对,不能出现T T。一个核糖体与一个核糖体与mRNAmRNA的结合部位形成的结合部位形成2 2个个tRNA
22、tRNA结合位点。结合位点。翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点:识别到终止密码子翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸不决定氨基酸)翻译停止。翻译停止。翻译进程:核糖体沿着翻译进程:核糖体沿着mRNAmRNA移动,读取下一个密码子,移动,读取下一个密码子,但但mRNAmRNA不移动。不移动。第22页/共63页 mRNAmRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图与核糖体数量、翻译速度的关系图 数量关系:一个数量关系:一个mRNAmRNA可同时结合多个核糖体。可同时结合多个核糖体。目的、意义:少量的目的、意义:少量的mRNAmRNA分
23、子可以迅速合成出大量的蛋分子可以迅速合成出大量的蛋第23页/共63页第24页/共63页第25页/共63页白质。白质。方向:从左向右方向:从左向右(见上图见上图),判断依据是根据多肽链的长,判断依据是根据多肽链的长短,长的翻译在前。短,长的翻译在前。结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。内质网、高尔基体等结构中进一步加工。提醒提醒图示中图示中4 4个核糖体合成的个核糖体合成的4 4条多肽链因为模板条多肽链因为模板mRNAmRNA相相同,所以合成了同,所以合成了4 4条相同的肽链,而不是条相同的肽链,而不
24、是4 4个核糖体共同完成一个核糖体共同完成一条肽链的合成,也不是合成出条肽链的合成,也不是合成出4 4条不同的肽链。条不同的肽链。2 2转录、翻译过程中碱基互补配对关系转录、翻译过程中碱基互补配对关系 DNADNAACGACGGATGATCTTCTTTGCTGCCTACTAGAAGAAmRNA(mRNA(密码子密码子)UGCUGCCUACUAGAAGAA反密码子反密码子ACGACGGAUGAUCUUCUU氨基酸氨基酸半胱氨酸半胱氨酸亮氨酸亮氨酸谷氨酸谷氨酸第26页/共63页 提醒提醒决定氨基酸的三个碱基应为决定氨基酸的三个碱基应为mRNAmRNA上的密码子,查密码子表也以此为依据。上的密码子,
25、查密码子表也以此为依据。数密码子个数的规则:数密码子个数的规则:从左向右;从左向右;每相邻的每相邻的3 3个碱基构成个碱基构成1 1个密码子;个密码子;不不能重叠数,即第二个密码子必须为第能重叠数,即第二个密码子必须为第4 46 6个碱基。个碱基。示例:示例:图示图示mRNAmRNA中包含三个遗传密码子,分别为中包含三个遗传密码子,分别为UAGUAG、CUACUA、GAAGAA。第27页/共63页 1 1 1 1如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA(AA(AA(AA代表代表氨基酸氨基酸),下列叙述正确的是,下列叙述正确的是()A A A A能给该过程提
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