(江苏专用)高考生物总复习 第20讲 基因控制蛋白质的合成课件-人教版高三全册生物课件.pptx
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1、第第2020讲基因控制蛋白质的合成讲基因控制蛋白质的合成考点一 遗传信息的转录和翻译考点二 基因的概念与功能总总纲纲目目录录高考再现考点一遗传信息的转录和翻译考点一遗传信息的转录和翻译一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 1.RNA 1.RNA的结构和种类的结构和种类 2.2.转录转录(1)概念:以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。(2)场所:主要是细胞核,在线粒体、叶绿体中也能发生转录过程。(3)(3)条件条件a.模板:DNA的一条链(模板链)。b.原料:4种核糖核苷酸。c.能量:ATP。d.酶:RNA聚合酶。(4)(4)过程过程(5)(5)产物产物:信使信使RN
2、ARNA、核糖体、核糖体RNARNA、转运、转运RNARNA。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1.1.概念概念:翻译是指在细胞中,游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的 蛋白质的过程。2.场所场所:核糖体。3.条件条件(1)模板:mRNA。(2)原料:氨基酸。(3)能量:ATP。(4)酶:多种酶。(5)搬运工具:tRNA。4.4.过程过程(1)起始阶段:开始时,核糖体与mRNA结合,tRNA携带特定的氨基酸向核糖体靠拢,mRNA上的起始密码子与tRNA上的反密码子配对。(2)延伸阶段:当两个tRNA分别携带1个氨基酸进入第一位置和第二位置后,第一个tRNA携带
3、的氨基酸在酶的作用下通过肽键与后一个tRNA携带的氨基酸连接起来。随着第一个tRNA离开核糖体,核糖体在mRNA上会向前移动3个碱基的位置,第二个tRNA前移到第一位置上,而mRNA上空出来的第二位置为接受新的运载氨基酸的tRNA做好准备。上述过程反复进行,肽链不断延伸。(3)终止阶段:核糖体沿着mRNA移动,一旦遇到mRNA上的终止密码子(UAG、UGA、UAA),翻译即自行停止。5.产物产物:多肽蛋白质。1.密码子位于tRNA上,反密码子位于mRNA上。()2.一个tRNA分子中只有三个碱基,可以携带多种氨基酸。()3.一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。()4.mR
4、NA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。()5.转录和翻译都可在细胞核中发生,都是以脱氧核苷酸为原料。()6.细菌的转录和翻译可在同一场所同时进行。()7.细胞中的mRNA在核糖体上移动,指导蛋白质的合成。()8.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质。()如图为真核生物遗传信息的转录和翻译过程,请据图分析回答:(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程(填“需要”或“不需要”)解旋酶。(2)真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中,另外在中也有部分遗传信息的转录过程。(3)图中翻译方向是。(4)图示信息显示一个mRNA分子上可结合多个核糖体,其意义是。(5)翻译过
5、程中,在上移动并读取密码子,进行肽链的合成,直到读取到mRNA上的,合成才能终止。从核糖体上脱落下来的(填“是”或“不是”)具有特定功能的成熟蛋白质,必须经过一定的才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。答案答案(1)不需要(2)线粒体和叶绿体(3)从左向右(4)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质(5)核糖体mRNA终止密码子不是加工解析解析(1)遗传信息的转录过程不需要解旋酶,RNA聚合酶催化转录时也能催化解旋。(2)DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA,因此叶绿体和线粒体也有部分遗传信息的转录过程。(3)根据多肽链的长短,长的翻译在前,故翻译方向为从左向右。(4
6、)一个mRNA分子上可结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(5)翻译过程中,核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子,进行肽链的合成,直到读取到mRNA上的终止密码子,合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽,其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。DNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较(1)过程图(2)比较 区别 复制转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂前)的间期个体生长发育的整个过程场所真核细胞主要在细胞核,原核细胞在拟核、细胞质真核细胞主要在细胞核,原核细胞在拟核、细胞质细胞质模板DNA的两
7、条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件都需要特定的酶和ATP产物2个双链DNA一条单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链(或蛋白质)复制转录翻译产物去向传递到2个子细胞离开细胞核进入细胞质(真核细胞)组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制,半保留复制 边解旋边转录;转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸碱基配对AT,TA,CG,GCAU,TA,CG,GCAU,UA,CG,GC遗传信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息,使生物表现出各种性状联系考向一考向一DNA与与
8、RNA的比较的比较1.下列关于DNA和RNA特点的比较,正确的是(B)A.在细胞内存在的主要部位相同B.构成的五碳糖不同C.核苷酸之间的连接方式不同D.构成的碱基相同解析解析DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中;二者的核苷酸的连接方式相同,都是靠磷酸二酯键连接;构成DNA和RNA的碱基不完全相同。2.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知,该生物体内的核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断(C)A.此生物体内的核酸一定是DNAB.该生物一定不含DNA而只含RNAC.若此生物只含DNA,则一定是单链的D.若此生物含DNA,则一定是双链的解析解析因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶
9、数不等,故可能是只含有RNA,或同时含有DNA和RNA,或只含单链DNA。题后悟道题后悟道DNA与RNA的判定方法(1)若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA;有核糖一定为RNA。(2)若含“T”,一定为DNA或其基本单位;若含“U”,一定为RNA或其基本单位。若细胞中大量利用“T”,可认为进行DNA的复制;若大量利“U”,可认为进行RNA的合成。(3)若某核酸分子有T,但TA或嘌呤嘧啶,则为单链DNA,因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。(4)若发现嘌呤嘧啶,则肯定不是双链DNA,可能为单链DNA,也可能为RNA。3.(2018江苏南通考前模拟)如图1为某果蝇X
10、染色体上含基因S的DNA片段示意图,图2为该染色体上相关基因转录的过程示意图。下列相关叙述正确的是()考向二转录和翻译的过程考向二转录和翻译的过程A.雄果蝇的体内细胞中只能有一个S基因B.对S基因转录具有调控作用的启动子位于图1的DNAC.图2表明同一个DNA中不同基因的转录模板可能不同D.与图1相比,图2中特有的碱基互补配对是TU答案答案 C解析解析若基因S位于雄果蝇的X染色体的非同源区段上,则雄果蝇的体内细胞中含有一个或两个S基因,若是位于X染色体的同源区段上,则雄果蝇的体内细胞中含有两个或四个S基因,A错误;对S基因转录具有调控作用的启动子位于S基因的首端,B错误;图2中正在转录的两个m
11、RNA的模板链不同,表明同一个DNA中不同基因的转录模板可能不同,C正确;与图1相比,图2中特有的碱基互补配对是AU,D错误。4.(2018江苏苏州质量调研)2017年诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家,以表彰其在昼夜节律(生物钟)的分子机制方面的发现。人体生物钟机理如图所示,下丘脑SCN细胞中,PER基因的表达产物为PER蛋白,其浓度呈周期性变化,变化周期为24h。下列分析正确的是()A.PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中B.过程与中的碱基配对方式不完全相同C.过程中核糖体在mRNA上移动的方向是从左向右D.过程能促进PER基因的表达,使细胞中PER蛋白的浓度能保持相对稳定答案答案B解
12、析解析PER基因存在于所有组织细胞中,只在下丘脑SCN细胞中表达,A错误;过程为转录,转录时以DNA一条链为模板,碱基与mRNA的相应碱基互补配对,其碱基的配对方式为AU、GC、CG、TA,过程为翻译,翻译时组成mRNA上的密码子的碱基与相应tRNA上的构成反密码子的碱基互补配对,其碱基的配对方式为AU、CG、UA、GC,因此过程与中的碱基配对方式不完全相同,B正确;在翻译时,最先与mRNA分子结合的核糖体中合成的肽链最长,且接近翻译的终点,因此过程中核糖体在mRNA上移动的方向是从右向左,C错误;过程能抑制PER基因的表达,使细胞中PER蛋白的浓度能保持相对稳定,D错误。5.如图所示为某生物
13、的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是(A)A.该过程发生在真核细胞内,在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子,则该条肽链中至少含有102个氧原子C.RNA与DNA的杂交区域中既有AT又有UA之间的配对D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等解析解析图中转录和翻译过程是同时进行的,故发生在原核细胞中,A错误;若合成一条肽链时脱去了100个水分子,则形成100个肽键,每个肽键中含有1个氧原子,同时每条肽链至少含有1个游离的羧基,因此该条肽链中至少含有100+2=102(个)氧原子,B正确;RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为AT、U-A、
14、CG,C正确;一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运,因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等,D正确。技能提炼技能提炼“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图一看细胞结构二看转录和翻译能否同时发生|如果有细胞核或核膜(如图2),则为真核细胞;无细胞核或核膜(如图1),则为原核生物如果转录和翻译能同时进行,说明该过程属于原核生物的基因表达过程,如果转录和翻译不能同时进行(先转录后翻译),说明该过程属于真核生物的表达过程(如图2)6.已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子,共有肽键198个,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%,则控制转录该mRNA的DNA分子中,C
15、与G应该共有(D)A.600个B.700个C.800个D.900个考向三基因表达中的有关计算考向三基因表达中的有关计算解析解析根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个,可知该蛋白质由200个氨基酸组成,则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基,转录该mRNA的DNA分子至少含有1200个碱基。mRNA中A和U共占25%,可知A+U=150(个),则转录形成该mRNA的DNA模板链上T+A=150个,DNA分子中非模板链上A+T=150个,整个DNA分子中A+T=300(个),则该DNA分子中C+G=1200-300=900(个)。7.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条
16、含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(B)A.331166B.361272C.123672D.113666解析解析一条含有11个肽键的多肽,含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸;一个氨基酸需要一个tRNA来转运。因此,mRNA中至少含有36个碱基,至少需要12个tRNA,DNA中至少含有72个碱基。归纳拓展归纳拓展基因表达过程中有关数量的变化(1)转录、翻译过程中基因中的碱基数、mRNA上的碱基数与多肽链中氨基酸的关系基因中碱基数mRNA碱基数多肽链中氨基酸数=631,图解如下基因中
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