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1、第 4 章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成自主学习 新知突破1比较DNA、RNA的组成、结构。2掌握遗传信息的转录和翻译。3会进行蛋白质合成过程中的有关计算。1基本单位及组成_碱基：_2结构一般是_链，长度比DNA短；能通过_，从细胞核转移到细胞质中。RNA的组成及分类的组成及分类磷酸磷酸核糖核糖A、G、C、U核糖核苷酸核糖核苷酸单单核孔核孔3分类思考探讨1.在蛋白质的合成过程中，mRNA、tRNA各起什么作用？2DNA和RNA在化学组成上有什么区别？提示：1.mRNA是传递遗传信息，作为合成蛋白质的模板；tRNA是转运特定的氨基酸，识别密码子。2(1)DNA的五碳糖是脱氧核糖，RNA的五
2、碳糖是核糖。(2)DNA特有的碱基是T，而RNA的特有碱基是U。DNA与RNA的区别与联系比较项目比较项目DNARNA分布分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中化化学学组组成成基本组基本组成单位成单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基腺嘌呤腺嘌呤(A)、鸟嘌呤鸟嘌呤(G)、胞嘧啶胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)腺嘌呤腺嘌呤(A)、鸟嘌呤鸟嘌呤(G)、胞嘧啶胞嘧啶(C)、尿嘧啶尿嘧啶(U)五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖核糖(C5H10O5)无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷酸比较项目比较项目DNARNA空间结构空间结构
3、规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构单链结构单链结构功能功能主要的遗传物质，主要的遗传物质，只要生物体内存在只要生物体内存在DNA，DNA就是遗就是遗传物质传物质部分病毒的遗传物质部分病毒的遗传物质作为翻译的模板和运作为翻译的模板和运载工具载工具参与核糖体的构成参与核糖体的构成少数少数RNA有催化作用有催化作用联系联系RNA是以是以DNA的一条链为模板转录产生的，的一条链为模板转录产生的，即即RNA的信息来自的信息来自DNA (1)构成核酸的碱基共5种，构成DNA、RNA的碱基分别是4种。(2)构成核酸的核苷酸共8种，四种脱氧核糖核苷酸和四种核糖核苷酸。1遗传信息的转录(1)转录：是指在_中，以_
4、为模板，按照_原则合成_的过程。基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成细胞核细胞核DNA一条链一条链 碱基互补配对碱基互补配对mRNA(2)过程：2遗传信息的翻译(1)翻译：是指在_上，以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸序列的_的过程。核糖体核糖体蛋白质蛋白质(2)过程：(3)密码子与反密码子：密码子：mRNA上_个相邻的决定1个氨基酸的碱基。一共有64个，其中决定氨基酸的密码子共有_个。反密码子：_的可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。361tRNA思考探讨3.遗传信息、密码子、反密码子分别位于哪里？4若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变
5、？为什么？提示：3.遗传信息、密码子、反密码子分别位于DNA、mRNA、tRNA上。4不一定，因为一种氨基酸可对应于一种或多种密码子。1遗传信息的转录和翻译过程2DNA的转录和翻译的比较转录转录翻译翻译原料原料4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸模板模板以以DNA解旋后的一解旋后的一条链为模板条链为模板以以mRNA为模板为模板产物产物mRNA蛋白质蛋白质(多肽多肽)、水、水遗传信息传遗传信息传递方向递方向DNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质特点特点边解旋边转录、单链边解旋边转录、单链转录转录一个一个mRNA上可连续结上可连续结合多个核糖体，同时合合多个核糖体，同时合成多条肽链成多条肽链
6、碱基碱基配对配对AU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC意义意义表达遗传信息，使生物表现各种性状表达遗传信息，使生物表现各种性状3.遗传信息、密码子和反密码子的区别位置位置作用作用遗传遗传信息信息DNA上碱基的排列顺上碱基的排列顺序序转录时决定转录时决定RNA中的碱中的碱基排列顺序基排列顺序密码子密码子mRNA上决定氨基酸上决定氨基酸的的3个相邻的碱基个相邻的碱基翻译时决定肽链中氨基翻译时决定肽链中氨基酸的排列顺序酸的排列顺序反密反密码子码子tRNA上与上与mRNA上上密码子互补的密码子互补的3个碱个碱基基与与mRNA上上3个碱基互个碱基互补，以确定氨基酸在肽补，以确定氨基酸在肽链上的位置
7、链上的位置 (1)翻译时，一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。(2)密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的祖先进化来的，彼此之间有着或远或近的亲缘关系。(3)原核生物转录和翻译在空间上没有分开，可以在mRNA形成过程中就进行翻译。真核生物转录和翻译在空间上分开，转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内进行。记知识纲要 背关键语句1RNA有mRNA、tRNA、rRNA三种，都是转录形成的。mRNA传递遗传信息，是合成蛋白质的模板；tRNA转运特定的氨基酸，识别密码子；rRNA组成核糖体。2转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。3翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨
8、基酸顺序的蛋白质的过程。4密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。一种氨基酸对应一种或多种密码子。5每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。6转录时碱基AU、TA、GC、CG配对，翻译时AU、UA、GC、CG配对。合作探究 课堂互动 蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程某生物基因表达过程如下图所示。下列叙述与该图相符的是()A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNARNA杂交区域中A应与T配对CmRNA翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中自主解答_解析：在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启
9、动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，A正确；图示DNA上的碱基A应与RNA上的碱基U配对，B错误；图示一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行多条多肽链的合成，C错误；在真核细胞中，转录在细胞核内进行，翻译在核糖体上进行，二者不能同时进行，D错误。答案：A【互动探究】1.参与合成肽链的tRNA上就只有3个碱基吗？2例1图中mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜？提示：1.不是。2.0层 。1以下是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述正确的是()A此过程有水生成，主要发生在细胞核中B上面所有的碱基都可以和上相应的碱基配对C上通常可以相继结合多个D形成后即进入高尔
10、基体加工，然后分泌出细胞解析：图示为翻译过程，发生在细胞质中，A错误；mRNA上的终止密码子没有反密码子对应，B错误；多肽链第一加工场所是内质网，然后进入高尔基体内再加工，D错误；一个mRNA上可以结合多个核糖体，能明显提高翻译速率，C正确。答案：C将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()A小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n1D该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等自主解答_ 基因表达过程
11、中的有关计算基因表达过程中的有关计算解析：小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T 4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U 4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U 5种；根据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸，A正确；基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时，以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA，B正确；将小鼠乳腺细胞进行体外培养(原料中不含3
12、2P)，连续分裂n次后，产生的子细胞有2n个，根据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含32P，因此，子细胞中含32P标记的细胞占2/2n，即1/2n1，C错误；基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等，D正确。答案：C基因表达过程中有关数量变化(1)转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数mRNA碱基数多肽链氨基酸数631，图解如下： 2下列有关图中的生理过程(图中代表核糖体，代表多肽链)的叙述中，不正确的是()A图中所示的生理过程主要有转录和翻译B链
13、中(AT)/(GC)的比值与链中此项比值相同C一种细菌的由480个核苷酸组成，它所编码的蛋白质的长度一定为160个氨基酸D遗传信息由传递到需要tRNA作为工具解析：以DNA一条链(链)为模板合成的链含碱基U，故为mRNA，此过程为转录；与结合后以为模板形成肽链，此过程为翻译。DNA双链中A与T配对，G与C配对，故(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)，即链中(AT)/(GC)的比值与链中此项比值相同。由480个核苷酸即160个密码子组成，这些密码子中可能有不决定氨基酸的终止密码，故编码的蛋白质长度可能小于160个氨基酸。遗传信息由传递到的过程中，有tRNA作运载工具，才能实现遗传
14、信息对蛋白质合成的控制。答案：C高效测评 知能提升 1下面是细胞核中某真核细胞基因转录过程的部分示意图，其中相关叙述正确的是()A图中有5种碱基，8种核苷酸B该过程需要DNA聚合酶催化C若图中转录的基因含300个碱基对，则其指导合成的蛋白质至少含100个氨基酸D图中、的化学本质相同解析：图中是转录的过程，所以所在的链是mRNA，通过图中DNA模板链可以看出图中共有5种碱基和8种核苷酸，A正确；转录过程中参与促进RNA合成的酶为RNA聚合酶，B错误；图中的化学本质是不同的，所在的是DNA的非模板链，而所在的是mRNA链，是脱氧核糖而是核糖，C错误；图中转录的基因含有300对碱基，则转录出的mRN
15、A一定会含有终止密码子，而终止密码子不对应氨基酸，所以其指导合成的蛋白质中不可能达到100个氨基酸，D错误。答案：A2下图代表的是某种tRNA，对此分析错误的是()AtRNA含有五种化学元素BtRNA只含有CUC三个碱基C决定谷氨酸的密码子之一为GAGD该结构参与蛋白质合成中的翻译过程解析：题图所示为tRNA，含有C、H、O、N、P五种化学元素和A、C、G、U四种含氮碱基，由RNA链经过折叠形成，含多个碱基。在谷氨酸的另一端反密码子为CUC，决定谷氨酸的密码子为GAG，谷氨酸还可能有其他密码子，tRNA在翻译中运输氨基酸。答案：B3同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨
16、基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的()AtRNA种类不同BmRNA碱基序列不同C核糖体成分不同D同一密码子所决定的氨基酸不同解析：在蛋白质翻译的过程中，mRNA上的碱基排列顺序决定氨基酸顺序，B正确；tRNA只携带特定的氨基酸转运到核糖体上参与肽链的合成，不决定氨基酸排列顺序，A错误；核糖体是由rRNA和蛋白质组成的，没有差异，C错误；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D错误。答案：B4如图表示在人体细胞核中进行的某一生理过程，据图分析，下列说法正确的是()A该过程共涉及5种核苷酸B在不同组织细胞中该过程的产物相同C该过程需要解旋酶和DNA聚合酶D该过程涉及碱基互补配对
17、和ATP的消耗解析：由图可知，此为人体细胞核中发生的转录过程，DNA单链中涉及4种脱氧核苷酸，转录产生的RNA中含4种核糖核苷酸，故该过程涉及8种核苷酸，不同组织细胞表达的基因具有选择性，故转录产生的mRNA有差异。答案：D5下列有关RNA的叙述中，错误的是()A分化后的不同细胞中tRNA种类是相同的B分化后的不同细胞中mRNA种类是不同的CmRNA上有多少个决定氨基酸的密码子就有多少个tRNA与之对应D在所有生物中RNA均由转录形成解析：分化是基因选择性表达的结果，是不同基因的转录和翻译的结果，所以不同的细胞中mRNA是不同的，但tRNA种类是相同的，tRNA具有统一性，A、B正确；mRNA
18、上决定氨基酸的密码子与tRNA分子之间是一一对应的，C正确；细胞生物中RNA是转录来的，而在部分病毒中RNA是通过复制而来的，D错误。答案：D6甲、乙两图表示真核细胞内基因表达的两个主要步骤，请回答(括号中填编号，横线上填文字)：(1)图甲进行的主要场所是_，所需要的原料是_。图乙所示过程称为_，完成此过程的细胞器是_。(2)图乙中的名称是_，若其上的3个碱基为UGU，则在上与之对应的3个碱基序列是_ _。解析：(1)图甲为转录过程，它主要是在细胞核中进行的，由于合成的产物是mRNA，所需要的原料为核糖核苷酸，而图乙为翻译的过程，它是以mRNA 为模板在核糖体上进行的。(2)图中代表的是转运RNA，其一端的3个碱基是与mRNA的密码子互补配对的，所以上与之对应的是ACA。(3)由于脯氨酸的密码子中有CCU，它与上的GGA是配对的，所以链是模板链。答案：(1)细胞核核糖核苷酸翻译核糖体(2)转运RNAACA(3)
高中生物 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修21
