高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課前預(yù)習(xí)ppt課件

這是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課前預(yù)習(xí)ppt課件，共39頁。PPT課件主要包含了核糖核苷酸，鳥嘌呤，尿嘧啶，信使RNA，蛋白質(zhì)合成的直接模板，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，運(yùn)載氨基酸，核糖體RNA，核糖體的組成成分，脫氧核苷酸等內(nèi)容，歡迎下載使用。
新知一　遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
1.RNA的組成及分類。 結(jié)合教材中的“核糖和脫氧核糖的結(jié)構(gòu)模式圖”“DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別”圖和“三種主要的RNA示意圖”,閱讀RNA的相關(guān)內(nèi)容,闡明RNA的種類和功能,比較其與DNA的不同。 (1)基本單位及組成
胸腺嘧啶（或T）
尿嘧啶（或U）
新知二　遺傳信息的翻譯
核糖體與mRNA的復(fù)合物
新知三　中心法則
探究一　遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
(1)在圖中方框內(nèi)用“→”或“←”標(biāo)出轉(zhuǎn)錄的方向。 答案:←
(2)a為啟動上述過程必需的有機(jī)物,其名稱是什么? 提示:RNA聚合酶。 (3)b和c的名稱分別是什么? 提示:b是胞嘧啶脫氧核苷酸,c是胞嘧啶核糖核苷酸。 (4)在根尖細(xì)胞中,上述過程發(fā)生的場所在哪里? 提示:細(xì)胞核,線粒體。
(5)若d中A占35%,U占19%,則d對應(yīng)的DNA分子片段中T和C分別占多少? 提示:d是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄來的,若d中A=35%,U=19%,A+U=54%,則對應(yīng)的DNA分子片段中A+T=54%,G+C=46%,故A=T=27%,G=C=23%。
【例1】下列有關(guān)DNA和RNA的敘述,正確的是(　　) A.由DNA轉(zhuǎn)錄形成的RNA的相對分子質(zhì)量是該DNA 的一半 B.通過DNA轉(zhuǎn)錄形成的RNA分子中沒有堿基對存在 C.DNA和RNA的堿基組成不完全相同 D.tRNA和rRNA不是由DNA轉(zhuǎn)錄形成的產(chǎn)物
解析:一個DNA分子有多個基因,而遺傳信息的轉(zhuǎn)錄以基因為單位,因此由DNA轉(zhuǎn)錄形成的RNA的相對分子質(zhì)量遠(yuǎn)小于該DNA的一半,A項錯誤;RNA有rRNA、tRNA、mRNA三大類,tRNA分子中存在堿基對,B項錯誤;DNA和RNA均有堿基A、G、C,另外DNA具有特有堿基T,RNA具有特有堿基U,C項正確;rRNA、tRNA、mRNA均是由DNA轉(zhuǎn)錄形成的產(chǎn)物,D項錯誤。
【例2】下圖表示在人體細(xì)胞核中進(jìn)行的某一生理過程,下列說法正確的是(　　) A.該過程共涉及5種核苷酸 B.在不同組織細(xì)胞中該過程的產(chǎn)物相同 C.該過程需要DNA聚合酶 D.該過程涉及堿基互補(bǔ)配對和ATP的消耗
解析:從原料看出該過程為轉(zhuǎn)錄。該過程涉及的核苷酸為4種脫氧核苷酸、4種核糖核苷酸;不同組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的mRNA不同;該過程不需要DNA聚合酶而需要RNA聚合酶;該過程涉及堿基互補(bǔ)配對和ATP的消耗。
探究二　遺傳信息的翻譯
1.下圖是基因控制蛋白質(zhì)合成的示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。 (1)轉(zhuǎn)錄出③的模板是什么?該模板的相應(yīng)區(qū)段的堿基序列是什么? 提示: DNA的一條鏈;—TAGCGAAGAAAG—。
(2)運(yùn)輸氨基酸的工具是圖中的哪種結(jié)構(gòu)?為什么說它是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)? 提示:運(yùn)輸氨基酸的工具是(①)tRNA;它一端有反密碼子,能識別mRNA上的密碼子,一端能攜帶氨基酸,是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)。 (3)研究表明,少量的mRNA分子就能迅速合成大量的蛋白質(zhì),結(jié)合上圖推測其作用機(jī)理。 提示:1個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體,同時進(jìn)行多條肽鏈的合成。
2.假設(shè)編碼亮氨酸的密碼子CUA中的一個堿基發(fā)生了改變,可能的變化是第1個堿基C變成了U、A或G;或第 2個堿基U變成了C、A或G;或第3個堿基A變成了U、C或G。請分析：在這9種可能的變化中,哪幾種變化確實引起了氨基酸的變化?通過這個實例,你認(rèn)為密碼子的簡并性對生物體的生存發(fā)展有什么意義? 提示:可以將變化后的密碼子分別寫出,然后查密碼子表,看看變化了的密碼子分別對應(yīng)哪種氨基酸。這個實例說明密碼子的簡并性在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。
(1)密碼子和反密碼子的比較。
(2)氨基酸、密碼子和反密碼子的對應(yīng)關(guān)系。 ①每種氨基酸對應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。 ②一種密碼子只能決定一種氨基酸,一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。 ③氨基酸、密碼子和反密碼子的對應(yīng)關(guān)系圖
④密碼子有64種(一般情況下3種終止密碼子不決定氨基酸,特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸;一般情況下決定氨基酸的密碼子有61種),一般情況下反密碼子理論上有61種。不同生物共用一套遺傳密碼。
【例3】用體外實驗的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU,若要在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈,所需的材料組合是 (　　) ①同位素標(biāo)記的tRNA　②蛋白質(zhì)合成所需的酶?、弁凰貥?biāo)記的苯丙氨酸?、苋斯ず铣傻亩嗑勰蜞奏ず塑账帷、莩チ薉NA和mRNA的細(xì)胞裂解液 A.①②④　　　　　　B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤
解析:在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈,需要有翻譯合成該多肽鏈的模板——mRNA,人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料;還需要有合成該多肽鏈的原料——同位素標(biāo)記的氨基酸(苯丙氨酸)。此外,合成該多肽鏈還需要核糖體、相關(guān)酶以及能量等,可由除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液提供。 答案:C
【例4】下圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程(AA代表氨基酸),下列敘述正確的是(　　)
A.該過程的直接模板是DNA B.該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素 C.有多少個密碼子,就有多少個反密碼子與之對應(yīng) D.每一個氨基酸都有與之對應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來運(yùn)輸
解析:圖示是人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的翻譯過程,其直接模板是mRNA,A項錯誤;該過程合成的是多肽,經(jīng)過加工成為蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)不一定是酶或激素,B項錯誤;終止密碼子不編碼氨基酸,沒有與之對應(yīng)的反密碼子,C項錯誤;一種氨基酸可由一種或幾種密碼子編碼,因此一種氨基酸可以由一種或幾種特定的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA將它運(yùn)輸?shù)胶颂求w上,D項正確。 答案:D
探究三　中心法則
下圖是生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程,請分析并回答下列問題。 (1)正常細(xì)胞中能發(fā)生的過程是哪些? 提示:①②③。 (2)請寫出HIV的遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑。 提示:
(3)下圖為一組模擬實驗,假設(shè)實驗?zāi)苷＿M(jìn)行且五支試管中都有產(chǎn)物生成,請將此圖解中A~E試管所模擬的過程與上圖①~⑤過程對應(yīng)起來。?
A B C D E 提示:A—①;B—②;C—⑤;D—④;E—③。
中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系
【例5】某種RNA病毒在增殖過程中,其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)變后整合到真核宿主細(xì)胞的基因組中。物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似,可抑制該病毒的增殖,但不抑制宿主細(xì)胞的增殖,那么Y抑制該病毒增殖的機(jī)制是(　　) A.抑制該病毒RNA的轉(zhuǎn)錄過程 B.抑制該病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程 C.抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過程 D.抑制該病毒RNA的自我復(fù)制過程
解析:逆轉(zhuǎn)錄病毒遺傳信息的傳遞沒有RNA轉(zhuǎn)錄和RNA的自我復(fù)制過程,其RNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄合成DNA,整合到宿主細(xì)胞的基因組后,隨宿主細(xì)胞DNA的復(fù)制而復(fù)制,并通過轉(zhuǎn)錄、翻譯過程合成新的病毒。逆轉(zhuǎn)錄過程是該病毒遺傳信息傳遞特有的過程,物質(zhì)Y可抑制該病毒的增殖,但不抑制宿主細(xì)胞的增殖,因此是抑制了該病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程。 答案:B
【情景遷移】 科學(xué)研究表明,小分子RNA可以干擾細(xì)胞中某些基因的表達(dá)過程,從而導(dǎo)致基因“沉默”。 (1)使基因“沉默”的小分子RNA片段的基本組成單位是什么? 提示:4種核糖核苷酸。 (2)小分子RNA干擾細(xì)胞中某些基因的表達(dá)過程,而不是影響所有基因,試推測其可能的作用機(jī)理。 提示:通過堿基互補(bǔ)配對與特定的mRNA結(jié)合,從而影響了該mRNA的翻譯過程。
【例6】下圖為中心法則示意圖,相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.③過程不能發(fā)生在細(xì)胞核中 B.①④的堿基配對方式不完全相同 C.⑤過程可發(fā)生在HIV侵染宿主細(xì)胞時 D.②③過程所需的原料分別是核糖核苷酸和氨基酸 答案：C