(共33张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成
课标领航
1．概述遗传信息转录和翻译的过程。
2．运用数学方法分析碱基与氨基酸的对应关系。
【重点】 遗传信息转录和翻译的过程。
【难点】 遗传信息的翻译过程。
核心要点突破
知能过关演练
第1节
基因指导蛋白质的合成
基础自主梳理
基础自主梳理
一、RNA的组成及分类
1．基本单位：___________。
2．组成成分：
3．结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
核糖核苷酸
4．种类、作用及结构
种类 作用 结构
信使RNA(mRNA) 蛋白质合成的直接模板 单链结构
转运RNA(tRNA) 识别密码子，运载氨基酸 三叶草形
核糖体RNA(rRNA) 核糖体的组成成分 单链结构
思考感悟
1．如何从化学组成上区分DNA与RNA
【提示】 ①DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖；②DNA含有胸腺嘧啶，RNA含有尿嘧啶。
二、遗传信息的转录
1．概念：转录是在_______内进行的，是以_____________为模板合成mRNA的过程。
2．过程
第一步：DNA双链解开，碱基暴露出来。
第二步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基_____时，两者以_____结合。
细胞核
DNA的一条链
互补
氢键
第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的_______上。
第四步：合成的mRNA从DNA上释放，而后DNA双链恢复。
三、遗传信息的翻译
1．概念
游离在_______中的氨基酸，在核糖体上以_______为模板合成具有一定_______顺序的蛋白质的过程叫翻译。
mRNA
细胞质
mRNA
氨基酸
2．过程
第一步：mRNA进入细胞质与_______结合，携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUG配对进入位点1。
第二步：携带另一种_______________以同样的方式进入位点2。
第三步：甲硫氨酸与另一种氨基酸形成_____而转移到位点2上的tRNA上。
核糖体
氨基酸的tRNA
肽键
第四步：核糖体移动到下一个密码子，原来占据位点1的tRNA离开核糖体，位点2进入到位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤二、三、四，直到核糖体读取mRNA的_________后，合成才停止。肽链合成后，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的_______，承担各项职责。
终止密码
蛋白质
思考感悟
2．以信使RNA为模板翻译形成蛋白质，蛋白质是以什么方式体现DNA的遗传信息？
【提示】 蛋白质是以氨基酸序列的形式携带DNA的遗传信息。
核心要点突破
DNA与RNA的比较
核酸
项目 DNA RNA
结构 通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构 通常是单链结构，极少数病毒是双链结构
基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
产生途径 DNA复制、逆转录 转录、RNA复制
核酸
项目 DNA RNA
存在部位 主要位于细胞核中的染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上 主要位于细胞质中
功能 储存、传递和表达遗传信息 信使RNA：遗传信息转录的模板
转运RNA：运输特定的氨基酸
核糖体RNA：核糖体的组成成分
下列有关DNA和RNA的叙述中，正确的是( )
A．DNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态
B．DNA和RNA的基本组成单位是一样的
C．AGCTGA既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列
D．mRNA上的碱基序列，决定于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列
例1
【思路点拨】 本题考查DNA和RNA的区别及其功能。
【尝试解答】 D
【探规寻律】 DNA与RNA的判定方法
①根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖,一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
②根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA;含U的核酸一定是RNA。
③DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C, A＋G＝T＋C，则认为是双链DNA。
跟踪训练 已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( )
A．分析碱基类型，确定碱基比率
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
答案：A
复制、转录和翻译的比较
项目 复制 转录 翻译
时间 细胞分裂间期 在生长发育的连续过程中 在生长发育的连续过程中
场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质中核糖体上
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 以DNA解旋后的两条链为模板 以DNA解旋后的一条链为模板 以信使RNA为模板
项目 复制 转录 翻译
条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 解旋酶、RNA聚合酶、ATP等 缩合酶、ATP等
碱基配对方式 A－T、T－A、G－C、C－G A－U、T－A、G－C、C－G A－U、U－A、G－C、C－G
遗传信息传递方向 DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质
过程特点 边解旋边复制、半保留复制(每个子代DNA含一条母链、含一条子链) 边解旋边转录,完成转录后的
DNA仍保留原
来的双链结构 以mRNA为模板,以tRNA为运载工具，在核糖体中，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
产物 两个双链DNA 一条单链的mRNA 多肽或蛋白质
例2
A．图中所示的生理过程主要有转录和翻译
B．①链中(A＋T)/(G＋C)的比值与②链中此项比值相同
C．一种细菌的③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③传递到⑤需要RNA作为工具
【尝试解答】 C
【解析】 如下表：
选项 内容指向·联系分析
A 以DNA一条链(②链)为模板合成的③链含碱基U，故③为mRNA，此过程为转录；③与④结合后以③为模板形成⑤肽链，此过程为翻译
B DNA双链中A与T配对，G与C配对，故(A1＋T1)/ (G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)，即①链中(A＋T)/ (G＋C)的比值与②链中此项比值相同
C ③由480个核苷酸即160个密码子组成，这些密码子中有不决定氨基酸的终止密码，故编码的蛋白质长度小于160个氨基酸
D 遗传信息由③传递到⑤的过程中，由tRNA作为运载工具，才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制
故选C。
【互动探究】
(1)上图中②→③的场所是什么？
(2)③上显示出几种密码子？
【提示】 (1)细胞核 (2)5种
【探规寻律】 有关蛋白质合成过程习题的注意事项
①基因→mRNA→蛋白质
碱基数目∶碱基数目∶氨基酸数目
6 ∶ 3 ∶ 1
②转录中DNA分子双链中一条为模板链，另一条链无转录功能。
③转录中的配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
④tRNA与密码子的关系为：tRNA一端为反密码子，可与mRNA的相应密码子进行配对;一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可被多种tRNA运输。
遗传信息、密码子、反密码子的比较
遗传信息 密码子 反密码子
存在位置 在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 在RNA上，是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 在tRNA上，是与密码子互补配对的3个碱基
作用 决定氨基酸的排列顺序，是间接作用 直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 识别密码子
遗传信息 密码子 反密码子
对应关系
联系 ①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上
②mRNA的密码子直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用
例3
(2010年高考天津卷)根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T G
mRNA
tRNA反密码子 A
氨基酸 苏氨酸
A.TGU B．UGA
C．ACU D．UCU
【尝试解答】 C
【解析】 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，称做1个密码子。mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后的碱基为U；DNA的一条链为TG－，另一条链为AC－，若DNA转录时的模板链为TG所在的链，则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的模板链为AC所在的链，则mRNA的密码子为UGU。
【探规寻律】 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分
A．遗传信息存在于②链上
B．密码子存在于③链上
C．氨基酸与tRNA在种类上是一一对应的关系
D．图中DNA片段最多可控制20种氨基酸来合成蛋白质
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生物的遗传物质
转录
体现
复(DNA逆转录
制
RNA解蛋白质ˉ其他≯基因←环境等
基因|控制
途径
蛋白质酶
控制
遗传信息传递遗传信息表达
结构
代谢
生殖过程)(个体发育过程中)
性状←
基因(NA)的基本功能
击链接(共25张PPT)
第2节 基因对性状的控制
课标领航
1．解释中心法则。
2．举例说明基因与性状的关系。
【重点】 中心法则的内容；基因、蛋白质与性状的关系。
【难点】 基因、蛋白质与性状的关系。
核心要点突破
知能过关演练
第2节 基因对性状的控制
基础自主梳理
基础自主梳理
一、中心法则的提出及其发展
1．提出者：克里克。
2．内容
(1)遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制。
(2)遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的___________。
转录和翻译
(3)遗传信息不能从蛋白质传递到_______，也不能从蛋白质流向___________。
3．图解
RNA或DNA
蛋白质
4．发展
(1)RNA的自我复制
①举例：致癌的RNA病毒。
②传信息：_____→_____。
(2)RNA的逆转录
①遗传信息：_____ →_____。
②举例：HIV病毒、致癌的RNA病毒。
RNA
RNA
RNA
DNA
思考感悟
1.艾滋病是人类第一大杀手，至今没有办法消灭它。你知道它的遗传物质是什么吗？它的遗传信息传递过程是什么？
【提示】 HIV的遗传物质是2条RNA。它的遗传信息传递过程是：RNA通过逆转录合成DNA，DNA再通过转录形成信使RNA，然后通过翻译过程合成蛋白质。
二、基因、蛋白质与性状的关系
1．基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
2．基因还能通过控制_____________直接控制生物体的性状。
3．基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，有些性状可能是由多个基因决定的，而且性状也与环境有关。
蛋白质的结构
思考感悟
2.黑种人皮肤为什么那么黑，白种人皮肤为什么那么白？黑种人中也有白化病人，你知道是什么原因吗？
【提示】 人的肤色是由黑色素细胞产生的黑色素形成的，黑色素细胞产生黑色素需要酪氨酸酶，酪氨酸酶活性高，合成的黑色素多，皮肤黑。酪氨酸酶活性低，合成的黑色素少，皮肤白。酪氨酸酶是蛋白质，是由黑色素基因控制合成的，若该基因改变，酪氨酸酶不能合成，黑色素也不能合成，就成了白化病人。
三、细胞质基因
1．分布：_______和_______中。
2．功能
(1)进行半自主自我_____。
(2)通过_____和_____控制某些蛋白质的合成。
3．遗传方式
由_____遗传给后代，表现为母系遗传，不遵循孟德尔遗传规律。
线粒体
叶绿体
复制
转录
翻译
母本
核心要点突破
中心法则的理解与分析
1．图解
图解表示出遗传信息的传递有5个过程。
(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
①
②
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)对遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)对遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。
例1
A．a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录
B．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c,需要逆转录酶参与的过程是d
C．a、b、c过程只发生在真核细胞中，d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中
D．在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所相同，但需要的关键酶种类不同
【尝试解答】 C
【解析】 图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制，其中c过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸，a、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒中。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA聚合酶，而后者需要RNA聚合酶，两者都需要解旋酶。
【互动探究】
(1)上述图解中哪两个过程所需原料相同？
(2)高度分化的活细胞内可发生上述哪些过程
【提示】 (1)a与d相同，b与e相同。
(2)b、c。
基因对性状的控制
直接途径 间接途径
方式 基因控制“蛋白质的结构”直接控制生物性状 基因控制“酶”的合成进而影响代谢过程而控制生物性状
图解
直接途径 间接途径
举例 a.镰刀型细胞贫血症：血红蛋白基因突变→血红蛋白结构异常→红细胞呈镰刀状
b.囊性纤维病：CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常 a.豌豆粒型：豌豆淀粉分支酶基因异常(插入外来核苷酸序列)→不能正常合成淀粉分支酶→淀粉少、蔗糖多→水分保留少→皱粒
b.白化病：酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→制约酪氨酸转化为黑色素→白化病
例2
如图所示：红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸。请据图分析，以下叙述正确的是( )
基因a 基因b 基因c
↓ ↓ ↓
酶a 酶b 酶c
↓ ↓ ↓
原料→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
A．若基因a被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活
B．若基因b被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活
C．若基因b不存在，则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成
D．基因c不能控制酶c的合成
【尝试解答】 A
【解析】 基因可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状。从图示可知，基因a、b、c分别控制酶a、b、c的合成，进而控制三个连续的化学反应。基因a被破坏，由原料→鸟氨酸的途径被切断，若不加入鸟氨酸，则后面的氨基酸无法合成，则面包霉不能存活；同理若基因b被破坏或不存在，鸟氨酸不能转化为瓜氨酸，则向培养基中加入瓜氨酸，面包霉才可存活；基因的作用就是指导蛋白质的合成，由图示知D项错。
跟踪训练 人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常引起的，这说明了
( )
A．基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状
B．基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
C．基因与环境相互作用共同调控生物的性状
D．基因和性状间不是简单的线性关系
答案：B
知能过关演练
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