1、第1节 基因指导蛋白质的合成,第4章 基因的表达,学习导航 1.阅读教材图文，辨析三种RNA的结构和功能。 2.结合教材图44、46，概述转录、翻译的过程和特点。 3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。 重难点击 转录、翻译的过程及特点。,课堂导入 美国科幻电影侏罗纪公园中，科学家们利用 一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内 的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个 恐龙的“侏罗纪公园”。 我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基 因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的
2、呢？这一节我们一起来学习基因指导蛋白质的合成。,一、遗传信息的转录,当堂检测,二、遗传信息的翻译,内容索引,一、遗传信息的转录,基础梳理,1.DNA与RNA的比较,脱氧核糖,核糖,T,U,A、G、C,单链,细胞核,线粒体,叶绿体,核糖体,细胞核,2.遗传信息的转录 (1)概念：是指在 中，以 为模板，按照 原则合成 的过程。 (2)过程,细胞核,DNA的一条链,碱基互补配,对,RNA,mRNA,DNA,RNA聚合酶,第1步：DNA双链解开，DNA双链的 得以暴露。 第2步：游离的 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。 第3步：在 酶的作用下，新结合的 连
3、接到正在合成的 分子上。 第4步：合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链 。,碱基,核糖核苷酸,互补,氢键,RNA聚合,核糖核苷酸,mRNA,恢复,如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：,答案 b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸。,问题探究,答案,1.请思考图中DNA的转录方向为 (用“”或“”表示)。 2.a为启动上述过程必需的有机物，其名称是 。 3.b和c的名称分别是什么？,RNA聚合酶,答案 细胞核、线粒体。,4.在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？,答案 不一定。产物有mRNA、tRNA、rRNA。,5.产物d一定是mRNA吗？,答案,6.
4、若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占 。,答案,分析 d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A35%，U19%，AU54%，则对应的DNA分子片段中AT54%，GC46%，故AT27%，GC23%。,分析,27%、23%,知识整合,转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。,拓展应用,1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应 B.RNA是
5、一种遗传物质 C.RNA参与构成核糖体 D.RNA参与构成细胞膜,答案,解析 有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。,解析,2.下列关于转录的叙述，不正确的是 A.多数发生在细胞核中 B.以核糖核苷酸为原料 C.DNA的两条链都可作模板 D.边解旋边转录,答案,解析 DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。,解析,3.下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是A.转录结束后和重新形成双螺旋结构 B.不一定是mRNA C.是游离的脱氧核苷酸 D.该过程中存在T与A的碱基配对方式,答案,解析,解析 转录结束后和重新形成双螺旋结构，故A正确。 转录的产物有mR
6、NA、tRNA、rRNA等，故B正确。 是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，故C错误。 该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，故D正确。,二、遗传信息的翻译,基础梳理,1.翻译,条件,场所：细胞质的 上 模板：_ 原料：_ 产物：一定氨基酸序列的_,核糖体,mRNA,20种氨基酸,蛋白质,2.密码子和反密码子 (1)密码子：位于 上，其实质是决定一个氨基酸的 个相邻的碱基，有 种。 (2)反密码子：位于 上，其实质是与 发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。,mRNA,3,64,tRNA,密码子,3.翻译过程,起始：mRNA与 结合 运输： 携带氨基酸置于特定位置 延伸：核糖体沿 移动，
7、读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。(一个mRNA可以结合多个核糖体) 终止：当核糖体到达mRNA上的 时，合成停止 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定 和 的蛋白质,核糖体,tRNA,mRNA,终止密码子,空间结构,功能,4.翻译能精确进行的原因 (1) 为翻译提供了精确的模板。 (2)通过 ，保证了翻译能够准确地进行。 5.翻译能高效进行的原因：1个mRNA可以相继结合 个核糖体，同时进行多条肽链的合成。,mRNA,碱基互补配对,多,下图是翻译过程的示意图，请据图分析：,答案 、分别是tRNA、核糖体、多肽链。,问题探究,答
8、案,1.图甲中、分别是哪种分子或结构？,答案 起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA，不编码氨基酸。,2.是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？,答案,答案 一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。,3.密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，那么编码的氨基酸还是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什么意义？,答案 这说明所有生物可能有着共同的起源。,4.遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用这一套遗传密码，这说明了什么？,答案,
9、答案 、分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。,5.图乙中、分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？,答案,答案 相同；因为它们的模板是同一条mRNA。,6.最终合成的多肽链、的氨基酸序列相同吗？为什么？,答案,知识整合,起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。,拓展应用,4.下列对蛋白质的翻译过程的说法中，错误的是 A.以细胞质中游离的氨基酸为原料 B.以核糖体R
10、NA作为遗传信息模板 C.以转运RNA为氨基酸运输工具 D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质,解析 翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，B错误； 由于蛋白质的基本组成单位是氨基酸，故A、D正确； 在翻译过程中，搬运工是tRNA，C正确。,答案,解析,5.如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是,答案,解析,A.图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧 B.mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU C.图中碱基的配对方式有AU、CG、AT D.图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶,解析 根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A正确； 一种
11、氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B错误； 题图表示翻译过程，碱基的配对方式有AU、CG，C错误； RNA聚合酶在转录过程中起作用，D错误。,6.下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是,答案,解析,A.过程中碱基配对情况相同 B.过程发生的场所相同 C.过程所需要的酶相同 D.过程中核糖体的移动方向是由左向右,解析 图中过程是DNA的复制，过程是转录，过程是翻译。复制是DNADNA，转录是DNAmRNA，不同的碱基配对方式是AT、AU；核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；过程需要解旋酶和DNA聚合酶，过程需要RNA聚合酶；从图可以看出，最右边的一个核
12、糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。,真核生物DNA复制、转录和翻译的辨析,课堂小结,遗传信息,细胞核,一,核糖,tRNA,密码子,mRNA,20种氨基酸,当堂检测,1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些生物中的RNA具有催化功能 B.tRNA上的碱基只有三个 C.mRNA与tRNA在核糖体上发生配对 D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质,2,3,4,5,1,答案,解析,解析 tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类的RNA一样，是单链结构，属于生物大分子。tRNA并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺
13、旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。,2.下图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是,答案,2,3,4,1,5,解析,A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基 B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程 C.合成此转运RNA的场所是核糖体 D.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变,2,3,4,1,5,解析 此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。,2,3,
14、4,1,5,3.四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的 A.染色体活动 B.DNA复制过程 C.转录过程 D.翻译过程,答案,解析,解析 抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。,2,3,4,1,5,4.真核细胞中DNA复制、转录和翻译的主要场所依次是 A.细胞核、细胞核、核糖体 B.细胞核、细胞质、核糖体 C.细胞核、细胞核、高尔基体 D.细胞核、细胞质、内质网,答案,解析 DNA的复制、转录都是以DNA为模板，DNA主要在细胞核中，故DNA复制
15、、转录的主要场所是细胞核；翻译是在细胞质中的核糖体上完成的。,解析,5.下图表示以DNA为模板转录形成RNA的过程。请据图分析回答下列问题：,2,3,4,1,5,答案,解析,(1)在玉米的叶肉细胞中，能够进行该生理过程的细胞结构有_ _。,细胞核、线,粒体、叶绿体,解析 玉米叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中都有DNA，可进行DNA的转录；转录时以DNA的一条链为模板，需要ATP供能和RNA聚合酶的催化，以四种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成RNA，转录的结果是DNA上的遗传信息转移到mRNA上，mRNA从核孔出来进入细胞质中与核糖体结合，直接指导蛋白质的合成。,2,3,4,1,5,(2)转录过程中在 _的催化作用下，以其中的_链作为模板链，以 _为原料，由_提供能量，按照_原则，合成出 _。 (3)通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到_中。 (4)在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过_进入细胞质中，与_结合在一起直接指导蛋白质的合成过程。,2,3,4,1,5,答案,4,RNA聚合酶,甲,3,四种游离的核糖核苷酸,ATP,碱基互补配对,2,RNA,信使RNA,核孔,核糖体,