从基因到蛋白质教案评析

第四章

第三节

基因控制蛋白质的合成

一．学习目标

1. 能够说出基因、性状、蛋白质三者的关系

2. 能在教师的协作下概述基因表达的整个过程。

3. 尝试利用自制教具模拟基因控制蛋白质的合成的过程，提高动手能力及理解能力

4. 利用实验资料、动画视频等进行和逻辑分析，得出结论

5. 体验在模拟活动中与同伴共同协作、共同探讨、共同完成的愉悦感受

二．学习任务单

课前任务1：阅读课本p77页总结：

(1) 比较DNA、RNA

DNA RNA (2) RNA的种类

信使RNA(

) RNA

转运RNA（

）

核糖体RNA（

）

(3) 回顾基因、DNA与染色体的关系

中文全称

空间结构

五碳糖

碱基组成

课前任务2：阅读白化病相关资料，回答问题

主要性状：白化病患者视网膜无色素，怕光。皮肤、眉毛、头发等都呈白色或黄白色。

相关蛋白质：异常的酪氨酸酶。正常人体内酪氨酸在酪氨酸酶的催化下能生成黑色素，白化病患者体内该酶缺乏或功能减退（异常的酪氨酸酶）。

相关基因：异常的酪氨酸酶基因（a）。正常人细胞内有正常的酪氨酸酶基因（A），正常人基因型为AA或Aa（携带者），白化病患者基因型为aa。

推导出基因、性状和蛋白质三者之间的关系是：

。

课堂任务1：寻找“信使”，推导出遗传信息由核基因传递到蛋白质的线路

基因主要分布在

中，而蛋白质都在

（细胞器）上合成，根据二者地理位置的差异，像科学家一样提出假说：必然有一种化合物作为基因控制蛋白质的

。

阅读下列资料：

资料1：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶，分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止；如果再加入从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。

资料2：1955年，拉斯特等人将变形虫用含同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。

- 1 -

将此变形虫的细胞核移植到另一变形虫的细胞质中，发现大部分标记的RNA相继从细胞核中转移到细胞质中。

分析资料回答：

(1) 基因控制蛋白质的“信使”分子是

。该分子的合成场所在

，到细胞质中的“使命”可能是

。

(2) 遗传信息由基因传递到蛋白质的路线(用文字和箭头表示)

。(3) 基因控制蛋白质合成（即

基因的表达）：包括

、

两个步骤。

课堂任务2：学习转录的过程（从基因→mRNA，主要发生场所是

）

观察课本p77页图4-12，阅读第一自然段黑体字部分，小组讨论回答下列问题：

(1) 转录时是否遵循碱基互补配对原则？有何意义？

(2) 转录时需要DNA的几条链作为模板，为什么？

-TACACCCAAGAC- (3) 假如某一个基因片段序列为：

则以上链为模板，转录出的相应的-ATGTGGGTTCTG- mRNA序列是什么？

(4) 不同的基因转录形成的mRNA是否相同？有何不同？

(5) 从模板、原料和酶等方面比较DNA复制与转录的异同？

课堂任务3：学习翻译的过程（从mRNA→

，发生场所是

）

科学家发现不同的mRNA为模板合成出不同的蛋白质，二者序列有怎样的对应关系呢？

(1)

理解密码子的含义

阅读课本p78~79页正文，观察p79页表4-1，小组讨论回答下列问题：

①

莫尔斯密码中“3534 3213 2728”代表什么意思？为何一个汉字由四个数字决定？如果一个数字对于一个汉字是否可行？

②

蛋白质中的氨基酸有20种，mRNA中的碱基有4种，如果一个碱基对于一种氨基酸是否可行？mRNA中至少几个碱基联合在一起决定一种氨基酸？

③

什么是密码子？密码子总共有多少个？其中是否会含有碱基T？

④ AUG、UGG、UAG、UGA分别代表什么含义？亮氨酸有几个密码子，色氨酸呢？

⑤

某mRNA序列为-AUGUGGGUUCUG-，其中含有几个密码子，以它为模板合成出的多肽链的氨基酸序列是什么？

- 2 -

(2)

了解搬运工tRNA的结构与作用

观察课本p81页tRNA的二维结构和三维结构，阅读第一自然段，思考回答下列问题：

①

tRNA二维结构中的反密码子及氨基酸结合部位分别有何作用？

②

根据密码子表可知亮氨酸可以由至少几种tRNA识别并转运，色氨酸呢？

③

请根据密码子表求出下列tRNA能识别并转运哪种氨基酸？

C

C

A

G U A G C U

课堂任务4：模拟基因表达的过程

(1) 观看动画，借助课本p80~81页文字说明和图4-16，运用模型将基因转录出的mRNA（以下链为模板）和该基因控制合成的多肽链序列展现出来。

利用纸片模拟基因表达的过程，

提示：tRNA是先携带氨基酸还是先与mRNA中的密码子配对？核糖体怎样才能阅读第三个密码子？核糖体沿mRNA位移后，第一个密码子对应的tRNA如何移动？氨基酸通过什么反应使肽链延伸？肽链合成何时终止？

(2) 交流讨论：

①

你所在的组模拟出的多肽链序列与其他组是否相同？为什么？

②

同一mRNA上的结合的多个核糖体合成出的蛋白质是否相同？为什么？有何意义？

③

总结：翻译所需要的物质或结构有

。

④ DNA复制、转录、翻译中涉及的碱基互补配对有何差异？

三．学习巩固

（

）1. 由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是

A.核糖、A、T、G、C、磷酸

B.核糖、A、U、G、C、磷酸

C.脱氧核糖、A、T、G、C、磷酸

D.脱氧核糖、A、U、G、C、磷酸

（

）2. 下列有关RNA的叙述中，错误的是

A.RNA可作为核糖体的成分

B.信使RNA是翻译时的模板

C.信使RNA是氨基酸的转运工具

D.RNA分子一般呈单链

（

）3. mRNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的? A.转运RNA中核苷酸的排列顺序

B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序

C.核糖体RNA核苷酸的排列顺序

D.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序

- 3 -

（

）4. 一个DNA分子可以转录成多少个信使RNA A.一种一个

B.一种多个

C.多种多个

D.无数种，无数个

（

）5. 某mRNA上，A的含量是24%，U的含量为26%，C的含量为27%，其中模板基因中的G的含量是

A.23%

B.25%

C.27%

D.24% （

）6. tRNA具有转运氨基酸的功能，右图tRAN携带的氨基酸是(各选项括号中内容为相应氨基酸的密码子)

A．精氨酸（CGC）

B．丙氨酸（GCG）

C．甘氨酸（GGC）

D．脯氨酸（CCG）

（

）7. 右图所表的生理过程的名称、碱基数、核苷酸数依次为

A.RNA复制、4种、4种

B.DNA转录、4种、4种

C.DNA复制、5种、5种

D.RNA转录、5种、8种

（

）8. DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处是

A.利用的模板都相同

B.利用的原料都相同

C.所利用的酶都相同

D.都遵循碱基互补配对原则

（

）9. 右图中的①②③过程主要发生在

A.细胞核、细胞质、核糖体

B.细胞核、细胞核、核糖体

C.细胞质、核糖体、细胞核

D.细胞质、细胞核、核糖体

（

）10. 如图是真核生物信使RNA合成过程图，请据图判断下列说法正确的是

A.R所示正处于解旋状态，DNA双链碱基得以暴露

B.图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的

C.如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶

D.图中的②合成后，通过主动运输进入到细胞质中

11. 图为蛋白质合成的一个过程，据图分析并回答问题：

氨基酸

丙氨酸

苏氨酸

精氨酸

色氨酸

GCA ACU CGU UGG

GCG ACC CGC

密码子

GCC ACA CGA

GCU ACG CGG

（1）图中所示属于蛋白质合成过程中的________步骤，该过程的模板是[

]__________。

（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_______________________。

（3）根据图并参考右表分析：[1]___________上携带的氨基酸是_____________，这个氨基酸与前接的氨基酸是通过____________反应连接在一起的。

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