从基因到蛋白质优秀教学设计

基因指导蛋白质的合成-学案设计

第4章

基因的表达

第1节

基因指导蛋白质的合成

学习目标

1.概述遗传信息的转录和翻译过程。

2.理解遗传信息与“密码子”的概念。

3.运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。

学习过程

导入新课

阅读教材P62问题探讨,讨论利用恐龙的DNA,真的能使恐龙复活吗?

探究新知

探究一:遗传信息的转录

[自主学习1]

要求分析教材P62~63的插图

1.基因是具有

的DNA片段;DNA主要存在于

中;而蛋白质的合成是在

(填细胞器名称)上,在

中进行的。 2.比较RNA与DNA结构的不同。

DNA RNA 组成元素

基本单位

化学组成

结构

功能

主要分布

3.为什么RNA适于作DNA的信使呢?

4.(1)DNA与RNA的化学成分比较,RNA特有的是(

) A.核糖、U B.脱氧核糖、U C.核糖、T D.脱氧核糖、T (2)组成核酸的碱基种类和核苷酸种类分别是(

) A.4 8 B.5 4 C.4 4 D.5 8 5.DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的呢? (1)定义: (2)场所: (3)模板: (4)原料:

基因指导蛋白质的合成-学案设计

(5)条件: 6.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ATTGACATG……

那么,与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是

;

如果以此DNA单链为模板,转录出的信使RNA碱基顺序应该是

。 [巩固练习]

1.DNA分子的解旋发生在(

)过程中。

A.复制

B.转录

C.翻译

D.复制和转录

2.果蝇的遗传物质由(

)种核苷酸组成。

A.2 B.4 C.5 D.8 3.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子(

) A.一种一个

B.一种多个

C.多种多个

D.无数种无数个

4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基,那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T(

) A.12个

B.18个

C.24个

D.30个

[自主总结1]

1.转录的概念:转录是在

中,以

为模板合成

的过程。 2.过程: (1)DNA双链解开,DNA双链的碱基得以暴露。

(2)游离的

随机地与DNA链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时,两者以

结合。 (3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。此处用到

。 (4)合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。

3.DNA复制、转录的比较归纳总结

项目

时间

场所

模板

原料

酶

产物

特点

碱基配对原则

遗传信息传递

意义

复制

个体生长发育的整个过程

主要在(

) DNA的(

)条单链

4种(

) (

、

、

) 2个双链(

) 半保留复制;边解旋边双向复制(真核生物) A-T T-A C-G G-C DNA→DNA

遗传信息从亲代传给子代

主要在(

) DNA的(

)条链

4种(

) (

) 1个单链(

);(mRNA或tRNA或rRNA) 边解旋边转录;转录后的DNA仍恢复原来的双链结构

A-U T-A C-G G-C DNA→mRNA

表达遗传信息,使生物表现出各种性状

转录

探究二:遗传信息的翻译

[自主学习2]

1.翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,称为遗传信息的翻译。

基因指导蛋白质的合成-学案设计

(1)场所: (2)模板: (3)原料: (4)产物: 2.碱基与氨基酸之间的对应关系

(1)DNA、RNA都只含有

种碱基,而组成生物体蛋白质的氨基酸有

种。 (2)

上决定一个氨基酸的

的碱基,叫做密码子。 (3)种类:共有

种,其中起始密码

个,分别是

、

,能够编码氨基酸的密码子有

种;3个为终止密码子,分别是

、

、

,不能编码氨基酸。 3.转运工具

搬运工:

,每种

只能转运并识别

种氨基酸,其一端是

的部位,另一端有

个碱基,称为

。 特点:简并性:一个密码子对应1个氨基酸;但一个氨基酸可能有

密码子。 通用性:所有的生物共用一套遗传密码。

4.mRNA……U-U-A-G-A-U-A-C-U……

这条mRNA上有

个密码子,写出与其相应的反密码子为

;并根据密码子表,列出相应的氨基酸序列为

(查密码子表填写)。 [自主总结2]

1.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。

概念

作用

种类

遗传信息

是指

上特定的脱氧核苷酸排列顺序 决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

多种多样

遗传密码

上决定一个氨基酸的3个相邻碱基 翻译时决定肽链的氨基酸排列顺序

共64种,编码氨基酸的密码子共61种,终止密码子共3种,不能编码氨基酸

反密码子

与mRNA分子中密码子互相配对的

上的3个碱基 与mRNA上3个碱基互补,以确定氨基酸在肽链上的位置

61种

2.请同学们阅读教材P66的“思考”并尝试归纳以下问题: (1)氨基酸如何进入核糖体? (2)核糖体上有几个翻译的位点? (3)核糖体移动的方向是怎样的? (4)肽链如何形成? [合作探究1]

分组合作,对上面的问题进行讨论、辨析和探究。

用模具演示翻译过程,然后继续完成翻译与转录、复制过程的异同点的对比。(完成下表)

DNA的功能

复制遗传信息

概念

时间

场所

模板

条件

原料

酶

表达遗传信息

转录

翻译

基因指导蛋白质的合成-学案设计

能量

碱基配

对原则

过程

产物

特点

遗传信

息的传

递方向

课时检测

1.在下列的转录简式中有核苷酸(

) DNA:—A—T—G—C—

RNA:—U—A—C—G—

A.4种

B.5种

C.6种

2.对下图所示,正确的说法有(

) D.8种

①表示DNA复制过程

②表示转录过程

③图中共有5种碱基

④图中共有8种核苷酸

⑤图中共有5种核苷酸

⑥图中的A均代表同一种核苷酸

A.①②③

B.④⑤⑥

C.②③④

D.①③⑤

3.组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子(

) A.20

B.59 C.61 D.64 4.某DNA分子片段中碱基为2 400对,则由此片段所控制合成的多肽链中,最多有氨基酸多少种(

) A.800 B.400

C.200

D.20 5.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RNA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

6.一条多肽链中有1 000个氨基酸,则作为合成多肽链的mRNA分子和用来转录该mRNA分子的基因中,分别至少要有多少个碱基(

) A.1 000和2 000

B.2 000和4 000

C.3 000和3 000

D.3 000和6 000

7.某基因由192个脱氧核苷酸组成,其控制合成的一条多肽链在形成过程中脱掉的水分子数最多为(

) A.191个

B.95个

C.32个

D.31

8.在下列细胞结构中,有可能发生碱基互补配对行为的一组是(

) A.细胞核、线粒体、叶绿体、中心体

B.细胞核、核糖体、中心体、线粒体

C.线粒体、叶绿体、细胞核、高尔基体

D.线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核

9.一个转运RNA的一端3个碱基是GAU,它所携带的氨基酸的密码子是由下列哪个DNA分子的模板片段转录而来的(

) A.GUA B.GAT C.GAA D.GAU

基因指导蛋白质的合成-学案设计

10.请根据基因控制蛋白质合成的示意图回答问题。

(1)填写右图中号码所示物质或结构的名称或简写: ①

②

③

④

(2)图中恰好位于④内的三个氨基酸分别是(查密码子表)

。 (3)合成②的过程在遗传学上叫做

。 ②进入细胞质后,与[ ]

结合起来,在④内发生的过程叫做

。 (4)储存在

分子中的遗传信息最终传递给

分子,并通过代谢得以表达。 参考答案学习过程

导入新课

不能,需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性。

探究新知

[自主学习1]

1.遗传效应

细胞核

核糖体

细胞质

2.

DNA RNA 组成元素

C、H、O、N、P 基本单位

脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 一分子磷酸

化学组成

脱氧核糖

A、T、C、G 一分子磷酸

核糖

A、U、C、G

续表

结构

功能

DNA 规则的双螺旋结构

RNA 一般单链结构

编码复制遗传信息,控制蛋白质合成

传递遗传信息,并通过蛋白质表达出来

细胞质

主要分布

细胞核,线粒体,叶绿体

3.①RNA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。

②RNA碱基序列也储存遗传信息。

③RNA有三种,在翻译过程中起模板作用的是mRNA,起转运作用的是tRNA,参与构成核糖体的是rRNA。

4.(1)A (2)D 5.转录

基因指导蛋白质的合成-学案设计

(1)转录是在细胞核内进行的,是以DNA双链中的一条链为模板,合成mRNA的过程。

(2)细胞核。

(3)DNA分子的一条链。

(4)四种核糖核苷酸。

(5)ATP(能量)、酶。

6.TAACTGTAC UAACUGUAC [巩固练习]

1.D 2.B 3.C 4.D

[自主总结1]

1.细胞核

DNA的一条链

mRNA 2.(2)核糖核苷酸

氢键

(3)RNA聚合酶

3.细胞核

细胞核

两

一

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

解旋酶

DNA聚合酶

DNA连接酶

RNA聚合酶

DNA RNA [自主学习2]

1.(1)核糖体

(2)mRNA (3)氨基酸

(4)蛋白质

2.(1)4 20 (2)信使RNA 3个相邻

(3)64 2 AUG GUG 61 UAA UAG UGA 3.tRNA tRNA 1 携带氨基酸

3 反密码子

一个或多个

4.3 AAUCUAUGA 天冬酰胺-亮氨酸

[自主总结2]

1.DNA mRNA tRNA 2.(1)转运RNA运载着一个氨基酸进入到核糖体,以信使RNA为模板,按照碱基互补配对原则,把转运来的氨基酸放在位点1上,第二个转运RNA携带相应的氨基酸以同样的方式进入位点2。

(2)2个。

(3)沿着mRNA读取密码子,直至读到终止密码子。

(4)氨基酸脱水缩合。

[合作探究1]

DNA的功能

复制遗传信息

以亲代DNA为模板概念

合成子代DNA的过程

表达遗传信息

转录

以DNA中的一条链为模板,合成mRNA的过程

翻译

游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程

续表

DNA的功能

时间

复制遗传信息

减数第一次分裂前的间期或有丝分裂间期

表达遗传信息

转录

在生长发育的连续过程中

翻译

在生长发育的连续过程中

场所

模板

原条件

料

酶

能量

碱基配

对原则

基因指导蛋白质的合成-学案设计

在细胞核(主要),线粒体,叶绿体

以DNA的两条链为模板

以DNA的一条链为模板

主要在细胞质的核糖体上

以mRNA为模板

四种游离的脱氧核苷酸

DNA解旋酶,DNA聚合酶等

需要ATP 四种游离的核糖核苷酸

20种氨基酸

RNA聚合酶等

各种合成酶等

A—T,T—A,G—C,C—G A—U,T—A,G—C,C—G A—U,U—A,G—C,C—G ①mRNA进入细胞质,与核糖体结合,mRNA作为模板; ②按照碱基互补配对原则与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着氨基酸进入核糖体;以mRNA上的遗传密码顺序,把一定的氨基酸放在相应的位置,合成有一定氨基酸序列的蛋白质

具有特定氨基酸序列的蛋白质

一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸

通过RNA将遗传信息反映到蛋白质分子结构上,使后代重现亲代性状

①DNA双螺旋解开,每条链提供准确模板; 过程

②按照碱基互补配对原则,各自合成子链; ③子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子

两个一样的双链DNA分子

边解旋边复制,半保留式复制

①DNA双螺旋解开,其中一条链提供准确模板; ②按照碱基互补配对原则,形成mRNA; ③合成的mRNA从DNA链上释放,而后,DNA双链恢复

产物

一条单链的mRNA 边解旋边转录,双链DNA分子全保留式转录。(可有多个基因同时转录) 特点

遗传信

息的传

递方向

亲代DNA→子代DNA DNA→mRNA

课时检测

1.D 2.C 3.D 4.D 5.B 6.D 7.C 8.D 9.B 10.(1)DNA mRNA tRNA 核糖体

(2)甲硫氨酸-丙氨酸-丝氨酸

(3)转录

④

核糖体

翻译

(4)DNA 蛋白质