基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成導(dǎo)學(xué)案

1、必修2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（導(dǎo)學(xué)案）年級：高二 科目：生物 編號：011 主備人：鐵銀璽 日期：2013.10.21 學(xué)習(xí)內(nèi)容：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。 2.比較轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同。 3.遺傳信息翻譯的過程。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.理解基因的表達(dá)中轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程。2.區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1.比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的不同點(diǎn)。2.計(jì)算：基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。教學(xué)過程：【溫故互查】1.基因與DNA的關(guān)系如何？ 2.什么是DNA分子的多樣性和特異性？【設(shè)問導(dǎo)讀1】閱讀教材P62P63，完成下

2、面內(nèi)容：（知識點(diǎn)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄）一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.DNA主要分布在 ，蛋白質(zhì)的合成是在 的 上 ，因此需要 在二者之間傳遞遺傳信息 。該物質(zhì)可以傳遞遺傳信息的原因是：它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，是由 _種 形成的 結(jié)構(gòu)，通過 的排列順序儲(chǔ)存遺傳信息。2.細(xì)胞中的兩種核酸的比較（即RNA與DNA的比較） DNARNA組成元素C、H、O、N、P基本單位_（4種），它是由一分子 、一分子 和一分子 組成_（4種），它是由一分子 、一分子 和一分子 組成堿基組成結(jié) 構(gòu)規(guī)則的_一般呈_結(jié)構(gòu)（且比DNA短，能通過核孔）分 布主要在，少量在細(xì)胞質(zhì)中的和主要在，少量在細(xì)胞核（如核仁） 類型常

3、為一種類型（mRNA）（tRNA）（rRNA）3.轉(zhuǎn)錄 （1）轉(zhuǎn)錄的含義：指在 中，以 為模板合成 過程。（2）過程：第一步：DNA雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露。第二步： 隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基碰撞，當(dāng)核糖核苷酸與DNA的 互補(bǔ)時(shí)，兩者以 結(jié)合。第三步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的 分子上。第四步：合成的 從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙鏈恢復(fù)。（3）場所： （4）條件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ； d、酶： 。（5）產(chǎn)物： 。（6）堿基互補(bǔ)配對原則： 。【重難點(diǎn)突破】1.轉(zhuǎn)錄的單位：轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝坏?，?dāng)轉(zhuǎn)錄開始時(shí)，并不是整條DNA解旋，而是基因的局部解旋。這樣

4、可以保護(hù)其他不轉(zhuǎn)錄基因的安全，因?yàn)榻庑笕菀装l(fā)生堿基的改變。2.模板鏈與信息鏈的關(guān)系：模板鏈的互補(bǔ)鏈儲(chǔ)存著遺傳信息，稱為信息鏈，將來轉(zhuǎn)錄合成的mRNA中的堿基排列順序與信息鏈?zhǔn)且恢碌模挥蠻和T的不同?；蚴沁z傳的功能單位，不同基因的信息鏈位置不同。如圖所示： 基因中的信息鏈 基因中的模板鏈 非基因區(qū)段【自主檢測】1在下列的轉(zhuǎn)錄簡式中有核苷酸 （ ） DNA: -A-T-G-C-RNA： U-A-C-G- A4種 B5種 C6種 D8種2 DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA從細(xì)胞核中出來進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過( )磷脂雙分子層？A6層 B0層 C2層 D 4層3 已知一段mRNA含有30個(gè)堿基，其中A和G有1

5、2個(gè)，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應(yīng)有C和T的個(gè)數(shù)是（ ） A12 B24 C18 D304. 對于下列式子，正確的說法有（ ）表示DNA復(fù)制過程 表示DNA轉(zhuǎn)錄過程圖中共有5種堿基 圖中共有8種核苷酸圖中共有5種核苷酸圖中的A均代表同一種核苷酸A. B. C. D.【設(shè)問導(dǎo)讀2】閱讀教材P64P67，完成下面內(nèi)容：（知識點(diǎn)二、遺傳信息的翻譯）二、遺傳信息的翻譯1.翻譯（1）翻譯的含義：以 為模板合成 的過程。（2）過程：UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA（2）過程：第1步： 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與 結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的 ，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點(diǎn)1。第2步：攜帶組氨酸的t

6、RNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。第3步：甲硫氨酸通過與組氨酸形成 而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA上。第4步：核糖體讀取下一個(gè)密碼子，原占據(jù)位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，占據(jù)位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù) 的合成。重復(fù)步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的 ，合成才告終止。（3）場所： （4）條件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ；d、酶；e、工具：“搬運(yùn)工” 。（5）產(chǎn)物： 。（6）堿基互補(bǔ)配對原則： 。2.密碼子（1）密碼子的定義： 上 的堿基。（2）密碼子堿基個(gè)數(shù)的確定：DNA、RNA各有 種堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有 種，1個(gè)氨基酸

7、的編碼至少需要 個(gè)堿基，這些堿基有 （用乘法等式表示）種組合，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。（3）密碼子的種類：密碼子共有 種，其中起始密碼子 種，分別是 、 ，終止密碼子 種，分別是 、 、 ，能夠決定氨基酸的密碼子有 種。（4）氨基酸和密碼子的關(guān)系：一種氨基酸可以由 或 密碼子決定。3.反密碼子（1）定義： 上能夠與 互補(bǔ)配對的 。（2）反密碼子與密碼子的關(guān)系：反密碼子與決定氨基酸的密碼子是 的，都是 種 ，tRNA有 種。（3）一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn) 種氨基酸,一種氨基酸可以由 種tRNA來轉(zhuǎn)運(yùn)。例、mRNAUUAGAUACU 上有多少個(gè)密碼子？寫出相應(yīng)的反密碼子，并根據(jù)密碼子表，列出相

8、應(yīng)的氨基酸序列。有密碼子 個(gè)，與其相應(yīng)的反密碼子為 ，氨基酸序列為 （查密碼子表填寫）。【自主檢測】5.某DNA分子片段中堿基為2400對，則由此片段所控制合成的多肽鏈中，最多有氨基酸多少種 （ ） A800 B400 C200 D206.不是由DNA分子中的遺傳信息直接控制合成的物質(zhì)是 （ ） A.酶 B.多肽 C.胰島素 D.性激素7.下列對轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的描述，正確的是 （ ） A每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸 B每種氨基酸只有一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能轉(zhuǎn)運(yùn)它 C轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識別信使RNA上的密碼子 D轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到細(xì)胞核內(nèi)8.已知DNA分子雙鏈中腺嘌呤占全部堿基的30%，在其中的一條鏈

9、上胞嘧啶占該鏈全部堿基的25%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄成的mRNA中胞嘧啶占全部堿基的（ ）A.15% B.20% C.25% D.35%【重難點(diǎn)突破】3.DNA兩大功能的執(zhí)行情況比較DNA的功能復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯概念以親代 為模板合成子代DNA的過程以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以 為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程時(shí)間 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所（主要）在 ，線粒體，葉綠體在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上條件模板以DNA的 條鏈為模板以DNA的 條鏈為模板以 為模板原料四種游離的 四種游離的 酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA

10、聚合酶等各種合成酶等能量需要ATP堿基配對原則AT，TA，GC，CG AU，UA，GC，CG過程DNA雙螺旋解開，每條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對原則，各自合成子鏈；子、母鏈結(jié)合盤繞形成兩個(gè)新DNA分子DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對原則，形成mRNA；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mRNA作為模板；按照堿基互補(bǔ)配對原則與mRNA上每三個(gè)堿基配對的tRNA運(yùn)載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以mRNA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。產(chǎn)物兩個(gè)一樣的雙鏈 一條單鏈的 具有特定

11、氨基酸序列的蛋白質(zhì)特點(diǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個(gè)基因同時(shí)轉(zhuǎn)錄）一個(gè)mRNA分子上可以象機(jī)結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個(gè)核苷酸。遺傳信息的傳遞方向親代DNA子代DNA通過RNA將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀計(jì)算規(guī)律DNA（基因）中的堿基數(shù)（6n）mRNA分子中的堿基數(shù)（3n）蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù)（=參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA）（= mRNA分子中的密碼子數(shù)）（n）4.密碼子的特點(diǎn)：（1）兼并性：一種密碼子只能決定 種氨基酸，一種氨基酸可以有 種密碼子，這種特點(diǎn)稱為密碼子的兼并性。（2）通用性：密碼子在生物界是通

12、用的，所有生物共用一套遺傳密碼子，說明所有生物可能具有共同的起源，并且生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。這種通用性也成為基因工程操作成功的基礎(chǔ)。5.基因表達(dá)中DNA的堿基數(shù)量、mRNA的堿基數(shù)量和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量關(guān)系：DNA分子中雙鏈的堿基數(shù)：mRNA中的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸的個(gè)數(shù)= ；DNA模板鏈堿基與mRNA堿基 ，mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子 ，DNA信息鏈堿基的排列順序與mRNA堿基的排列順序相同，只有 的差異。6.根據(jù)堿基種類和數(shù)量（或比例），推測核酸類型：（1）種類：有T無U，必為 ； 有U無T，必為 ； 有T也有U，為 。（2）數(shù)量：AT且CG，通常為 ；AT或CG，無U，必為

13、 ；ATU且CG，為 。【鞏固練習(xí)】1.有3個(gè)核酸，經(jīng)分析共有5種堿基，8種核苷酸，4條核苷酸鏈，則它們是（ ）A.一個(gè)DNA和兩個(gè)RNA B.兩個(gè)DNA和一個(gè) RNAC.三個(gè)DNA D.三個(gè)RNA2.DNA和RNA的區(qū)別是（ ）A.五碳糖不同 B.堿基種類不同 C.空間結(jié)構(gòu)不同 D.以上都是3.下列對轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的描述，正確的是( ) A.每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸 B.每種氨基酸只有一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能轉(zhuǎn)運(yùn)它C.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識別信使RNA上的密碼子 D.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到細(xì)胞核內(nèi)4在下列細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，有可能發(fā)生堿基配對行為的一組是（ ）A.細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、中心體 B.細(xì)胞核、

14、核糖體、中心體、線粒體C.線粒體、葉綠體、細(xì)胞核、高爾基體 D.線粒體、葉綠體、核糖體、細(xì)胞核5.已知某mRNA的堿基中U占20%，A占10%，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的基因中胞嘧啶占（ ）A.25% B.30% C.35% D.70%6.實(shí)驗(yàn)室模擬生物體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄的必須條件是（ ） 酶 游離的核糖核苷酸 ATP DNA分子 信使RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 適宜的溫度 適宜的酸堿度A. B. C. D. 7.由n個(gè)堿基組成的基因，控制合成由一條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質(zhì)的分子量最大為( ) A.na/6 B.na/318(n/31) C.na18(n1) D.na/618(n/6

15、1)8.某DNA分子中的S片段有360個(gè)堿基，問該片段控制合成的多肽鏈中，最多有多少種氨基酸( ) A.120種 B.60種 C.360種 D.20種9.正常情況下，能夠發(fā)生的的是( )（ ）A.相同的DNA復(fù)制成不同的DNA B.相同的DNA轉(zhuǎn)錄出不同的RNAC.相同的密碼子翻譯成不同的氨基酸 D.相同的tRNA攜帶不同的氨基酸10.已知某蛋白質(zhì)的合成需要18個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA參與，則控制合成該蛋白質(zhì)的基因中的堿基對的個(gè)數(shù)是A.18 B.36 C.54 D.10811.如果DNA分子一條鏈的堿基排列順序是ACGGATCTT-，那么，與它互補(bǔ)的另一條DNA鏈的堿基排列順序是 ；如果以已知的DNA鏈為

16、模板，轉(zhuǎn)錄出的信使RNA堿基順序應(yīng)該是 。12.根據(jù)下圖，分析并回答下面的問題。（1）圖甲所示為遺傳信息的_過程 ，聚合成的多肽為 _肽。（2）圖乙為_的結(jié)構(gòu)示意圖。如果圖乙中的反密碼子為 UAG , 則對應(yīng)的密碼子是_，轉(zhuǎn)錄出該密碼子的基因模板鏈上對應(yīng)的堿基是_。mRNA上能決定氨基酸的密碼子共有_種。（3）在人體內(nèi)該過程不可能發(fā)生在( )A.神經(jīng)元 B.肝細(xì)胞     C.心肌細(xì)胞   D.成熟的紅細(xì)胞（4）人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本原因是這兩種細(xì)胞的( ) A.DNA中堿基排列順序不同 B.核糖體不同 C.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA

17、不同 D.信使RNA不同【拓展提升】1.若某基因有150個(gè)堿基對，由于受到X射線的輻射，少了一對堿基，則由它控制合成的蛋白質(zhì)與原來的蛋白質(zhì)相比，可能出現(xiàn)的情況是 （多選）A.50個(gè)氨基酸，氨基酸的順序不變 B.49個(gè)氨基酸，氨基酸的順序不變 C.50個(gè)氨基酸，氨基酸的順序改變 D.少于49個(gè)氨基酸，氨基酸的順序改變2. 已知多數(shù)生物的DNA是雙鏈的，但也有個(gè)別生物的DNA是單鏈的，有人從三種生物中提取出核酸，經(jīng)分析，他們的堿基比率如下：生物AGUTC甲25242319乙23242725丙31193119（1）這表明： 的核酸是RNA。 的核酸是雙鏈DNA。（2）從堿基比例看，雙鏈DNA的特點(diǎn)是

18、 。3.下圖表示紅花基因控制蛋白質(zhì)合成的過程：多肽鏈 - - - （ ） ( ) （ ）（ ） tRNA mRNA -G-G -A -U -G U-U- A - -A- C- A - U- A- A U-G- 30個(gè)堿基- G -A- T - C - T- T- A -A- C- A T -A- A- T-C- C- T -A G- A- A- T- -T- G- T A - T T-A-G-DNA （1）在mRNA 分子上，找到起始密碼，依次用下劃線 畫出密碼子。 （2）查密碼子表，將mRNA 分子每一個(gè)密碼子所決定的氨基酸填入多肽鏈方框中。 （3）mRNA分子上的 遺傳密碼 無法直接識別

19、氨基酸，需tRNA將氨基酸搬運(yùn)至核糖體，請根據(jù)6種 tRNA 表，選相應(yīng)tRNA序號，填入密碼子上方（ ）中。6種tRNA表;亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸甲硫氨酸蘇氨酸 G A A A A U U G G U G U U G A U A C（4）某蛋白質(zhì)共含有20個(gè)氨基酸，控制合成該蛋白質(zhì)的基因，至少含有脫氧核苷酸 個(gè)。第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（導(dǎo)學(xué)案）參考答案【溫故互查】1.一個(gè)DNA分子上分布著多個(gè)基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 2.不同的DNA分子中堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性；每一個(gè)DNA分子堿基的特定排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。【設(shè)問導(dǎo)讀1】1.細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì) 核糖體 RNA 4 核糖核苷酸 單鏈 堿基 2.脫氧核苷酸 脫氧核糖 磷酸 堿基 核糖核苷酸 核糖 磷酸 堿基；A、G、C、T A、G、C、U；雙螺旋結(jié)構(gòu) 單鏈；細(xì)胞核 線粒體 葉綠體 細(xì)胞質(zhì)；信使RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 核糖體RNA3.（1）細(xì)胞核 DNA的一條鏈 RNA （2）游離的核糖核苷酸 堿基 氫鍵 mRNA mRNA(3)細(xì)胞核 （4）DNA