資源簡介

4.1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)錄和翻譯過程。
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
重點(diǎn)：遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程
難點(diǎn)：遺傳信息的翻譯過程
【學(xué)習(xí)過程】
基因 控制 生物性狀
指導(dǎo) 體現(xiàn)
合成
蛋白質(zhì)
基因表達(dá)： 的過程。
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
細(xì)胞中的兩種核酸的比較
觀察教材P62—63圖4-1和4-2，回顧復(fù)習(xí)核酸的知識，填寫下表
核酸 DNA RNA
組成元素
基本單位 （4種） （4種）
堿基組成
結(jié) 構(gòu) 規(guī)則的
分 布 主要在 ，少量在細(xì)胞質(zhì)的 中 主要在 ， 少量在 。
信使RNA （mRNA）-----
2. RNA的類型 核糖體RNA （rRNA）----
轉(zhuǎn)運(yùn)RNA （tRNA）-----
3.轉(zhuǎn)錄
閱讀教材P63頁，完成下列問題。
（1）含義：以 為模板合成 過程。
（2）場所：
（3）時間：
（4）過程：詳見書上63頁圖解，
①解旋：DNA雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露。
②配對：4種核糖核苷酸按 原則通過形成 結(jié)合到DNA的
③連接：核糖核苷酸在 的作用下連接形成一條mRNA分子。
④釋放：合成的 從DNA鏈上釋放。而后， 。
（5）條件：a、模板：
b、原料：
c、能量：
d、酶：
（6）產(chǎn)物：
（7）堿基互補(bǔ)配對原則：
（8）遺傳信息傳遞方向：
思考：
1.已知DNA片段的堿基序列，寫出對應(yīng)的mRNA堿基序列（a鏈為模板鏈）
a鏈……
b鏈……
mRNA：
反密碼子：
氨基酸：
2.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有何關(guān)系？與DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？
特別提醒：轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝坏模?dāng)轉(zhuǎn)錄開始時，并不是整條DNA解旋，而是基因局部解旋。這樣可以保護(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。
三、遺傳信息的翻譯
1、密碼子
（1）定義： 上 的堿基。
(
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密碼子
密碼子
密碼子
)
（2）種類：密碼子共有 種，其中起始密碼子 種，終止密碼子 種（不能決定氨基酸），能夠決定氨基酸的密碼子有 種。
（3）密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系：
①一個密碼子只能決定 種氨基酸。
密碼子具有 性
②一種氨基酸可以由 個密碼子來決定
地球上幾乎所有的生物 密碼子 密碼子具有 性
2. tRNA與反密碼子
tRNA呈 結(jié)構(gòu)，共有 種，一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn) 種氨基酸,一種氨基酸可以由 種tRNA識別并轉(zhuǎn)運(yùn)。
反密碼子： 上能夠與 互補(bǔ)配對的 。
3．翻譯
（1）定義：以 為模板合成 過程。
（2）場所：
（3）時間：
（4）過程：閱讀課本66頁圖4--6，
①： 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
②：攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2
③：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。
④：核糖體讀取下一個密碼子，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 ，合成才告終結(jié)。
（5）條件：a、模板：
b、能量：
c、酶：
d、原料：
e、工具：“搬運(yùn)工”
（6）產(chǎn)物：
（7）堿基互補(bǔ)配對原則：
（8）遺傳信息流動方向：
【小結(jié)】
1.DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較
復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯
時間
場所
模板
原料
條件
產(chǎn)物
特點(diǎn)
堿基配對
遺傳信息傳遞
意義
思考：那些細(xì)胞能進(jìn)行DNA復(fù)制？那些細(xì)胞能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯？
2．DNA中堿基數(shù)量、RNA堿基數(shù)量和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量關(guān)系
肽鍵數(shù)目= =氨基酸數(shù)目-
DNA分子雙鏈堿基數(shù)：RNA單鏈堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸個數(shù)=6:3:1
DNA模板鏈堿基與mRNA堿基互補(bǔ)，mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子互補(bǔ)，
【隨堂練習(xí)】
1.合成一條含1000個氨基酸的多肽鏈，需要轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的個數(shù)，信使RNA上的堿基個數(shù)和雙鏈DNA上的堿基對數(shù)至少依次是（ ）
A．1000個、3000個和3000對 B．1000個、3000個和6000對
C．300個、300個和3000對 D．1000個、3000個和1500對
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？
A．6層 B．0層 C．2層 D． 4層
3． 已知一段mRNA含有30個堿基，其中A和G有12個，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應(yīng)有C和T的個數(shù)是（ ）
A．12 B．24 C．18 D．30
4、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 （ ）
A．800　　 B．400　　 C．200　 D．20
5、人的胰島素基因的存在部位和表達(dá)部位分別是 （ ）
A．體細(xì)胞、胰島細(xì)胞中 B．胰島細(xì)胞、體細(xì)胞
C．均位于胰島細(xì)胞中 D．體細(xì)胞、核糖體
6、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)
7. 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RNA
C.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
8. 已知某蛋白質(zhì)的合成需要18個轉(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數(shù)是
A.18 B.36 C.54 D.108
第四章第二節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?br/>預(yù)習(xí)目標(biāo) ：
了解中心法則的主要內(nèi)容；舉例說明基因與性狀的關(guān)系
1.中心法則的提出
（1）提出人： 。
（2）內(nèi)容：
（3）完善后的中心法則內(nèi)容：
2．基因?qū)π誀畹目刂?br/>（1）基因通過控制 來控制 ，進(jìn)而控制生物體的 。
3.基因、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系
（1）基因與性狀不是簡單的________關(guān)系。
（2）基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在復(fù)雜的相互作用。
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
⑴解釋中心法則的基本內(nèi)容 ⑵舉例說明基因與性狀的關(guān)系
二、學(xué)習(xí)過程
探究活動一：中心法則的提出及發(fā)展
1.內(nèi)容圖解(→確信結(jié)論……→可能正確的結(jié)論)
圖解表示出遺傳信息的傳遞有哪5個過程________________________________________
2.幾個過程的比較分析
過程 模板 原料 產(chǎn)物 實(shí)例
DNA復(fù)制 絕大多數(shù)生物
轉(zhuǎn)錄
翻譯 多肽
逆轉(zhuǎn)錄 如煙草花葉病毒等RNA病毒
RNA復(fù)制
思考:RNA的自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄在正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)能發(fā)生嗎
探究活動二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系
1中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系
(1)________________體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在_______________過程中。
(2)________________體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā)生在_______________過程中。
思考:①所有的活細(xì)胞才能進(jìn)行DNA的復(fù)制嗎 都能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯嗎
②tRNA、rRNA、mRNA均是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的嗎 都在翻譯過程中發(fā)揮作用嗎
2.基因?qū)π誀畹目刂品绞脚c影響因素
1.基因控制性狀需經(jīng)過一系列步驟，基因控制性狀有如下兩種方式
探究活動三、基因控制生物性狀的影響因素
(1)一個基因能決定一種性狀，但有的性狀受多對基因的控制(如人的身高)。多因一效與一因多效
(2)基因控制性狀還受到環(huán)境的影響，生物性狀是_______和_________共同作用的結(jié)果。
（3）基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。
思考: 1. 有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物都發(fā)生DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程嗎
知識小結(jié):
四、當(dāng)堂檢測
1. 真核生物染色體DNA遺傳信息的傳遞與表達(dá)過程，在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的是 ( )
A.復(fù)制 B.轉(zhuǎn)錄 C.翻譯 D.轉(zhuǎn)錄和翻譯
2.下面關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述不正確的是 （ ）
A.基因可以決定性狀 B.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以直接影響性狀
C.基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)合成來實(shí)現(xiàn)的 D.蛋白質(zhì)可以控制性狀
3. 下列說法正確的是
A.原核生物和病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA
B.動物的性狀是由細(xì)胞核基因和環(huán)境共同決定的
C.基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀
D.囊性纖維病的病因可以證明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀
4. 如圖所示：紅色面包霉(一種真菌)通過一系列酶將原料合成它所需要的氨基酸。據(jù)圖分析，以下敘述正確的是 ( )
A若基因a被破壞，則向培養(yǎng)基中加入鳥氨酸，面包霉仍能存活
B.若基因b被破壞，則向培養(yǎng)基中加入鳥氨酸，面包霉仍能存活
C.若基因b不存在，則瓜氨酸仍可以由鳥氨酸合成
D.基因c不能控制酶c的合成
5. 一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)依次為 ( )
A.33 11 B.36 12 C.12 36 D.1l 36
6.在生物體內(nèi)性狀的表達(dá)一般遵循DNA→RNA→蛋白質(zhì)的表達(dá)原則，下面是幾種與此有關(guān)的說法，不正確的是
A.在細(xì)胞的一生中，DNA一般是不變的，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的
B.DNA→RNA是在細(xì)胞核中完成的，RNA→蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中完成的
C.在同一個體不同的細(xì)胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不同
D在細(xì)胞的一生中DNA、RNA和蛋白質(zhì)種類和數(shù)量是不變的
7. 如圖所示過程中，正常情況下在動植物細(xì)胞中只能發(fā)生的是 （ ）
A.①④⑤ B.②③⑥ C.②③⑤ D.①③⑤
8. 下列關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述中，不正確的是 ( )
A.每一個性狀都只受一個基因控制
B.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變能導(dǎo)致生物體的性狀改變
C.蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的
D.基因可通過控制酶的合成來控制生物體的性狀
9.下列關(guān)于細(xì)胞基因復(fù)制與表達(dá)的敘述，正確的是 （ ）
A.一種密碼子可以編碼多種氨基酸
B.基因的內(nèi)含子能翻譯成多肽
C.編碼區(qū)增加—個堿基對，只會改變肽鏈上的—個氨基酸
D. DNA分子經(jīng)過復(fù)制后，子代DNA分子中(C+T)／(A+G)=1
10在中心法則里DNA決定RNA的性質(zhì)及RNA決定蛋白質(zhì)的性質(zhì)分別是通過 ( )
A.堿基互補(bǔ)配對原則和信使RNA上三個堿基的排列順序
B.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的反密碼子的排列順序
C.堿基互補(bǔ)配對原則和信使RNA上密碼子的排列順序
D.堿基互補(bǔ)配對原則和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的反密碼子的排列順序
11中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達(dá)的過程。請回答下列問題。（ ）
⑴a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是 、 、
和 。
⑵需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 （用圖中的字母回答）。
⑶a過程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的 期。
⑷在真核細(xì)胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是 。
⑸能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是 ，后者所攜帶的分子是 。
⑹RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑有（用類似本題圖中的形式表述）：① ；② 。
參考答案
第四章第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
答案：
基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 C H O N P
腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸 鳥嘌呤核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸
4種堿基（ATCG) 4種堿基（AUCG)
雙螺旋結(jié)構(gòu) 一般單鏈
細(xì)胞核 線粒體和葉綠體 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核
傳遞遺傳信息，翻譯的模板
組成核糖體的成分
識別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸
DNA的一條鏈 RNA
主要細(xì)胞核
生長發(fā)育的整個過程中
堿基互補(bǔ)配對 氫鍵 堿基上
RNA聚合酶
RNA 通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中
DNA的一條鏈 四種核糖核苷酸 ATP 解旋酶 RNA聚合酶
RNA A-U、T-A、C-G、G-C DNA到mRNA
a鏈……TACCATCGGGATCGTATT
mRNA： AUGGUAGCCCUAGCAUAA
反密碼子： UACCAUCGGGAUCGUAUU
氨基酸：甲硫氨酸 纈氨酸 丙氨酸 亮氨酸 丙氨酸
與模版鏈互補(bǔ)，就是DNA中的ATCG在RNA中分別對應(yīng)UAGC，與另一條DNA相比 DNA中的T在RNA中變?yōu)镚
64 2 3 61
1多 簡并性 共用一套 通用性
倒三葉草型 61 1 多 tRNA 密碼子 3個相鄰的堿基
mRNA 多肽鏈 核糖體 生長發(fā)育的整個過程中 mRNA 核糖體
tRNA 肽鍵 肽鏈 終止密碼 mRNA ATP 各種酶 20種氨基酸 tRNA 蛋白質(zhì)（多肽）
A—U U—A C—G G—C mRNA→蛋白質(zhì)
復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯
時間 有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期 生長發(fā)育的整個過程中
場所 細(xì)胞核（主要） 細(xì)胞核（主要） 核糖體
模板 DNA雙鏈 DNA中一條鏈 mRNA
原料 四種脫氧核苷酸 四種核糖核苷酸 20種氨基酸
條件 模板、原料、ATP（能量）、酶
產(chǎn)物 DNA RNA 蛋白質(zhì)（多肽）
特點(diǎn) 半保留復(fù)制 邊解旋邊復(fù)制 多起點(diǎn)復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊恢復(fù) 起始密碼子開始終止密碼子結(jié)束 一條mRNA可結(jié)合多個核糖體
堿基配對 A—T T—A C—G G—C A—U T—A C—G G—C A—U U—A C—G G—C
遺傳信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質(zhì)
意義 遺傳信息從親代傳遞給子代 使基因表達(dá)，蛋白質(zhì)在基因調(diào)控下合成
可以進(jìn)行分裂的細(xì)胞，大多數(shù)細(xì)胞,由于蛋白質(zhì)要不斷地合成,不斷地更新,所以都是要進(jìn)行DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，人體成熟的紅細(xì)胞,由于沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器,所以細(xì)胞中不會發(fā)生DNA轉(zhuǎn)錄翻譯
DNA分子雙鏈堿基數(shù)：RNA單鏈堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸個數(shù)=6:3:1
互補(bǔ) 互補(bǔ)
B B DDA C B C
第四章第二節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?br/>一、1.（1）克里克遺
（2)傳信息可以從DNA流向DAN即DNA的自我復(fù)制，也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
(3)
（1）酶的合成 代謝過程 性狀 淀粉分支酶 淀粉 皺粒
（1）一一對應(yīng)關(guān)系
1.DAN到DNA（DNA復(fù)制） RNA到RNA（RNA復(fù)制） DNA到RNA到蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄翻譯）
RNA到DNA（逆轉(zhuǎn)錄）蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)
2.
過程 模板 原料 產(chǎn)物 實(shí)例
DNA復(fù)制 DNA雙鏈 4種脫氧核苷酸 DNA 絕大多數(shù)生物
轉(zhuǎn)錄 DNA其中一條鏈 4種核糖核苷酸 RNA
翻譯 mRNA 20種氨基酸 多肽
逆轉(zhuǎn)錄 病毒RNA 4種脫氧核苷酸 DNA 如煙草花葉病毒等RNA病毒
RNA復(fù)制 RNA 4種核糖核苷酸 RNA
不能，病毒才會RNA的自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄
探究活動二、
（1）DNA和RNA的自我復(fù)制 (2)轉(zhuǎn)錄和翻譯
①只有具有分裂能力的活細(xì)胞才能進(jìn)行DNA的復(fù)制，大多數(shù)活細(xì)胞都需要轉(zhuǎn)錄和翻譯
②tRNA、rRNA、mRNA均是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，都在翻譯過程中發(fā)揮作用
(2)基因 環(huán)境
四、當(dāng)堂檢測
C D D A B D A A D C
11.復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄
C 間 細(xì)胞核 氨基酸

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