資源簡介

4.1基因指導蛋白質的合成
1、簡述RNA的種類、結構和功能。（生命觀念）
2、簡述基因進行轉錄、翻譯的過程，并進行比較分析。（科學思維）
3、簡述中心法則，理解不同遺傳信息傳遞方式的異同。（生命觀念、科學思維）
1、基因進行轉錄、翻譯的過程
2、中心法則
任務一 知識回顧：比較DNA和RNA的區別，填寫下表。
比較項目 DNA RNA
全稱 脫氧核糖核酸 核糖核酸
分布 主要存在于細胞核中 主要存在于細胞質中
基本組成單位 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
堿基 A、T、C、G A、U、C、G
五碳糖 脫氧核糖 核糖
空間結構 規則的雙螺旋結構 通常呈單鏈結構
聯系 RNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄產生的，即RNA的遺傳信息來自DNA
【思考】
（1）人體細胞中有多少種堿基？多少種核苷酸？病毒呢？
構成人體核酸的堿基共有5種，核苷酸共有8種；構成病毒的堿基共有4種，核苷酸共有4種。
（2）DNA中的脫氧核苷酸的排列順序是遺傳信息，RNA中是否也有遺傳信息？
凡是具有細胞結構的生物，其遺傳信息就儲存在DNA分子中，組成這些生物細胞的RNA沒有儲存遺傳信息的功能。組成細胞的RNA(如信使RNA)，可以說它攜帶遺傳信息，但不能說它儲存遺傳信息。只有在HIV、SARS病毒等部分病毒中，它們體內不含在DNA，其遺傳信息儲存在RNA中。
任務二　遺傳信息的轉錄
1、總結為什么RNA適于作DNA的信使呢？
RNA適合作為DNA的信使：RNA的分子與DNA的很相似使得RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能，RNA一般是單鏈，能通過核孔進入細胞質，去指導蛋白質的合成。
這種作為DNA信使的RNA叫信使RNA，也叫mRNA。
2、RNA有哪些？說出他們的結構和功能？
在細胞中有三種RNA，即mRNA、rRNA、tRNA。
(1)信使RNA(mRNA)：單鏈結構，由DNA轉錄而來，帶有從DNA鏈上轉錄下來的遺傳信息，攜帶著特定堿基序列的信息，在蛋白質合成中起著模板作用。其上3個相鄰的堿基決定一個氨基酸，每3個這樣的堿基稱作一個密碼子。
(2)轉運RNA(tRNA)：三葉草結構，一端特定的三個堿基叫反密碼子，另一端連接特定的氨基酸，在合成蛋白質的過程中運輸氨基酸，所以叫做轉運RNA。
(3)核糖體RNA(rRNA)：單鏈結構是核糖體的重要組成部分。
3、遺傳信息的轉錄（閱讀課本，填寫一下空白）
（1）概念：RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫做轉錄。
（2）過程：
①第1步：當細胞開始合成某種蛋白質時，RNA聚合酶與編碼這個蛋白質的一段DNA 結合，時DNA雙鏈解開，雙鏈的堿基得以暴露。
②第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對。在RNA聚合酶的作用下，依次連接，然后形成一個mRNA分子。
③第3步(釋放)：新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。
④第4布：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復。
（3）轉錄的方向：模板鏈3’→5’ mRNA合成5’→3’
（4）場所：主要在細胞核中，在線粒體、葉綠體中也能發生。
（5）產物： RNA。
（6）轉錄時的堿基配對原則：A-U T-A G-C C-G
7、歸納：轉錄過程所需要的條件有哪些？
(1)模板：DNA的一條鏈。
(2)原料：游離的核糖核苷酸。
(3)能量：ATP。
(4)酶：RNA聚合酶。
8、【歸納小結】比較DNA復制和轉錄，填寫下表
復制 轉錄
時間 細胞有絲分裂的間期和減數第一次分裂前的間期 生長發育過程中
場所 主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體
原料 四種脫氧核苷酸 四種核糖核苷酸
模板 DNA的兩條鏈 DNA中的一條鏈
條件 解旋酶、DNA聚合酶和ATP RNA聚合酶和ATP
特點 邊解旋邊復制，半保留復制 邊解旋邊轉錄，DNA雙鏈全保留
產物 兩個雙鏈DNA分子 一條單鏈mRNA
意義 復制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代 傳遞遺傳信息，為翻譯作準備4.1基因指導蛋白質的合成
1、簡述RNA的種類、結構和功能。（生命觀念）
2、簡述基因進行轉錄、翻譯的過程，并進行比較分析。（科學思維）
3、簡述中心法則，理解不同遺傳信息傳遞方式的異同。（生命觀念、科學思維）
1、基因進行轉錄、翻譯的過程
2、中心法則
任務一 知識回顧：比較DNA和RNA的區別，填寫下表。
比較項目 DNA RNA
全稱 脫氧核糖核酸 核糖核酸
分布 主要存在于細胞核中 主要存在于細胞質中
基本組成單位 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
堿基 A、T、C、G A、U、C、G
五碳糖 脫氧核糖 核糖
空間結構 規則的雙螺旋結構 通常呈單鏈結構
聯系 RNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄產生的，即RNA的遺傳信息來自DNA
【思考】
（1）人體細胞中有多少種堿基？多少種核苷酸？病毒呢？
（2）DNA中的脫氧核苷酸的排列順序是遺傳信息，RNA中是否也有遺傳信息？
任務二　遺傳信息的轉錄
1、總結為什么RNA適于作DNA的信使呢？
2、RNA有哪些？說出他們的結構和功能？
3、遺傳信息的轉錄（閱讀課本，填寫一下空白）
（1）概念：
。
（2）過程：
①第1步：
。
②第2步：
。
③第3步(釋放)： 。
④第4布： 。
（3）轉錄的方向： 。
（4）場所： 。。
（5）產物： 。。
（6）轉錄時的堿基配對原則： 。
7、歸納：轉錄過程所需要的條件有哪些？
8、【歸納小結】比較DNA復制和轉錄，填寫下表
復制 轉錄
時間
場所
原料
模板
條件
特點
產物
意義4.1基因指導蛋白質的合成
1、簡述RNA的種類、結構和功能。（生命觀念）
2、簡述基因進行轉錄、翻譯的過程，并進行比較分析。（科學思維）
3、簡述中心法則，理解不同遺傳信息傳遞方式的異同。（生命觀念、科學思維）
1、基因進行轉錄、翻譯的過程
2、中心法則
任務三 遺傳信息的翻譯（填寫下列空白）
1、翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程稱為翻譯。
2、堿基和氨基酸的對應關系
(1)DNA和RNA都只含有4種堿基，組成生物體的蛋白質的氨基酸有20種，mRNA上的4種堿基怎樣決定蛋白質中的21種氨基酸呢？請分析：
①若1個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定4(41)種氨基酸；
②若2個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定16(42)種氨基酸；
③若3個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基能決定64(43)種氨基酸；
因此，mRNA上決定一個氨基酸的堿基至少是3個。
(2)密碼子
①概念：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基稱為一個密碼子，密碼子共有64種。
②種類
起始密碼子：AUG編碼甲硫氨酸。在原核生物中，GUG也可以做起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。
終止密碼子：UAA、UAG、UGA，終止密碼子一般不編碼氨基酸。特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸。
③密碼子的簡并性，絕大多數氨基酸都有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并。意義：增加了容錯能力，當某個堿基發生改變后，密碼子決定的氨基酸不一定改變。
④幾乎所有的生物公用一套遺傳密碼，體現了生物界的統一性。
(3)tRNA
①結構：三葉草形結構，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基能和mRNA上的密碼子互補配對，叫反密碼子。
②功能：攜帶氨基酸進入核糖體。1種tRNA能攜帶1種氨基酸，1種氨基酸可由1種或多種tRNA攜帶。
3、遺傳信息的翻譯過程
第1步：mRNA進入細胞質，與核糖體結合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。
第2步：攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。
第3步：甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點2的tRNA上。
第4步：核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續肽鏈的合成。
直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止。肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復合物上脫離，通常經過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質分子，然后開始承擔細胞生命活動的各項職責。
4、一個mRNA分子上可以結合多個核糖體嗎？對生物體有什么意義？
一個mRNA分子上結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈。因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質。保證了翻譯快速高效的進行
任務四 中心法則
1、什么是中心法則？簡述中心法則的內容并用簡圖表示。
中心法則(central dogma)：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充：少數生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA。在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質是信息的表達產物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質、能量和信息的統一體。4.1基因指導蛋白質的合成
1、簡述RNA的種類、結構和功能。（生命觀念）
2、簡述基因進行轉錄、翻譯的過程，并進行比較分析。（科學思維）
3、簡述中心法則，理解不同遺傳信息傳遞方式的異同。（生命觀念、科學思維）
1、基因進行轉錄、翻譯的過程
2、中心法則
任務三 遺傳信息的翻譯（填寫下列空白）
1、翻譯的概念：
。
2、堿基和氨基酸的對應關系
(1)DNA和RNA都只含有 種堿基，組成生物體的蛋白質的氨基酸有
種，mRNA上的堿基怎樣決定蛋白質中的氨基酸呢？請分析：
①若1個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定 種氨基酸；
②若2個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定 種氨基酸；
③若3個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基能決定 種氨基酸；
因此，mRNA上決定一個氨基酸的堿基至少是 個。
(2)密碼子
①概念： ，密碼子共有 種。
②種類
：AUG編碼甲硫氨酸。在原核生物中， 也可以做起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。
終止密碼子： ，終止密碼子一般 。特殊情況下，UGA可以編碼 。
③密碼子的簡并性：
。
意義： 。
④幾乎所有的生物公用一套遺傳密碼，體現了 。
(3)tRNA
①結構： 形結構，一端是攜帶 的部位，另一端有3個堿基能和mRNA上的 互補配對，叫 。
②功能： 。1種tRNA能攜帶 種氨基酸，1種氨基酸可由 種或 種tRNA攜帶。
3、遺傳信息的翻譯過程
第1步：mRNA進入 ，與 結合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基 互補配對，進入位點1。
第2步：攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。
第3步：甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉移到位點2的 上。
第4步：核糖體沿 移動，讀取下一個 。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續肽鏈的合成。
直到核糖體遇到mRNA的 ，合成才告終止。肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復合物上脫離，通常經過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質分子，然后開始承擔細胞生命活動的各項職責。
4、一個mRNA分子上可以結合多個核糖體嗎？對生物體有什么意義？
任務四 中心法則
1、什么是中心法則？簡述中心法則的內容并用簡圖表示。

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