資源簡介

翻譯
【教學目標】
1．理解“密碼子”的概念。
2．運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。
3．概述遺傳信息的翻譯過程。
【教學重難點】
遺傳信息的翻譯過程
【教學過程】
一、導入新課
mRNA到達細胞質之后與核糖體結合進行蛋白質的合成。可是，各種各樣的氨基酸是如何到達核糖體上，并且按照mRNA的序列信息合成蛋白質的？mRNA的序列信息與氨基酸有怎樣的對應關系？DNA與蛋白質的合成有哪些聯系呢？（創設問題情景，激發學生強烈的求知欲。）
二、講授新課
翻譯概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。
4種堿基是怎樣決定蛋白質的20種氨基酸的？
探究一：密碼子決定氨基酸
思考與討論：
如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？
41＝4
如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？
42＝16
一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？
43＝64，足足有余
密碼子：mRNA（信使RNA）上編碼1個氨基酸的3個相鄰堿基叫做1個密碼子。
展示20種氨基酸的密碼子表，認識苯丙氨酸的密碼子。
討論交流：
1．密碼子共有多少種？起始密碼子和終止密碼子各是什么？（64種，AUG，UAA、UAG、UGA。）
2．每種密碼子對應幾種氨基酸？體現了密碼子的什么特點？（1種，專一性。）
3．每種氨基酸對應幾種密碼子？體現了密碼子的什么特點？這種特點對生物的生存發展有什么意義？（1種或多種，簡并性，增強密碼子的容錯性和保證翻譯的速度。）
4．地球上幾乎所有生物都共用同一個密碼子表，體現了什么特點？（通用性。）
實驗證據
1961年，英國的克里克和同事用實驗還證明了：遺傳密碼在mRNA分子上是連續排列的，密碼的閱讀必須從一個固定的起點開始，以非重疊的方式依次讀取，直到讀到終止信號。
思考：這體現了密碼子的什么特點？（連續性和方向性）
歸納密碼子的特點：
探究二：mRNA指導蛋白質合成
游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣到達核糖體上的？
mRNA進入細胞質后，就與蛋白質的“組裝機器”一—核糖體結合起來，形成合成蛋白質的“生產線”。有了“生產線”，還要有“工人”，才能生產產品。那么，游離在細胞質的氨基酸是如何被運送到“生產線”上的呢？換句話說，“工人”是誰呢？借助“搬運工”—
tRNA
思考：
1．每種密碼子都有對應的反密碼子嗎？
2．tRNA有多少種？與氨基酸的數量對應關系是？
反密碼子與密碼子相互配對，轉運的氨基酸由配對的密碼子決定。一種氨基酸可能由多種tRNA來轉運。
每種tRNA只能識別并轉運一種特定的氨基酸!決定氨基酸的密碼子有61種，所以tRNA
有61種。
翻譯的過程（燈片演示過程）
上述過程依次進行，一個個的氨基酸通過肽鍵組合在了一起，形成肽鏈。當核糖體到達mRNA的終止密碼子UGA、UAA或UAG中任何一個時，肽鏈的合成便終止了。
由此可見，組成蛋白質的氨基酸的排列順序完全取決于mRNA中核糖核苷酸的排列順序。而mRNA中的核糖核苷酸排列順序是由DNA的脫氧核糖核苷酸序列決定的。因此，DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成。蛋白質的氨基酸序列是由基因決定的。
探究三：生物的性狀主要通過蛋白質表現
當堂檢測
下列有關蛋白質合成的敘述，錯誤的是（
B
）
A．密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基
B．每種氨基酸都由多個密碼子決定
C．核糖體與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點
D．RNA種類很多，但每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸
【板書設計】
1(共20張PPT)
翻譯
mRNA到達細胞質之后與核糖體結合進行蛋白質的合成。可是，各種各樣的氨基酸是如何到達核糖體上，并且按照mRNA的序列信息合成蛋白質的？mRNA的序列信息與氨基酸有怎樣的對應關系？DNA與蛋白質的合成有哪些聯系呢？
新課導入
翻譯的概念
游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。
探究一：
密碼子決定氨基酸
4種堿基是怎樣決定蛋白質的20種氨基酸的？
如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？
如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？
一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？
41＝4
42＝16
43＝64，足足有余
思考與討論
mRNA（信使RNA）上編碼1個氨基酸的3個相鄰堿基叫做1個密碼子。
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密碼子
密碼子
密碼子
密碼子：
第1個字母
第2個字母
第3個字母
密碼子
苯丙氨酸
U
U
U
UUU
遺傳密碼子表
01
02
03
04
遺傳密
碼子表
密碼子共有多少種？起始密碼子和終止密碼子各是什么？
每種氨基酸對應幾種密碼子？體現了密碼子的什么特點？
這種特點對生物的生存發展有什么意義？
地球上幾乎所有生物都共用同一個密碼子表，體現了什么特點？
討論交流
每種密碼子對應幾種氨基酸？體現了密碼子的什么特點？
64種，AUG，UAA、UAG、UGA。
1種，專一性。
1種或多種，簡并性，增強密碼子的容錯性和保證翻譯的速度。
通用性。
1961年，英國的克里克和同事用實驗還證明了：
遺傳密碼在mRNA分子上是連續排列的，密碼的閱讀必須從一個固定的起點開始，以非重疊的方式依次讀取，直到讀到終止信號。
A
U
G
G
C
C
U
A
G
mRNA
密碼子
密碼子
密碼子
實驗證據
這體現了密碼子的什么特點？
連續性和方向性
密碼子
的特點
連續性和方向性
簡并性
專一性
起始和終止密碼子
通用性
探究二：
mRNA指導蛋白質合成
(攜帶氨基酸部分)
(與密碼子互補配對)
tRNA的結構
思考
1.每種密碼子都有對應的反密碼子嗎？
2.tRNA有多少種？與氨基酸的數量對應關系是？
搬運工-
U
A
U
攜帶什么氨基酸？
異亮氨酸
A
U
A
mRNA
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
異亮氨酸
一種氨基酸可能由多種tRNA來轉運。
密碼子與反密碼子
練一練：
注意：
每種tRNA只能識別并轉運一種特定的氨基酸！決定氨基酸的密碼子有61種，所以tRNA有61種。
A
U
G
U
C
C
G
A
U
mRNA
細胞質
翻譯的過程：
U
A
C
甲硫氨酸
C
G
G
脯氨酸
核糖體
肽鍵
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
-H2O
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
甲硫氨酸
U
A
C
C
G
G
脯氨酸
U
A
A
酪氨酸
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
甲硫氨酸
C
G
G
脯氨酸
U
A
A
酪氨酸
U
G
U
谷氨酰胺
……
上述過程依次進行，一個個的氨基酸通過肽鍵組合在了一起，形成肽鏈。當核糖體到達mRNA的終止密碼子UGA、UAA或UAG中任何一個時，肽鏈的合成便終止了。
由此可見，組成蛋白質的氨基酸的排列順序完全取決于mRNA中核糖核苷酸的排列順序。而mRNA中的核糖核苷酸排列順序是由DNA的脫氧核糖核苷酸序列決定的。因此，DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成。蛋白質的氨基酸序列是由基因決定的。
探究三：
生物的性狀主要通過蛋白質表現
脫氧核苷酸的排列順序
核糖核苷酸的排列順序
氨基酸
排列順序
遺傳信息的表達
DNA
mRNA
蛋白質
轉錄
翻譯
生物的性狀主要通過蛋白質表現
當堂檢測
下列有關蛋白質合成的敘述，錯誤的是（　　）
A．密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基
B．每種氨基酸都由多個密碼子決定
C．核糖體與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點
D．RNA種類很多，但每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸
B
知識梳理
翻譯
密碼子決定氨基酸
mRNA指導蛋白質合成
生物的性狀主要通過蛋白質表現翻譯
【學習目標】
1．理解“密碼子”的概念。
2．運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。
3．概述遺傳信息的翻譯過程。
【學習重難點】
遺傳信息的翻譯過程
【學習過程】
一、自主學習
尋找證據——閱讀
閱讀課本P29頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1．用多聚尿嘧啶核苷酸的RNA鏈和氨基酸等作為原料，合成氨基酸殘基均為苯丙氨酸的多肽鏈，氨基酸直接與RNA的堿基序列相對應，說明了什么？
2．實驗結果顯示，tRNA可與核糖體-mRNA的復合物相結合，說明了什么？
3．伽莫夫提出“三個堿基編碼一個氨基酸”的假說，尼倫伯格和馬太是如何破譯遺傳密碼的？他們又是如何根據實驗結果進行推理的？
二、知識鞏固
1．已知AUG、GUG為起始密碼子，UAA、UGA、UAG為終止密碼子。某mRNA的堿基排列順序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40個堿基，且無終止密碼子)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此mRNA控制合成的蛋白質含氨基酸的個數為(
)
A．20個
B．17個
C．16個
D．15個
2．一段原核生物的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、合成這段多肽需要的tRNA數目、轉錄此mRNA的基因中至少含有的堿基數目依次為(
)
A．32，11，66
B．36，12，72
C．12，36，24
D．11，36，72
3．蛋白質是生命活動的主要體現者，細胞在長期進化過程中形成了短時間內快速合成大量蛋白質的機制。下列各選項中不屬于細胞內提高蛋白質合成速率機制的是(
)
A．一種氨基酸可以由多種tRNA運載，保證了翻譯的速度
B．一個細胞周期中，DNA可以進行多次轉錄，從而形成大量mRNA
C．一條mRNA上可結合多個核糖體，在短時間內合成多條多肽鏈
D．幾乎所有生物共用一套密碼子，使各種細胞內能合成同一種蛋白質
4．下圖表示細胞內遺傳信息的表達過程，根據所學的生物學知識回答問題。
圖1
圖2
（1）圖2中方框內所示結構是
的一部分，它主要在
中合成，其基本組成單位是
，可以用圖2方框中數字
表示。
（2）圖1中以④為模板合成⑤物質的過程稱為
，該過程進行的主要場所是[
]
，所需要的原料是
。
（3）若該多肽合成到圖1所示UCU決定的氨基酸后就終止合成，則導致合成結束的終止密碼子是
。
（4）若圖1的①所示的分子中有1
000個堿基對，則由它所控制形成的mRNA中含有的密碼子個數和合成的蛋白質中氨基酸種類最多不超過
。
A．166和55
B．166和20
C．333和111
D．333和20
答案
1．C
解析起始密碼子從第6個堿基開始，終止密碼子從倒數第7個堿基開始，中間共有堿基5+40+3=48(個)，決定的氨基酸個數為16個。
2．B
解析合成的這一條多肽含有11個肽鍵，因此含有氨基酸12個，所以mRNA上的密碼子至少有12個，mRNA上的堿基至少為12×3=36(個)。決定氨基酸的密碼子是12個，所以最多需要的tRNA也是12個。因為mRNA上的堿基至少有36個，所以轉錄它的基因中的堿基至少為36×2=72(個)。
3．D
解析幾乎所有生物共用一套密碼子，體現了生物在分子水平上的統一性，與細胞內提高蛋白質合成速率無關。
4．（1）RNA
細胞核
核糖核苷酸
1、2、7
（2）翻譯
⑥
核糖體
氨基酸
（3）UAA
（4）D
解析圖1所示為遺傳信息的表達過程，包括轉錄和翻譯兩個步驟，其中的①②③④⑤⑥分別是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽鏈、核糖體，在mRNA的UCU堿基后的密碼子是UAA；根據堿基的構成判斷，圖2中方框內是RNA的一部分，其基本組成單位是核糖核苷酸，它由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮堿基構成，即圖2方框中的1、2、7。在不考慮終止密碼子的情況下，DNA中堿基對的數目和mRNA中堿基的個數及相應蛋白質中氨基酸的個數的比值是3∶3∶1，經翻譯合成的蛋白質中氨基酸最多不超過20種。
1轉錄
【教學目標】
1．概述遺傳信息的轉錄過程。
2．通過轉錄過程的學習，能夠培養學生的理性思維和生命觀念。
【教學重難點】
遺傳信息轉錄的過程。
【教學過程】
一、導入新課
DNA是由多個脫氧核糖核苷酸組成的具有雙螺旋結構的大分子，兩條鏈上的堿基排列順序蘊含了遺傳信息，遺傳信息決定了氨基酸的順序，進而決定了蛋白質的結構和功能。可是，DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質是在細胞質中合成的，儲存在DNA上的遺傳信息是怎樣傳遞出來，并指導蛋白質合成的呢？（創設問題情景，激發學生強烈的求知欲。）
二、講授新課
尋找證據——閱讀
閱讀課本P24頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1．細菌中新合成的含14C標記的RNA，能與噬菌體的DNA形成雜交分子，不能與細菌的DNA結合，說明什么問題？
2．上述實驗為什么選擇14C-U作為標記物？
每個學生先自己獨立完成，然后以組為單位進行討論，各組代表回答上述問題。教師點評。
1．RNA是什么物質？（圖示核苷酸的結構圖及RNA和DNA的化學組成上的區別。RNA是另一類核酸，它的分子組成與DNA的很相似；它也是由基本單位——核苷酸連接而成的，核苷酸也含有4種堿基，這些特點使得RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能。引導學生分析比較RNA和DNA的結構。）
2．為什么RNA適于作為DNA的信使？（①RNA也是由基本單位——核苷酸組成，由核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、U共同組成，也能儲存遺傳信息。②在RNA和DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”，A=U，G=C。③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。）
3．RNA的分類
4．DNA中的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？（轉錄：在細胞核內，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成RNA的過程。）
指導學生閱讀課本，探索轉錄的過程：
得出轉錄的意義：保證遺傳信息傳遞的穩定性和準確性。
理解外顯子和內含子的概念，知道RNA的合成過程可以被一些抗生素抑制。
思考：
1．轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？
2．轉錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？
課堂小結：
今天這節課我們了解了轉錄。
主要內容包括以下方面：
1．RNA作為DNA轉錄信使的原因。
2．遺傳信息的轉錄。
當堂檢測
1．下列某基因編碼含63個氨基酸的肽鏈。該基因發生插入突變，使mRNA增加了一個三堿基序列UUC，表達的肽鏈含64個氨基酸。以下說法正確的是（
A
）
A．在突變基因表達的過程中，最多需61種tRNA參與
B．該基因突變后，復制時參與的酶是RNA聚合酶
C．突變前后編碼的兩條肽鏈，最多有1個氨基酸不同
D．在該基因轉錄時，核糖核苷酸之間通過氫鍵相連接
2．下列有關DNA復制和轉錄的敘述，錯誤的是（
D
）
A．都有氫鍵的斷裂和形成
B．都需要酶的催化
C．復制的模板是兩條鏈，轉錄的模板是一條鏈
D．同一DNA復制和轉錄的場所可能不同
3．下圖表示某細胞中的轉錄過程，相關敘述不正確的是（
C
）
A．①表示DNA
B．②表示RNA
C．③表示解旋酶
D．圖中可有5種堿基
1(共17張PPT)
轉錄
DNA是由多個脫氧核糖核苷酸組成的具有雙螺旋結構的大分子，兩條鏈上的堿基排列順序蘊含了遺傳信息，遺傳信息決定了氨基酸的順序，進而決定了蛋白質的結構和功能。可是，DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質是在細胞質中合成的，儲存在DNA上的遺傳信息是怎樣傳遞出來，并指導蛋白質合成的呢？
新課導入
閱讀課本P24頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1.細菌中新合成的含14C標記的RNA，能與噬菌體的DNA形成雜交分子，不能與細菌的DNA結合，說明什么問題？
2.上述實驗為什么選擇14C-U作為標記物？
尋找證據
閱
讀
1.細菌中新合成的含14C標記的RNA，能與噬菌體的DNA形成雜交分子，不能與細菌的DNA結合，說明什么問題？
2.上述實驗為什么選擇14C-U作為標記物？
說明了新合成的RNA與噬菌體的DNA具有很高的同源性，新合成的RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的。
因為尿嘧啶是RNA特有的成分，所以實驗中選擇14C-U作為標記物可以只標記新合成的RNA。
1.RNA是什么物質？
DNA
RNA
脫氧核糖
核糖
RNA是另一類核酸，它的分子組成與DNA的很相似；它也是由基本單位——核苷酸連接而成的，核苷酸也含有4種堿基，這些特點使得RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能。
DNA
RNA
基本組成單位
堿基
遺傳
信息
分子
結構
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
A
G
C
T
A
G
C
U
堿基排列順序
堿基排列順序
雙鏈
（雙螺旋）
單鏈
2.為什么RNA適于作為DNA的信使?
①RNA也是由基本單位——核苷酸組成，由核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、U共同組成，也能儲存遺傳信息。
②在RNA和DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”，A=U，G=C。
③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
3.RNA的分類
4.DNA中的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？
轉錄：在細胞核內，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成RNA的過程。
解旋：雙鏈解開，暴露堿基
配對
原則：堿基互補配對原則
模板：解開的DNA雙鏈中的一條鏈
原料：游離的4種核糖核苷酸
連接
酶：RNA聚合酶
結果：形成三種RNA
釋放
合成的mRNA從DNA上釋放
DNA雙鏈恢復成雙螺旋結構
前體信使RNA的剪接示意圖
轉錄和DNA復制都是以DNA為模板并按堿基互補配對原則進行的，堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息準確無誤地傳遞下去，從而保證了遺傳的穩定性。
1.轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？
思
考
轉錄的RNA堿基序列和模板DNA單鏈的堿基序列互補配對，與DNA的另一條鏈的堿基序列相同（但DNA單鏈上的T換成U）。
2.轉錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？
課堂小結
蛋白質的合成以RNA作為信使。
以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程稱為轉錄。
轉錄過程需要模板，通過堿基互補配對，保證了遺傳信息準確地從DNA傳遞到mRNA
。
當堂檢測
1.下列某基因編碼含63個氨基酸的肽鏈。該基因發生插入突變，使mRNA增加了一個三堿基序列UUC，表達的肽鏈含64個氨基酸。以下說法正確的是（　　）
A．在突變基因表達的過程中，最多需61種tRNA參與
B．該基因突變后，復制時參與的酶是RNA聚合酶
C．突變前后編碼的兩條肽鏈，最多有1個氨基酸不同
D．在該基因轉錄時，核糖核苷酸之間通過氫鍵相連接
A
2.下列有關DNA復制和轉錄的敘述，錯誤的是（　　）
A．都有氫鍵的斷裂和形成
B．都需要酶的催化
C．復制的模板是兩條鏈，轉錄的模板是一條鏈
D．同一DNA復制和轉錄的場所可能不同
D
3.下圖表示某細胞中的轉錄過程，相關敘述不正確的是（　　）
A.①表示DNA
B.②表示RNA
C.③表示解旋酶
D.圖中可有5種堿基
C轉錄
【學習目標】
1．概述遺傳信息的轉錄過程。
2．通過轉錄過程的學習，能夠培養理性思維和生命觀念。
【學習重難點】
遺傳信息轉錄的過程。
【學習過程】
一、自主學習
尋找證據——閱讀
閱讀課本P24頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1．細菌中新合成的含14C標記的RNA，能與噬菌體的DNA形成雜交分子，不能與細菌的DNA結合，說明什么問題？
2．上述實驗為什么選擇14C-U作為標記物？
二、知識鞏固
1．下列有關DNA和RNA的敘述中，正確的是（
）
A．DNA和RNA是同一物質在不同時期的兩種形態
B．DNA和RNA的基本組成單位是一樣的
C．AGCTGA既可能是DNA的堿基序列，也可能是RNA的堿基序列
D．mRNA的堿基序列，取決于DNA的堿基序列
2．下列關于RNA的說法，正確的是（
）
A．只有rRNA、mRNA和tRNA三種
B．與磷脂分子的元素組成相同
C．是細胞生物的遺傳物質
D．rRNA是合成蛋白質的場所
3．DNA決定mRNA的序列是通過（
）
A．mRNA的密碼
B．DNA的自我復制
C．堿基的互補配對
D．tRNA的轉運
4．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占該mRNA堿基總數的（
）
A．24%，22%
B．22%，28%
C．26%，24%
D．23%，27%
5．如圖為真核生物細胞核內轉錄過程的示意圖，下列說法正確的是（
）
A．①鏈的堿基A與②鏈的堿基T互補配對
B．②是以4種核糖核苷酸為原料合成的
C．如果③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶
D．轉錄完成后，②需通過兩層生物膜才能與核糖體結合
答案
1．D
2．B
3．C
4．A
5．B
1

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