4.1 基因指导蛋白质的合成 4.2基因对性状的控制 学案 人教版必修2.doc

4.1 基因指导蛋白质的合成 4.2基因对性状的控制 学案 人教版必修2【预习目标】1熟练掌握转录和翻译的过程，弄清与DNA复制之间的关系 2理解中心法则及其发展，弄清基因、蛋白质与性状的关系【基础知识回顾】一、RNA的化学组成及分类 磷酸1RNA的基本组成单位： 碱基： 2RNA的结构：一般是 链，而且比DNA ，因此能够通过 ，从细胞核转移到细胞质中。思考RNA通过核孔由细胞核进入细胞质，穿过 层磷脂分子层3.RNA的分布：主要分布在 中，可以用 进行染色观察。4.RNA的种类：（1）mRNA将遗传信息从 传递到细胞质中（2）tRNA ，识别密码子（3）rRNA 的组成成分二、遗传信息的转录1.转录的概念：在 中，以 为模板合成mRNA的过程2.转录的过程：（1）解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。（2）配对：细胞中游离的 与DNA链上的碱基互补时，两者以 结合。（3）连接：在 作用下，游离的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上。（4）脱离：合成的 从DNA链上释放， DNA 恢复。思考转录的时间是细胞分裂的 期，个体发育的整个过程，场所是 。转录所需要的条件 、 、 、 。转录的特点是 ，转录完成后DNA恢复为双链结构。转录成的mRNA碱基序列与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？练习1对于右图的说法，不正确的是（ ）表示DNA复制过程 一定需要逆转录酶 共有5种碱基 共有6种核苷酸 遵循碱基互补配对原则 A均代表同一种核苷酸A、 B、 C、 D、练习2DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处是（）A. 利用的模板都相同B.利用的原料都相同C.所利用的酶都相同D.都遵循碱基互补配对原则三、遗传信息的翻译1翻译的概念：游离在 中的各种氨基酸，以 为模板合成具有一定 顺序的蛋白质的过程。2密码子：（1）位置：在 上（2）实质：决定一个氨基酸的三个相邻 。（3）种类： 种，其中终止密码子 个，起始密码子 个，能决定氨基酸的是 。3.tRNA（1）种类： 种（2）结构：三叶草形，一端是携带 的部位，另一端有3个碱基可以与mRNA上的密码子 ，叫 。（3） tRNA与氨基酸的关系：一个tRNA一次只能转运 个氨基酸，一种tRNA只能识别并转运 种氨基酸，一种氨基酸可以由 种tRNA来转运。思考tRNA是否只有三个碱基？ RNA是否没有氢键？4.过程（看P66图4-6，回答问题）（1）mRNA进入细胞质与 结合。（2）携带氨基酸的tRNA与mRNA的碱基 ，将氨基酸置于特定位置。（3）2个氨基酸脱水缩合形成 （写出结构简式），连接成肽链。（4） 沿着mRNA移动，读取下一个密码子，直至读取到 合成终止。（5）肽链合成后，从核糖体上脱离，经过一系列“加工”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的 。思考翻译的时间在细胞分裂的 期，个体发育的整个过程，场所在 。翻译所需要的条件 、 、 、 。翻译是一个快速的过程，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，原因是 。肽链需要 细胞器进一步加工才能成为具有一定空间结构的蛋白质。练习3遗传信息的“转录”和“翻译”过程分别是指（ ）A、DNADNA，DNARNA B、RNARNA，RNA蛋白质C、DNARNA，RNA蛋白质 D、RNA蛋白质，蛋白质性状练习4若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为（ ）A、UAC B、AUG C、ATG D、TAC四、中心法则的提出及其发展1.提出者： 2内容图解3.发展（1）存在RNA复制酶的病毒遗传信息的流向： （2）存在逆转录酶的病毒遗传信息的流向： （3）疯牛病病原体（朊病毒）的遗传信息的流向： 4.完善后的中心法则五、基因、蛋白质、性状的关系基因通过控制蛋白质的合成来控制性状，有两条途径：1、间接途径：基因通过控制 的合成来控制 过程，从而控制性状， 实例：白化病是由于控制 的基因异常而引起的。2、直接途径：基因通过控制 来直接控制性状，实例：囊性纤维病是由于编码 的基因缺失3个碱基引起的。3.基因与性状的关系（1）基因与性状的关系并不都是简单的 关系。有些性状由多个基因决定，有些基因也可能影响决定多个性状（2）基因与 、基因与 、基因与 之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。练习5已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是()ADNADNARNA蛋白质 BRNARNA蛋白质CDNARNA蛋白质 D蛋白质RNA练习6下列关于基因的说法，正确的是()A真核细胞的基因都存在于染色体上B基因中的3个相邻的碱基构成一个密码子C基因中的一个碱基发生变化，必将导致密码子的改变，从而引起生物性状的改变D有些性状是由多对基因控制的练习7下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答：（1)图中涉及的遗传信息传递方向为：_(以流程图的形式表示)。(2)转录过程主要发生在_（填场所）。(3)mRNA是以图中的为模板，在_的催化作用下，以4种游离的_为原料，依次连接形成的。(4)能特异性识别mRNA上密码子的分子是_，它所携带的小分子有机物可用于合成图中_。(5)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：基因中一个GC对被AT对替换，导致由此转录形成的mRNA上_个密码子发生改变，经翻译形成的中_发生相应改变。课内探究案【学习目标】1.熟练掌握DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用2.总结基因的表达过程中有关碱基的计算的规律3.理解中心法则与生物种类的关系，明确基因与性状之间的关系【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用 例题1 下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：（1）甲图表示的过程是 ，乙图表示的过程是 （2）乙过程的模板是_中的_链，进行的场所是_ _，所需要的原料是_ _。（3）甲过程的场所是 _ _，需要的模板是 _ _，运载氨基酸的工具是_，以中已知序列为模板翻译后的产物是_肽，翻译过程中需要_个tRNA来运载。（4）DNA分子复制需要 酶，转录需要 酶。（5）甲、乙表示的过程的意义是 。例题2（2013海南生物）甲(ATG G)是一段单链 DNA 片段，乙是该片段的转录产物，丙(A-PPP)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是 A甲、乙、丙的组分中均有糖 B甲、乙共由 6 种核苷酸组成 C丙可作为细胞内的直接能源物质 D乙的水解产物中含有丙思维拓展（1）上题（3）中翻译的产物最多需要 种tRNA、 个密码子、 种密码子；若翻译的产物由78个氨基酸构成，则需要 个密码子、最多 种密码子（2）若图中的所示的分子中有600个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有 个碱基，合成的蛋白质中最多有氨基酸 个归纳总结（1）复制、转录和翻译的区别复制转录翻译时间细胞分裂的 期个体生长发育的整个过程（细胞分裂和分化过程）场所主要在 主要在 细胞质的 模板DNA的 条链DNA的一条链 原料4种 核苷酸4种 核苷酸20种氨基酸其他条件 酶和ATP 酶和ATP酶、ATP和 产物2个双链DNA一个单链RNA 特点 、 边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸碱基配对AT，TA，GC，CG ，TA，GC，CGA ， A，CG，GC意义 遗传信息 遗传信息，使生物表现出各种性状（2）氨基酸与密码子、反密码子的对应关系一种氨基酸可以由 种密码子决定，一种密码子只能决定 种氨基酸；一种氨基酸可以由 种tRNA转运，一种tRNA只能转运 种氨基酸。（3）氨基酸与碱基的数量关系 DNA中的碱基个数： mRNA中的碱基个数：氨基酸的个数 注意：因为DNA、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸（如mRNA上的终止密码子等），所以实际上编码1个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3个，基因上的碱基数目大于6个，故一般求氨基酸数有“最多”，求碱基数有“至少”等字样。变式训练1 大肠杆菌某生命活动中具有如图所示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有（ ） 表示DNA复制过程 图中共有5种碱基、8种核苷酸 表示DNA转录过程 图示过程需要RNA聚合酶 图中的A均代表同一种核苷酸 若X链中的碱基改变，则密码子一定改变 若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变ABCD变式训练2 已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC（40个碱基）CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸数最多为（ ） A20个 B15个 C16个 D18个【探究点二】对中心法测的理解 例题3 1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是 () 思维拓展大肠杆菌和禽流感病毒（含RNA复制酶）的遗传信息又是怎么传递的？请用图解表示大肠杆菌禽流感病毒归纳总结完善后的中心法则的图解变式训练3 中心法则包括下列遗传信息的转变过程，其中揭示生物遗传实质的是 （ ） A从DNADNA的复制过程 B从DNARNA的转录过程 C从RNA蛋白质的翻译过程 D从RNADNA的逆转录过程思维拓展（1）中心法则体现了基因的两大功能是 、 。（2）通过中心法则可以看出，基因能够控制蛋白质的合成从而控制生物的性状，通过哪些途径得以实现？基因通过控制 的合成来控制 过程，从而间接控制性状。基因通过控制 来直接控制性状。（3）基因与性状之间数量关系怎样？性状只受基因控制吗？变式训练4 下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中不正确的是 ()A生物体的性状完全由基因控制 B蛋白质的功能可以体现生物性状C蛋白质的结构可直接影响生物性状 D基因与性状不都是简单的线性关系变式训练5香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因（A和a、B和b）共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。（1）从图可见，紫花植株必需同时具有 和 基因，方可产生紫色物质。（2）基因型为AaBb和aaBb的个体，其表现型分别是 和 。（3）AaBbAaBb的子代中，紫花植株与白花植株的比例分别为 和 。（4）本图解说明，基因与其控制的性状之间的数量对应关系是 。课堂小结结合本节所学知识，完成图解，并领会DNA复制、转录和翻译的过程和遗传信息的传递过程当堂检测1.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是( )A.一个密码子可以决定多个氨基酸 B.DNA复制就是基因表达的过程C.一个mRNA只能结合一个核糖体 D.转录和翻译都可发生在线粒体内2.一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA运载的氨基酸是（ ）A.酪氨酸（UAC） B.谷氨酸（GAG） C精氨酸（CGA） D.丙氨酸（GCU）3.某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是 ()A75对碱基B78对碱基 C90对碱基 D93对碱基4在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向可以用下图表示，下列相关说法正确的是()A和过程都需要解旋酶和RNA聚合酶B能进行或过程的生物不含DNAC过程可能发生基因突变和基因重组 D过程不发生碱基互补配对5如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。对此过程的叙述不正确的是()A此过程主要是在细胞质中进行的B此过程表示多个核糖体参与形成一条肽链C此过程需要tRNA和ATPD此过程遵循碱基互补配对原则课前探究案基础知识回顾一、1、核糖核苷酸 A U G C 核糖 2、单 小 核孔 思考 0 3、细胞质 吡罗红 4、（1）细胞核 （2）运输氨基酸 （3）核糖体 二、1.细胞核DNA双链中的一条链 2.（2）核糖核苷酸 氢键 （3）RNA聚合酶 （4）mRNA 双螺旋 思考：间 细胞核、线粒体、叶绿体 模板 原料 酶 能量 边解旋边转录互补，但模板上A与U配对三、1.细胞质 mRNA 氨基酸 2.(1)mRNA (2)碱基 (3)64 3 2 61种 3.(1)61 (2)氨基酸 配对 反密码子 (3)1 1 多 思考 否 否 4、(1)核糖体 (2)互补配对 (3)CONH （4）核糖体 终止密码子 （5）蛋白质 思考间 核糖体 模板 原料 酶 能量 一个mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成大量蛋白质内质网、高尔基体等 四、1、克里克 2、3、4、略 五、1、酶 代谢 酪氨酸酶 2、蛋白质的结构 跨膜蛋白 3、（1）线性 （2）基因 基因产物 环境 练习1C2.D3.C4.D5.C6.D解析：真核细胞的基因主要存在于染色体上，mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，基因中的一个碱基发生变化，不一定导致密码子的改变，因为兼并性。7、解析：该生物体出现了新的性状，可以确定是蛋白质发生了改变，由此联想到其基本组成单位氨基酸的数目、种类和排列顺序发生变化，结合本题中提供的有一个碱基对发生了改变，故应是组成蛋白质的氨基酸的种类或数目发生了改变。答案：(1)DNARNA蛋白质 (2)细胞核 (3)RNA聚合酶核糖核苷酸(4)tRNA多肽(肽链)(5)1氨基酸的种类或数目课内探究案【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用例题1（1）翻译 转录 （2）DNAA 细胞核 4种游离的核糖核苷酸 （3）核糖体mRNAtRNA四4 （4）解旋酶和DNA聚合 RNA聚合 （5）表达遗传信息 例题2 D【例题2】D思维拓展（1）4 4 4 78 61 （2）600 200 归纳总结（1）复制转录翻译时间细胞分裂的 间 期个体生长发育的整个过程（细胞分裂和分化过程）场所主要在 细胞核 主要在 细胞核 细胞质的 核糖体 模板DNA的 2 条链DNA的一条链 mRNA 原料4种 脱氧 核苷酸4种 核糖 核苷酸20种氨基酸其他条件 解旋酶和DNA聚合 酶和ATP RNA聚合 酶和ATP酶、ATP和 tRNA 产物2个双链DNA一个单链RNA 肽链 特点 边解旋边复制 、 半保留复制 边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸碱基配