从基因到蛋白质.docx

第三节 基因控制蛋白质的合成第1课时从基因到蛋白质学习目标：1说明基因的本质。2说明基因、DNA和染色体的关系。3概述转录和翻译的过程。重点：概述转录和翻译的过程。难点：1理解破译遗传密码的实验。2理解翻译的过程。课前预习一、基因和遗传信息基因是具有遗传效应的_片段；遗传信息是指基因的碱基排列顺序。基因的遗传表达是通过基因控制_的合成来实现的。二、遗传信息的转录和翻译1转录（1）概念：在_中，以_为模板，按_原则，合成_的过程。（2）原料：_。（3）过程（4）产物：_RNA的类型（5）遗传信息的传递方向：_。2翻译（1）遗传密码子：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的_相邻的碱基叫做一个“遗传密码子”。（2）通过遗传密码子表了解：所有生物共用_；每种氨基酸可对应_密码子，而每种密码子只决定_氨基酸；共有_种密码子，决定氨基酸的为_种。（3）翻译场所：_。条件：模板（_）、原料（_）、_、多种_。过程：分为起始、_、终止等阶段，信使RNA合成后，从_进入细胞质与_结合；氨基酸通过_运输到达核糖体。tRNA组成：一端携带_，另一端有_碱基，识别信使RNA上的_。tRNA与氨基酸的关系：一种tRNA只能转运_氨基酸，一种氨基酸可以被_tRNA转运。课堂学习一、基因的本质和遗传信息的转录1DNA、RNA在结构及组成上有哪些异同？请填出以下表格中的空白内容。项目DNARNA组成成分碱基_磷酸磷酸磷酸五碳糖_基本单位_空间结构_类型通常只有一种三种：_、_、_分布主要在_中主要在_中功能主要的遗传物质，只要生物体内有DNA，DNA就是遗传物质生物体内无_时，RNA是遗传物质；参与_的合成，即翻译工作；少数RNA有_作用2DNA复制和转录所需模板有何不同？3结合细胞核的结构分析，细胞核内转录产生的mRNA如何进入细胞质？4由DNA复制需要的基本条件类比推理转录的基本条件。例题分析：对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是（）。A每条染色体含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因B都能复制、分离和传递，且三者行为一致C三者都是生物细胞内的遗传物质D生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为小结：1对基因概念的理解基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，是具有遗传效应的DNA片段。对于基因的概念，可以从以下两个方面进行理解。（1）从结构上看：基因是DNA分子上一个个特定的片段，一个DNA分子上有很多个基因。基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列，也是双螺旋结构。每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。不同的基因，差别在于碱基数目及排列顺序不同。基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。（2）从功能上看：基因有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。注意：线粒体和叶绿体等细胞器中也有基因（质基因）。 同一个体不同的体细胞中含有相同的基因，因为它们由同一个受精卵经有丝分裂形成。2RNA的种类和功能mRNA（信使RNA）: 传递DNA的遗传信息，指导蛋白质的合成。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个这样的碱基称为一个密码子。tRNA（转运RNA）：呈三叶草状，能够识别密码子，运输特定的氨基酸。rRNA（核糖体RNA）：核糖体的组成成分，约占核糖体质量的60%，主要功能是确保结合上去的mRNA分子正确的走向。二、遗传信息的翻译1结合教材思考以下问题。（1）多聚U的作用相当于什么？（2）多聚U上的三个相邻的碱基有几种组合方式？（3）科学家的实验能说明什么问题？2密码子与反密码子关系如何？它们分别在什么位置？3根据每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，能否判定tRNA与氨基酸之间是一一对应关系？并分析原因。4mRNA直接识别氨基酸吗？是哪种物质把mRNA的碱基序列翻译成蛋白质中氨基酸序列的？5尝试利用文字、箭头表示出遗传信息指导蛋白质合成的过程。6依据密码子的概念、DNA和RNA的结构、密码子与氨基酸的对应关系，尝试总结DNA碱基个数、mRNA碱基个数、蛋白质氨基酸个数的比例关系。例题分析：下列对遗传信息的翻译过程的叙述，错误的是（）。A以细胞质中游离的氨基酸为原料B以核糖体RNA作为遗传信息模板C以转运RNA为运输工具运载氨基酸D合成具有一定氨基酸序列的蛋白质小结：1基因表达的概念比较（1）遗传信息、遗传密码子（遗传密码）、反密码子的区分（2）基因、RNA、蛋白质的关系2密码子通用性不同生物密码子基本相同，即共用一套遗传密码。3原核生物与真核生物转录和翻译的场所和时间（1）原核生物的转录和翻译均在细胞质中进行，两个过程常紧密相联，同时发生；（2）真核生物的转录在细胞核，翻译在细胞质，先转录后翻译。4一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链5基因表达中相关数量计算（不考虑内含子、终止密码）（1）转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。（2）翻译过程中，信使RNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知：蛋白质中氨基酸数目mRNA碱基数目DNA碱基数目。6计算中“最多”和“最少”的分析（1）翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些；（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些；（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有个氨基酸。参考答案课前预习一、DNA蛋白质二、1（1）细胞核DNA的一条链碱基互补配对RNA（2）核糖核苷酸（4）RNA信使RNAmRNA转运RNArRNA（5）DNAmRNA2（1）三个（2）一套密码子1种或多种一种6461（3）细胞质信使RNA氨基酸tRNA酶延伸核孔核糖体tRNA氨基酸三个密码子一种多种课堂学习一、基因的本质和遗传信息的转录1A、T、C、GA、U、C、G脱氧核糖核糖脱氧核苷酸核糖核苷酸规则的双螺旋结构通常是单链结构mRNAtRNArRNA细胞核细胞质DNA蛋白质催化2DNA复制是以解旋的两条链为模板，而转录仅以DNA的一条链为模板。3通过核孔。4（1）模板：DNA的一条链；（2）酶：RNA聚合酶等；（3）能量：ATP；（4）原料：四种游离的核糖核苷酸。例题分析：【答案】C【解析】每条染色体含有一个DNA（未复制时）或两个DNA（复制后）。染色体是DNA和基因的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为（复制、分离、组合、传递）。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的遗传作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。二、遗传信息的翻译1（1）相当于mRNA。（2）1种（UUU），也就是相当于mRNA上的遗传密码只有1种。（3）科学家的实验表明，只有加入苯丙氨酸的试管中才出现多聚苯丙氨酸的肽链，说明苯丙氨酸的密码子是UUU。2密码子与反密码子互补配对，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA 上。3不能。虽然一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被