人教版必修二4.1基因指导蛋白质的合成学案

1、基因指导蛋白质的合成学案预习导航情境导入课程目标鸡大味子+咱都吃虫子 和粮食，町为什么有的 人却说鸭肉就出鸭肉* 不同于鸡肉.我们鸭肉 为什么不如你们鸡肉 .好吃呢？1概述mRNA、tRNA和rRNA的分子结构和功能。2 .概述遗传信息的转录。3 .说出遗传密码的含义并概述遗传信息的翻译。4 .列表比较DNA复制、转录和翻译。5 运用数学方法，分析碱基和氨基酸的对应关系。、RNA的组成及分类1. RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。2. 化学组成:磷酸腺瞟吟(A) 鸟瞟哙(G) 胞疏旋(C) 尿疇桂(U)3. 结构：一般是单链，而且比DNA短，能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。4.种类:mRNA

2、、tRNA、rRNA 三种。、遗传信息的转录1. 概念：在细胞核中，以 DNA的一条链为模板合成 RNA的过程。2. 过程主要场所细胞核Z 模板DNA的一条链原料四种游离的核糖核苷酸产物RNA配对方式A U、GC、C G、T A自主思考RNA分子和作为模板的整个 DNA分子长度相同吗(将 RNA的碱基个数和DNA的碱基对数比较)？为什么？提示：不相同。因为合成 RNA时，模板不是完整 DNA的一条链，仅仅是基因即有遗 传效应的DNA片段的一条链。三、遗传信息的翻译1 .概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。2 .过程-场

3、所核糖体模板mRNA原料20种游离的氨基酸产物蛋白质运载工具tRNA配对方式A U、GC、C G、U A3密码子与反密码子密码子反密码子位置mRNAtRNAziyua nku.co m种类64种61种实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基（终 止密码子除外）与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基课堂探究探究点一遗传信息的转录-问题导引将人的口腔上皮细胞用甲基绿吡罗红染色剂进行染色，结果是细胞质被染成红色， 而细胞核被染成绿色。分析实验结果，你能得出什么结论？提示：口腔上皮细胞的 RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中。名师精讲1. RNA的分类类型信使RNA(mRNA)转运RNA(t

4、RNA)核糖体RNA(rRNA )特点带有从DNA链上转录下来的遗传信息一端能与氨基酸结合，另一端有三个碱基（称为反密码子），与信使RNA的碱基互补配对由核仁组织区的 DNA转录而成，是核糖体的组成 物质功能携带着特疋碱基 序列的信息，在蛋 白质合成中起着转运特定的氨基酸，识别信使RNA上的遗传密码，在蛋白质合 成中作为转运氨基酸的载体与核糖体蛋白质结合在一 起，形成核糖体；位于核 糖体的核心部位，兼有酶模板作用的功能，故又称为核酶WWW.ziy uank u.co m结构单链结构单链结构，分配对区和非配对区， 类似于三叶草的叶形单链结构图示典処輕基NA 1WrRNA1.遗传信息的转录概念RN

5、A是在细胞核中，以 DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录场所细胞核（主要场所）Ziyua（1）模板：以DNA的一条单链为模板链，另一条单链为非模板链n ku.c（2）原料：四种核糖核苷酸om（3）能量：ATP条件（4）酶：RNA聚合酶（兼起解旋酶的作用）过程图解RNA罐合側移动方何亠 游离的樓糖核甘酸碱基配对情况U与A配对（形成两个氢键），G与C配对（形成三个氢键）,A与T配对（形 成两个氢键），C与G配对（形成三个氢键）DNA: 卄TAAGTCTAC+,+RNA:AUUYAGAUG（1）信使RNA :携带信息，能指导合成蛋白质 产物（2）转运RNA :识别并转运氨基酸（3）核糖体RN

6、A :核糖体的结构成分特别提醒并非DNA的所有片段都可转录，只有基因才进行转录；对于一个基因而言，转录的模板链是固定的，而对于整个DNA而言，哪条链是转录的模板链取决于基因,具有不确定性。【例题1】甲、乙图是真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（起点 酶 起点起点甲 酶A 甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B 甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C. DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D 一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析：甲图表示DNA复制，乙图表示转录。乙图转录不是半保留方式，产物是单链RNA ,

7、 A项错误。真核细胞的 DNA复制和转录可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中,项错误。DNA复制过程中的解旋需要解旋酶，C项错误。一个细胞周期中，DNA只在间期复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生,D项正确。答案：D探究点二遗传信息的翻译问题导引对小鼠经过免疫的 B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合、筛选等操作可获得杂交瘤细胞,通过工厂化培养，杂交瘤细胞能源源不断地合成和分泌特异性的抗体,即单克隆抗体，单克隆抗体在免疫学领域有重要应用。与抗体合成、加工和分泌有关的细胞结构有哪些?提示：核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、细胞膜、线粒体等。名师精讲遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的

8、排列顺 序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基识别密码子，转运氨1.遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系酸序列基酸种类基因中脱氧核苷酸的种类、 数目和排列顺序的不同，决 定了遗传信息的多样性共64种，61种能翻译成氨基酸，3种为终止密码子， 不能翻译成氨基酸61种ziyua n ku.c om联系决定 基因中脱氧核苷酸的序列一mRNA中核糖核苷酸的序列 mRNA中碱基序列与基因模板中碱基序列互补配对 密码子与相应反密码子的碱基序列互补配对2.翻译的过程及特点过程特点环节图示（M代表甲硫氨酸，H代表组氨

9、酸，W代表色氨酸）解释起始核糖体与mRNA的结合部位会形 成2个tRNA的结合位点，第一个 携带氨基酸的tRNA的反密码子 与mRNA的第一个密码子互补配 对，进入位点1 场所：核 糖体； 模板：mRNA ; 原料：20种氨基酸； 基本条 件：模板、 原料、tRNA、酶、能量等； 遗传信息 的流向： mRNA t 蛋 白质； 高效翻译 的机制：一 个 mRNA 分子上相继结合多个核 糖体，同时 合成多条肽进位(11訪越伽胡口白站口加口口仙加第二个携带氨基酸的 tRNA的反密码子与mRNA的第二个密码子互补配对，进入位点 2脱 水缩合 QB两个氨基酸脱水缩合，形成肽键， 运送第一个氨基酸的 tR

10、NA与氨 基酸分离，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上移位1核糖体沿着mRNA移动（此过程 需要ATP供能），位点1的tRNA 离开核糖体，位点2的tRNA进入 位点1，第三个携带氨基酸的 tRNA的碱基与mRNA的碱基互 补配对，进入位点2,继续肽链的 合成，重复过程，使肽链 延伸梯雷利毗的口萌血口白恥加终止一当核糖体读取到 mRNA的终止密 码子时，没有对应的tRNA与终止密码子结合，肽链合成终止，翻 译过程结束，肽链从核糖体与 mRNA的复合物上脱离，在经过 一系列加工、盘曲折叠成具有特 定空间结构和功能的蛋白质分 子，参与完成各种生命活动；核 糖体的大小亚基也与mRNA 分离

11、，可以再与mRNA结合开始其 他肽链的合成链【例题2】假设有一段 mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录 该mRNA的DNA分子区段中，C和T的个数之和及该 mRNA翻译成的多肽中最多的肽键 数分别为（）-A. 15,20 B. 60,18C. 40,19D. 60,19解析：mRNA上有60个碱基，则转录成该 mRNA的DNA中应有120个碱基。DNA 是双螺旋结构，按照碱基互补配对原则A = T、G= C,则在双链DNA分子中嘌呤数和嘧啶数等于DNA总碱基数的一半，即 A + G= C+ T = 120X 1/2。所以C + T = 60; mRNA有60 个碱基，不

12、考虑终止密码子，据关系式mRNA的碱基数：氨基酸数=3 ： 1,可知合成的多肽中有20个氨基酸，肽键数为 19。答案：D典型方法理解基因中碱基（个）、mRNA中碱基（个）和蛋白质分子中氨基酸（个）的对应关系并依据这种关系推算碱基或氨基酸数量的极值是解答此类题型的关键。在只考虑编码氨基酸的碱基序列的情况下，转录、翻译过程中DNA （基因）碱基数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=6 : 3： 1,参考下图：DN卯因）信使RNA蛋戸质G C A141CGU精氨酸iija密码子C G T碱基数日碱基数口氨基酸数口631在回答有关问题时，应加上最多或最少等字样。如：mRNA 上有n个碱基，转录产生它的基

13、因中至少有 2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。典题精讲例1由n个碱基组成的基因，控制合成由一条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质的相对分子质量最大为（）A. a/6B. a/3 18 （n/3 1）C. na 18 （n 1）D. na/6 18 （n/6 1）思路解析：本题考查学生有关蛋白质的综合计算。DNA J”mRNA二.蛋白质 由上可以推导出基因的碱基数目与组成蛋白质的氨基酸数目的关系为6：1。因此本题中n个碱基组成的基因控制合成的蛋白质中有n/6个氨基酸。n/6个氨基酸构成一条肽链，缩合过程中共脱去（n/6 1 ）个水分子，若不考

14、虑这一条多肽链上的二硫键等的存在，则该 蛋白质的相对分子质量最大为：氨基酸的平均相对分子质量X氨基酸的数目-水的相对分子质量 脱水数目=na/6 18 （n/6 1）。答案：D绿色通道：基因中能编码蛋白质的序列的碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6 ： 1。而在由一条多肽链组成的蛋白质中，脱去的水分子数目=氨基酸的数目一1。Z_变式训练1设某一多肽链中有100个肽键，那么，作为合成该多肽链的模板mRNA和用来转录该mRNA的DNA分子，至少分别含有碱基（）A. 1 000 个和 2 000 个B. 3 000 个和 6 000 个C. 3 003 个和 6 006 个D. 2 997 个和 5 99

15、4 个思路解析：解这类题时，首先要在脑海中回忆起转录和翻译的印象。其次要回忆起DNA分子是双链结构，而 RNA分子是单链结构。从而得出：转录时，双链的DNA只以解旋后的一条链为模板，合成一个单链的mRNA分子，其碱基数只有 DNA分子碱基数的1/2;在翻译过程中，mRNA上的每三个碱基组成一个三联体密码”，决定一个氨基酸，因此，蛋白质中的氨基酸数是 mRNA中碱基数的1/3。即DNA分子（基因）、mRNA分子中的碱基数 和蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 : 3 : 1。最后还要明确一点，由氨基酸合成多肽时，是一个缩合反应过程，两个氨基酸之间缩合，失去一分子水，形成一个肽键；三个氨基酸之间缩合，

16、失去两分子水，形成两个肽键；n个氨基酸之间缩合，失去n-1个分子水，形成 n-1个肽键。答案：C例2 一种tRNA能够转运（ ）A. 多种氨基酸B. 种氨基酸 -C. 各种氨基酸D. 一个氨基酸-思路解析：本题主要考查转运 RNA和氨基酸的对应关系。mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻碱基可以称为1个密码子，每个密码子只能代表一种氨基酸。而mRNA到tRNA的转录过程严格按照碱基互补配对原则进行，所以一种tRNA只能转运一种氨基酸，tRNA可以反复利用。答案：B绿色通道：一种转运RNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可由一种或几种转运RNA转运，因为一种氨基酸可能有几种密码子。变式训练3已知某t

17、RNA 一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的是亮氨酸，那么转录此氨基酸的密码子的碱基序列是（）A. GATB. GAUC. CUAD. CTA思路解析：该题主要考查转录和翻译及DNA和RNA的有关结构，解题时应从转录、翻译逆向推理来解答。tRNA头部的特定的三个碱基是GAU，那么根据碱基互补配对原则，决定此氨基酸 mRNA上的密码子是 CUA。mRNA是由DNA转录而来的，因为由 DNA转录 mRNA时，碱基 A转录为U （RNA中无T），G转录为C，C转录为G,所以mRNA上的 CUA是由DNA的GAT转录而来的。答案：ADNA1*_A -pG-C一*-IfII变式训练 4转录过程：艮NA

18、一UACG，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是（ ）A. 4、5B. 5、4C. 5、5D. 5、8思路解析：解这种类型的题时应明确下列两点：（1）转录过程是一个碱基互补配对过程，而且DNA中的A碱基只能与 RNA中的U碱基配对；（2）DNA分子中的核苷酸是脱氧核苷 酸，而RNA分子中的核苷酸是核糖核苷酸。尽管组成DNA分子的核苷酸中的碱基与 RNA分子的核苷酸中的碱基相同，如都含A碱基，但由于五碳糖的不同而导致核苷酸不同。就此题来说，图中共有 8个核苷酸，其中DNA分子中有4个，由于各自的碱基不同，实际 上就是4种核苷酸；同理，RNA分子中也有4种核苷酸。就碱基来说，DNA和RNA中是可以共用的，女口 A、C、G,不共用的只有 T和U。DNA中用T，RNA中用U。所以，两 类核酸中，最多只有 5种碱基。答案：D问题探究问题：如何理解密码子？导思：mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，每 3个这样的碱基称作一个密码子。密 码子共64个，因为其中的 UAA、UAG、UGA为终