第1节基因指导蛋白质的合成(导学案)

1、必修2第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成（导学案）年级：高二 科目：生物 编号：011 主备人：铁银玺 日期：2013.10.21 学习内容：基因指导蛋白质的合成学习目标：1.概述遗传信息的转录过程。 2.比较转录与复制的异同。 3.遗传信息翻译的过程。学习重点：1.理解基因的表达中转录和翻译的概念和过程。2.区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子。学习难点：1.比较转录和翻译的不同点。2.计算：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。教学过程：【温故互查】1.基因与DNA的关系如何？ 2.什么是DNA分子的多样性和特异性？【设问导读1】阅读教材P62P63，完成下

2、面内容：（知识点一、遗传信息的转录）一、遗传信息的转录1.DNA主要分布在 ，蛋白质的合成是在 的 上 ，因此需要 在二者之间传递遗传信息 。该物质可以传递遗传信息的原因是：它的分子结构与DNA很相似，是由 _种 形成的 结构，通过 的排列顺序储存遗传信息。2.细胞中的两种核酸的比较（即RNA与DNA的比较）DNARNA组成元素C、H、O、N、P基本单位_（4种），它是由一分子 、一分子 和一分子 组成_（4种），它是由一分子 、一分子 和一分子 组成碱基组成结 构规则的_一般呈_结构（且比DNA短，能通过核孔）分 布主要在，少量在细胞质中的和主要在，少量在细胞核（如核仁） 类型常为一种类型（

3、mRNA）（tRNA）（rRNA）3.转录 （1）转录的含义：指在 中，以 为模板合成 过程。（2）过程：第一步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。第二步： 随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的 互补时，两者以 结合。第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 分子上。第四步：合成的 从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复。（3）场所： （4）条件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ； d、酶： 。（5）产物： 。（6）碱基互补配对原则： 。【重难点突破】1.转录的单位：转录是以基因为单位的，当转录开始时，并不是整条DNA解旋，而是基因的局部解旋。这样可以保护其他

4、不转录基因的安全，因为解旋后容易发生碱基的改变。2.模板链与信息链的关系：模板链的互补链储存着遗传信息，称为信息链，将来转录合成的mRNA中的碱基排列顺序与信息链是一致的，只有U和T的不同。基因是遗传的功能单位，不同基因的信息链位置不同。如图所示： 基因中的信息链 基因中的模板链 非基因区段【自主检测】1在下列的转录简式中有核苷酸 （ ） DNA: -A-T-G-C-RNA： U-A-C-G- A4种 B5种 C6种 D8种2 DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质，穿过( )磷脂双分子层？A6层 B0层 C2层 D 4层3 已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该

5、段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ） A12 B24 C18 D304. 对于下列式子，正确的说法有（ ）表示DNA复制过程 表示DNA转录过程图中共有5种碱基 图中共有8种核苷酸图中共有5种核苷酸图中的A均代表同一种核苷酸A. B. C. D.【设问导读2】阅读教材P64P67，完成下面内容：（知识点二、遗传信息的翻译）二、遗传信息的翻译1.翻译（1）翻译的含义：以 为模板合成 的过程。（2）过程：UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA（2）过程：第1步： 进入细胞质，与 结合。携带甲硫氨酸的 ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。第2步：携带组氨酸的tRNA以同样

6、的方式进入位点2。第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成 而转移到占据位点2的tRNA上。第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续 的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的 ，合成才告终止。（3）场所： （4）条件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ；d、酶；e、工具：“搬运工” 。（5）产物： 。（6）碱基互补配对原则： 。2.密码子（1）密码子的定义： 上 的碱基。（2）密码子碱基个数的确定：DNA、RNA各有 种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有 种，1个氨基酸的编码至少需

7、要 个碱基，这些碱基有 （用乘法等式表示）种组合，才足以组合出构成蛋白质的氨基酸。（3）密码子的种类：密码子共有 种，其中起始密码子 种，分别是 、 ，终止密码子 种，分别是 、 、 ，能够决定氨基酸的密码子有 种。（4）氨基酸和密码子的关系：一种氨基酸可以由 或 密码子决定。3.反密码子（1）定义： 上能够与 互补配对的 。（2）反密码子与密码子的关系：反密码子与决定氨基酸的密码子是 的，都是 种 ，tRNA有 种。（3）一种tRNA只能转运 种氨基酸,一种氨基酸可以由 种tRNA来转运。例、mRNAUUAGAUACU 上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序

8、列。有密码子 个，与其相应的反密码子为 ，氨基酸序列为 （查密码子表填写）。【自主检测】5.某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种 （ ） A800 B400 C200 D206.不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是 （ ） A.酶 B.多肽 C.胰岛素 D.性激素7.下列对转运RNA的描述，正确的是 （ ） A每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 C转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D转运RNA转运氨基酸到细胞核内8.已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该

9、链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的（ ）A.15% B.20% C.25% D.35%【重难点突破】3.DNA两大功能的执行情况比较DNA的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译概念以亲代 为模板合成子代DNA的过程以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程时间 在生长发育的连续过程中在生长发育的连续过程中场所（主要）在 ，线粒体，叶绿体在细胞质的核糖体上条件模板以DNA的 条链为模板以DNA的 条链为模板以 为模板原料四种游离的 四种游离的 酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等各种

10、合成酶等能量需要ATP碱基配对原则AT，TA，GC，CG AU，UA，GC，CG过程DNA双螺旋解开，每条链提供准确模板；按照碱基互补配对原则，各自合成子链；子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子DNA双螺旋解开，其中一条链提供准确模板；按照碱基互补配对原则，形成mRNA；合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。mRNA进入细胞质，与核糖体结合，mRNA作为模板；按照碱基互补配对原则与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着氨基酸进入核糖体；以mRNA上的遗传密码顺序，把一定的氨基酸放在相应的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白质。产物两个一样的双链 一条单链的 具有特定氨基酸序列的

11、蛋白质特点边解旋边转录，双链DNA分子全保留式转录。（可有多个基因同时转录）一个mRNA分子上可以象机结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，翻译界素后，mRNA分解成蛋个核苷酸。遗传信息的传递方向亲代DNA子代DNA通过RNA将遗传信息反映到蛋白质分子结构上，使后代重现亲代性状计算规律DNA（基因）中的碱基数（6n）mRNA分子中的碱基数（3n）蛋白质“多肽链”中氨基酸数（=参加转运的tRNA）（= mRNA分子中的密码子数）（n）4.密码子的特点：（1）兼并性：一种密码子只能决定 种氨基酸，一种氨基酸可以有 种密码子，这种特点称为密码子的兼并性。（2）通用性：密码子在生物界是通用的，所有生

12、物共用一套遗传密码子，说明所有生物可能具有共同的起源，并且生命在本质上是统一的。这种通用性也成为基因工程操作成功的基础。5.基因表达中DNA的碱基数量、mRNA的碱基数量和蛋白质中氨基酸的数量关系：DNA分子中双链的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中氨基酸的个数= ；DNA模板链碱基与mRNA碱基 ，mRNA的密码子与tRNA的反密码子 ，DNA信息链碱基的排列顺序与mRNA碱基的排列顺序相同，只有 的差异。6.根据碱基种类和数量（或比例），推测核酸类型：（1）种类：有T无U，必为 ； 有U无T，必为 ； 有T也有U，为 。（2）数量：AT且CG，通常为 ；AT或CG，无U，必为 ；ATU且

13、CG，为 。【巩固练习】1.有3个核酸，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条核苷酸链，则它们是（ ）A.一个DNA和两个RNA B.两个DNA和一个 RNAC.三个DNA D.三个RNA2.DNA和RNA的区别是（ ）A.五碳糖不同 B.碱基种类不同 C.空间结构不同 D.以上都是3.下列对转运RNA的描述，正确的是( ) A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内4在下列细胞结构中，有可能发生碱基配对行为的一组是（ ）A.细胞核、线粒体、叶绿体、中心体 B.细胞核、核糖体、中心

14、体、线粒体C.线粒体、叶绿体、细胞核、高尔基体 D.线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核5.已知某mRNA的碱基中U占20%，A占10%，则转录该mRNA的基因中胞嘧啶占（ ）A.25% B.30% C.35% D.70%6.实验室模拟生物体内DNA转录的必须条件是（ ） 酶 游离的核糖核苷酸 ATP DNA分子 信使RNA 转运RNA 适宜的温度 适宜的酸碱度A. B. C. D. 7.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，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为( ) A.na/6 B.na/318(n/31) C.na18(n1) D.na/618(n/61)8.某D

15、NA分子中的S片段有360个碱基，问该片段控制合成的多肽链中，最多有多少种氨基酸( ) A.120种 B.60种 C.360种 D.20种9.正常情况下，能够发生的的是( )（ ）A.相同的DNA复制成不同的DNA B.相同的DNA转录出不同的RNAC.相同的密码子翻译成不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸10.已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与，则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是A.18 B.36 C.54 D.10811.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是ACGGATCTT-，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是 ；如果以已知的DNA链为模板，转录出

16、的信使RNA碱基顺序应该是 。12.根据下图，分析并回答下面的问题。（1）图甲所示为遗传信息的_过程 ，聚合成的多肽为 _肽。（2）图乙为_的结构示意图。如果图乙中的反密码子为 UAG , 则对应的密码子是_，转录出该密码子的基因模板链上对应的碱基是_。mRNA上能决定氨基酸的密码子共有_种。（3）在人体内该过程不可能发生在( )A.神经元 B.肝细胞 C.心肌细胞 D.成熟的红细胞（4）人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的( ) A.DNA中碱基排列顺序不同 B.核糖体不同 C.转运RNA不同 D.信使RNA不同【拓展提升】1.若某基因有150个碱基对，由于受到

17、X射线的辐射，少了一对碱基，则由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比，可能出现的情况是 （多选）A.50个氨基酸，氨基酸的顺序不变 B.49个氨基酸，氨基酸的顺序不变 C.50个氨基酸，氨基酸的顺序改变 D.少于49个氨基酸，氨基酸的顺序改变2. 已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的，有人从三种生物中提取出核酸，经分析，他们的碱基比率如下：生物AGUTC甲25242319乙23242725丙31193119（1）这表明： 的核酸是RNA。 的核酸是双链DNA。（2）从碱基比例看，双链DNA的特点是 。3.下图表示红花基因控制蛋白质合成的过程：多肽链 - - - （ ）

18、( ) （ ）（ ） tRNA mRNA -G-G -A -U -G U-U- A - -A- C- A - U- A- A U-G- 30个碱基- G -A- T - C - T- T- A -A- C- A T -A- A- T-C- C- T -A G- A- A- T- -T- G- T A - T T-A-G-DNA （1）在mRNA 分子上，找到起始密码，依次用下划线 画出密码子。 （2）查密码子表，将mRNA 分子每一个密码子所决定的氨基酸填入多肽链方框中。 （3）mRNA分子上的 遗传密码 无法直接识别 氨基酸，需tRNA将氨基酸搬运至核糖体，请根据6种 tRNA 表，选相应t

19、RNA序号，填入密码子上方（ ）中。6种tRNA表;亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸甲硫氨酸苏氨酸 G A A A A U U G G U G U U G A U A C（4）某蛋白质共含有20个氨基酸，控制合成该蛋白质的基因，至少含有脱氧核苷酸 个。第1节 基因指导蛋白质的合成（导学案）参考答案【温故互查】1.一个DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。 2.不同的DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性；每一个DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。【设问导读1】1.细胞核 细胞质 核糖体 RNA 4 核糖核苷酸 单链 碱基 2.脱氧核苷酸 脱氧核糖 磷酸 碱基 核糖核苷酸 核糖 磷酸 碱基；A、G、C、T A、G、C、U；双螺旋结构 单链；细胞核 线粒体 叶绿体 细胞质；信使RNA 转运RNA 核糖体RNA3.（1）细胞核 DNA的一条链 RNA （2）游离的核糖核苷酸 碱基 氢键 mRNA mRNA(3)细胞核 （