1、第四章第 1 节 基因指导蛋白质的合成导学案 汝南二高 万效荣 教学目标： 1、概述遗传信息的转录 2、遗传信息翻译的过程 教学重点：1、遗传信息的转录 2、遗传信息翻译的过程 教学过程： 【基础知识导学】 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 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 DNA RNA 组成元素 C、H、O、N、P 基本单位 （4 种） （4 种） 碱基组成 结 构
2、规则的 一般单链结构（且比 DNA 短，能通过核孔） 分 布 主要在 ，少量在细胞质线粒体,叶绿体 主要在 ， 少量在细胞核（如核仁） 类型 常为一种类型 信使 RNA（mRNA） 转移 RNA（tRNA） 核糖体 RNA（rRNA） 3、转录 指导学生学习课本 6263 页，并完成下列问题。 （1） 、转录的含义：以 为模板合成 过程。 (2).过程：详见书上 63 页图解，分 4 步 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。
3、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、能量： c、酶： d、原料： （5） 、产物：产生 （6） 、碱基互补配对原则： 4、RNA 的种类 在细胞中有三种 mRNA（信使 RNA） ，tRNA（转运 RNA） ，rRNA（核糖体 RNA） 信使 RNA（mRNA）：单链结构，由 DNA 转录而来，其碱基序列包含遗传信息。 转运 RNA（tRNA）：单链折叠成三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连 接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运 RNA。 核糖体 RNA（rRNA）：与蛋白质结合形成核糖
4、体，是核糖体的重要组成部分。 【重难点突破】 、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，而是基因局部解旋。这样可以保护其他不转录基因的安全， 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 二、遗传信息的翻译 5、翻译 （1） 、翻译的含义：以 为模板合成 过程。 (2).过程：详见课本 66 页图 4-6，分 4
5、 步 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 ，合成才告终结。 （3） 、场所： （4） 、条件：a、模板： b、能量： c、酶： d、原料： e、工具：“搬运
6、工” （5） 、产物：产生 （6） 、碱基互补配对原则： 6、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 各自有 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。 7、反密码子 定义： 上能够与 互补配对的 。 一种 tRNA 只能携带 种氨基酸,一种氨基酸可以由 种 tRNA 携带。 mRNAUUAGAUAC
7、U 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） 【重难点突破】 1.DNA 两大功能的执行情况比较（表二） 表达遗传信息DNA 的 功能 复制遗传信息 转录 翻译（待学） 概念 以亲代 为模 板合成子代 DNA 的 过程 以 DNA 中的一条链为模 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 模 板 以 DNA 的 条
8、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 DNA 解旋酶，DNA 聚 合酶等 DNA 解旋酶，RNA 聚合 酶等 （各种合成酶等） 条 件 能 量 需要 ATP 碱基配 对原则 AT，TA，G C，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 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 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 对原则，各自合成 子链； 子、母链结合盘 绕形成两个新 DNA
9、分子 则，形成 mRNA； 合成的 mRNA 从 DNA 链上释放，而后，DNA 双链恢复。 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
10、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） 2、密码子的特点： （1） 、兼容性：一个密码子只能决定 种氨基酸，一种氨基酸可以有 个密码子，这 种特点称为密码子的兼容性、重复性。 （2） 、通用性：密码子在生物界是通用的，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。 6、DNA 中碱基数量、RNA 碱基数量和蛋白质中氨基酸的数量关系 DNA 分子双链碱基数：RNA 单链碱基数：蛋白质中氨基酸个数
11、=6:3:1 DNA 模板链碱基与 mRNA 碱基互补，mRNA 的密码子与 tRNA 的反密码子互补， DNA 信息链碱基排序与 mRNA 碱基排序相同，只有 U 和 T 的差异。 【例题解析】 例 1.（2004 年上海）组成人体蛋白质的 20 种氨基酸对应的密码子共有（ ） A4 B 20 C61 D64 例 2 （2003 年上海）下列细胞中，不能合成蛋白质的是（ ） A胰腺细胞 B肠粘膜细胞 C成熟红细胞 D白细胞 例 3.合成一条含 1000 个氨基酸的多肽链，需要转运 RNA 的个数，信使 RNA 上的碱基个数 和双链 DNA 上的碱基对数至少依次是（ ） A1000 个、300
12、0 个和 3000 对 B1000 个、3000 个和 6000 对 C300 个、300 个和 3000 对 D1000 个、3000 个和 1500 对 【课堂检测】 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，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的 个数是（ ） A12 B24 C18 D30 4、某 DNA 分子片段中碱基为 24
13、00 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 D20 5、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 6、在人体中，由 A、T、C 三种碱基参与构成的核苷酸共 （ ） A2 种 B4 种 C5 种 D6 种 7、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 （ ） A体细胞、胰岛细胞中 B胰岛细胞、体细胞 C均位于胰岛细胞中 D体细胞、核糖体 8、某信使 RNA 中有碱基 40 个，其中 C+U 为 15 个，那么转录此 RNA 的 DNA 中 G+A 为（ ） A15 B25 C3
14、0 D40 9、(04 高考江苏)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 10. 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. 11. 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 RNA C.相同的密码子
15、翻译成不同的氨基酸 D.相同的 tRNA 携带不同的氨基酸 12. 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.108 13 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是 A.DNA 复制 B.转录和翻译 C.ATP 合成 D.着丝点分裂 14. 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% 15. 若某基因有 150 个碱基对，由于
16、受到 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 16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 TGCCTAGAA ；如果以已知的DNA链为模板，转录出的信使 RNA碱基顺序应该 UGCCUAGAA 。 17. 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
17、，他们的碱基比率如下： 生物 A G U T C 甲 25 24 23 19 乙 23 24 27 25 丙 31 19 31 19 （1）这表明： 乙 的核酸是 RNA。 丙 的核酸是双链 DNA。 （2）从碱基比例看，双链 DNA 的特点是 A=T,G=C 。 18、右图为人体内蛋白质合成的一个过程， 据图回答： (1)图中所示属于基因控制蛋白质合成 过程中的 翻译 步骤；该步骤发生 在 细胞质 中。 (2)图中()是 转运 RNA 。按从左到右的次 序写出()内 mRNA 区段所对应的 DNA -AGCTGATTCGAAGCG- 碱基的排列顺序TCGACTAAGCTTCGC- (3)该过
18、程不可能发生在 ( ) A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞 19、 （2006.广东）细胞分裂间期是 DNA 复制和蛋白质合成等物质积累的过程。 （1）在 DNA 的复制过程中，DNA 在解旋酶的作用下，双螺旋链解开成为两条单链，并以每 一条单链为模板，采用半保留复制方式合成子代 DNA 分子。 （2）某基因中的一段序列为TAT GAG CTC GAG TAT 根据下表提供的遗传密码推测 其编码的氨基酸序列：异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、亮氨酸、异亮氨酸 密码子 CAC UAU AUA CUC GUG UCC GAG 氨基酸 组氨酸 酪氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸 丝氨酸 谷氨酸 UUC ACU AAG CUUUCG C G C GAA UGA
