第四章第1节基因指导蛋白质的合成教案

1第四章第1节基因指导蛋白质的合成（第15、16课时）王维教学目标：知识与技能：1、概述遗传信息的转录2、遗传信息翻译的过程过程与方法：1、启发式，利用多媒体课件展示完整的基因表达过程。2、比较法，培养学生分析和解决生物学问题的能力。情感态度和价值观：感受基因表达过程的和谐美，体验科学研究的过程。教学重点：1、遗传信息的转录2、遗传信息翻译的过程教学难点：1、遗传信息的转录过程2、转录、翻译和DＮＡ复制过程的比较学情分析：本章是第三章知识的延伸和深化，要注重引导学生把微观的DNA分子、RNA分子、蛋白质分子有效的与宏观的生物性状联系起来。在处理第一节教材时，主要是引导学生思考为什么是基因不是DNA指导蛋白质的合成，怎样理解基因是遗传的功能单位。同时，又要体会为什么不是基因直接指导蛋白质的合成，而是需要RNA的参与，这里要注意复习细胞结构的知识，回忆DNA分布和蛋白质合成场所的不同。本节课难点集中在对转录和翻译过程的认识上，特别是比较转录和DNA复制的不同之处。在出题方面，以计算题型为主，主要考察碱基的计算：DNA、RNA之间新的碱基互补配对原则的应用；DNA、RNA碱基个数与蛋白质中氨基酸个数的对应数量关系。教学过程：引言：通过第三章的学习，我们知道了DNA是主要的遗传物质，基因是具有遗传效应的DNA片段，而所谓的遗传效应就是能够有效控制生物的性状，但是生物性状的直接体现者是蛋白质，也就是说生物性状不同实际上是因为生物体内合成了不同的蛋白质。因此基因具有遗传效应就是要指导生物体内蛋白质的合成，从而控制生物性状。基因如何控制蛋白质的合成呢？这一过程分为两个阶段：转录、翻译。2【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DNARNA组成元素C、H、O、N、P基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）碱基组成A、T、C、GA、U、C、G结构规则的双螺旋结构一般单链结构分布细胞核,线粒体,叶绿体细胞质3、转录教师展示转录过程的动画，学生观察并完成下列问题。（1）、转录的含义：以为模板合成过程。（2）、场所：（3）、条件：a、模板：b、能量：c、酶：d、原料：（4）、产物：产生（5）、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）①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。②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。③核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质结合形成核糖体，是核糖体的重要组成部分。3二、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）、场所：（3）、条件：a、模板：b、能量：c、酶：d、原料：e、工具：“搬运工”（4）、产物：产生（5）、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。mRNA……U－U－A－G－A－U－A－C－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、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。42、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3、转录与DNA分子复制的比较项目阶段复制转录时间生长发育的全过程场所模板原料条件过程解旋：全链解旋合成DNA子链复旋：子母链结合解旋：解旋合成复旋：结合产物特点以基因为单位边解旋边转录DNA双链全保留碱基配对原则54、转录与翻译的比较转录翻译场所模板原料条件产物5、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=6:3:1DNA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（）A．4B．20C．61D．64解析：考查氨基酸的密码子。密码子共有64个，但是有3个是终止密码子不决定氨基酸，故决定氨基酸的密码子共有61个。答案：C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．白细胞解析：C选项成熟红细胞无细胞核，不能转录形成mRNA，故不能形成蛋白质，正因为如此，红细胞的寿命很短。答案：C6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（）A．1000个、3000个和3000对B．1000个、3000个和6000对C．300个、300个和3000对D．1000个、3000个和1500对解析：DAN分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目：转运RNA的个数：信使RNA上的碱基数：DNA上的碱基对数=1：1：3：3答案：A【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--A．4种B．5种C．6种D．8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？A．6层B．0层C．2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（）A．12B．24C．18D．304、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（）A．800B．400C．200D．205、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（）A．2种B．4种C．5种D．6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（）A．15B．25C．30D．409、(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7B．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①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③图中共有5种碱基④图中共有8种核苷酸⑤图中共有5种核苷酸⑥图中的A均代表同一种核苷酸A.①②③B.④⑤⑥C.②③④D.①③⑤11.正常情况下，能够发生的的是A.相同的DNA复制成不同的DNAB.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.18B.36C.54D.10813.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，他们的碱基比率如下：8生物AGUTC甲2524—2319乙232427—25丙3119—3119（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(Ⅰ)是转运RNA。按从左到右的次序写出(Ⅱ)内mRNA区段所对应的DNA--AGCTGATTCGAAGCG--碱基的排列顺序—TCGACTAAGCTTCGC--(3)该过程不可能发生在()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……TATGAGCTCGAGTAT……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CACUAUAUACUCGUGUCCGAG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UUCACUAAGCUUUCGCGCGAAUGAⅡⅠ