19基因指导蛋白质的合成

第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成基因在哪里？基因是什么？基因是如何起作用的？【三维目标】1.知识与技能：（1）举例说明基因与性状的关系（2）概述遗传信息的转录和翻译的过程。2.过程与方法（1）通过指导学生设计并制作转录和翻译过程的剪纸的模型，培养学生的创新意识和实践能力。（2）通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。（3）通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。（4）通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。（5）利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力；提高分析、类比归纳的学习方法。3.情感态度与价值观：（1）体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。（2）认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。【教学重点】遗传信息转录和翻译的过程。【教学难点】遗传信息的翻译过程。【教具准备】1.把课本的相关图片和各种对比表用PowerPoint平台制作成演示文稿。2.转录和翻译过程的动画。3.用软纸皮剪出一个DNA模型和带有不同碱基的核糖核苷酸若干。4.翻译过程示意剪贴画。【课时安排】2课时【教学过程】（一）遗传信息的转录1.RNA思考题：①为什么RNA适于作DNA的信使呢？②DNA和RNA的区别？③RNA有几种？蓝少霓制作回忆几个问题：•①蛋白质合成的场所是什么？•②基因主要存在于细胞的哪个部分？遗传信息是如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？蓝少霓制作科学研究一：•1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进了从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。该实验我们能得到什么样的结论？蓝少霓制作小结•RNA与蛋白质合成有关•RNA是在细胞核内合成的，可能与DNA有关；并可以从细胞核内向细胞核外移动。那么我们是否可以想象出基因控制蛋白质合成的大致过程？蓝少霓制作基因控制蛋白质合成的过程，可分为两个步骤•第一步是基因的遗传信息传递给RNA，此步可称为“转录”；RNAGene转录蛋白质翻译第二步RNA移入细胞质通过指导蛋白质合成来表达信息，此步可称为“翻译”。RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA很相似，适于作DNA的信使的原因是：①它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基(C、G、A、U(尿嘧啶))共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。②在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。RNA与DNA的区别：①嘧啶碱有一个不同。RNA是尿嘧啶（U），DNA则为胸腺嘧啶（T）。②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸，DNA则为脱氧核苷酸。RNA的种类：①信使RNA——mRNA。②转运RNA——tRNA。③核糖体RNA——rRNA。（1）转录的定义：？（2）转录的场所：？（3）转录的模板：？（4）转录的原料：？（5）转录的条件：？（6）转录时的碱基配对：？（7）转录的产物：？2.转录：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。细胞核。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。ATP（能量）、酶。ATCGDNA─┴─┴─┴─┴──┴─┴─┴─┴─RNAUAGCmRNA。（8）转录的过程：RNA聚合酶结合在DNA的模板区上，该部位的双螺旋解开成为单链。接着以一条DNA为模板，按碱基互补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。最后合成的RNA链逐渐被甩开，解旋的两条DNA链很快又结合在一起，恢复为原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被传到了mRNA上，mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。类别项目复制转录场所解旋模板原料酶能量碱基配对产物细胞核细胞核完全解旋只解有遗传效应的片段DNA的两条链只有DNA的一条链四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶ATPATPA-TC-GT-AG-CA-UG-CT-AC-G子代DNAmRNA、tRNA、rRNA课堂反馈：1.构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位──核苷酸有多少种？碱基有多少种？[]A．2种4种B．4种4种C．5种5种D．8种5种2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是[]。A．DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因B．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因C．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸3.下列哪一组物质是RNA的组成成分[]。A．脱氧核糖核酸和磷酸B．脱氧核糖碱基和磷酸C．核糖、碱基和磷酸D．核糖嘧啶和核酸4.DNA分子的解旋发生在过程中[]。A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录5.果蝇的遗传物质由种核苷酸组成[]。A.2B.4C.5D.8DDCDB6.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA[]。A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个7.烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有的物质，下列叙述正确的是[]。A.核酸的种类依次是2、1、2B.核苷酸的种类依次是8、5、4C.五碳糖的种类依次是2、2、1D.含N碱基的种类依次是5、4、4CD课后拓展：列表对比DNA和RNA的不同点，如下表：核酸项目DNARNA结构基本单位五碳糖碱基产生途径存在部位功能核酸项目DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构，极少数病毒是双螺旋结构基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板②tRNA：运输特定氨基酸③rRNA：核糖体的组成成分第1节基因指导蛋白质的合成（一）遗传信息的转录【教学过程】（二）遗传信息的翻译遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。1、四种碱基AGCU，如何决定20种氨基酸？一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种，41=4，不行。密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。二个碱基决定一个氨基酸只能决定16种，42=16，不行。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。UCAUGAUUAmRNA（模板）密码子密码子密码子密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基思考与讨论（P·65）的结果：1.对应的氨基酸序列为:甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一。3.从密码的简并性我们能认识到；如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（如GAU→GAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸AAU亮氨酸ACU天冬氨酸tRNA的一端运载着氨基酸反密码子UCAUGAUUAmRNA（模板）密码子1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的起始码有:个，终止码有:个5.决定氨基酸的密码子种。6.翻译时的碱基配对：7.按图4-6所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是:8.肽链由各相邻的氨基酸通过连接形成。9.翻译的定义：用角色表演的方式来模拟翻译的过程甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸361肽键2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─UAGC细胞质的核糖体mRNA20种氨基酸????RNA?????储存于转运?mRNAtRNA氨基酸密码子遗传信息DNA编码属于翻译转录mRNArRNA蛋白质氨基酸含有蓝少霓制作思维训练一：FDNAB碱基CE基因AH染色体D脱氧核苷酸G(1)图中A是_________C是____________G是_________(2)B有__________种，名称是__________________(3)图中D和E的关系是_____________________________(4)图中D和F的关系是_____________________________(5)图中E和F的关系是_____________________________(6)图中E和G的关系是_____________________________(7)图中F和H的关系是_____________________________磷酸脱氧核糖蛋白质四A、T、C、GD是E的基本组成单位D也是F的基本组成单位略E控制G的合成H是F的主要载体1.DNA复制、转录、翻译分别形成[]A．DNA、RNA、蛋白质B．RNA、DNA、多肽C．RNA、DNA、核糖体D．RNA、DNA、蛋白质2.一个DNA分子含有碱基60个，那么经“翻译”后合成的一条多肽链中最多含有肽键[]A．10个B．9个C．30个D．29个3.遗传密码位于[]A．蛋白质分子上B．DNA分子上C．RNA分子上D．信使RNA分子上4.若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为[]A．UACB．AUGC．ATGD．TAC评价反馈：ABDD5.一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基多少个？[]A．3000个和3000个B．1000个和2000个C．3000个和6000个D．2000个和4000个6.一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA运载的氨基酸是[]A．酪氨酸(UAC)B．谷氨酸(GAG)C．精氨酸(CGA)D．丙氨酸(GCU)7、下列哪一项不可能是遗传密码（）A.ATCB.UUCC.CAGD.GGC8、把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明（）A、所有的生物共用一套遗传密码B、蛋白质的合成过程很简单C、兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌D、兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成CDAA如右图为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答问题：(1)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的______步骤，该步骤发生在细胞的______部分。(2)图中(Ⅰ)是______。按从左到右次序写出(Ⅱ)______内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序______。(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．脂肪细胞翻译核糖体tRNA核糖体TGATTCGAAC阶段项目转录翻译定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物实质在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质是遗传信息的传递是遗传信息的表达结束语：赞叹生命的美丽！感悟生命的和谐！探索生命的奥秘！——未来的生物化学家属于你们！蓝少霓制作1、在信息的传递和表达过程中，哪些阶段有“碱基互补配对原则”的体现？2、上述②③④⑤过程区别如何？①DNA的结构；②DNA的复制；③遗传信息的转录；④遗传密码的翻译；⑤逆转录时⑥RNA复制讨论归纳DNA复制转录逆转录RNA复制翻译原料模板产物脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸DNA两母链DNA模板链RNA链RNA链mRNA链DNAmRNADNARNA蛋白质蓝少霓制作三、三种RNA的比较mRNAtRNArRNA分布部位常与核糖