1、必修2第4章 基因的表達 第1節 基因指導蛋白質的合成（導學案）年級：高二 科目：生物 編號：011 主備人：鐵銀璽 日期：2013.10.21 學習內容：基因指導蛋白質的合成學習目標：1.概述遺傳信息的轉錄過程。 2.比較轉錄與復制的異同。 3.遺傳信息翻譯的過程。學習重點：1.理解基因的表達中轉錄和翻譯的概念和過程。2.區分相關概念：遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子。學習難點：1.比較轉錄和翻譯的不同點。2.計算：基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應關系。教學過程：【溫故互查】1.基因與DNA的關系如何？ 2.什么是DNA分子的多樣性和特異性？【設問導讀1】閱讀教材P62P63，完成下

2、面內容：（知識點一、遺傳信息的轉錄）一、遺傳信息的轉錄1.DNA主要分布在 ，蛋白質的合成是在 的 上 ，因此需要 在二者之間傳遞遺傳信息 。該物質可以傳遞遺傳信息的原因是：它的分子結構與DNA很相似，是由 _種 形成的 結構，通過 的排列順序儲存遺傳信息。2.細胞中的兩種核酸的比較（即RNA與DNA的比較） DNARNA組成元素C、H、O、N、P基本單位_（4種），它是由一分子 、一分子 和一分子 組成_（4種），它是由一分子 、一分子 和一分子 組成堿基組成結 構規則的_一般呈_結構（且比DNA短，能通過核孔）分 布主要在，少量在細胞質中的和主要在，少量在細胞核（如核仁） 類型常

3、為一種類型（mRNA）（tRNA）（rRNA）3.轉錄 （1）轉錄的含義：指在 中，以 為模板合成 過程。（2）過程：第一步：DNA雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露。第二步： 隨機地與DNA鏈上的堿基碰撞，當核糖核苷酸與DNA的 互補時，兩者以 結合。第三步：新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的 分子上。第四步：合成的 從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙鏈恢復。（3）場所： （4）條件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ； d、酶： 。（5）產物： 。（6）堿基互補配對原則： 。【重難點突破】1.轉錄的單位：轉錄是以基因為單位的，當轉錄開始時，并不是整條DNA解旋，而是基因的局部解旋。這樣

4、可以保護其他不轉錄基因的安全，因為解旋后容易發生堿基的改變。2.模板鏈與信息鏈的關系：模板鏈的互補鏈儲存著遺傳信息，稱為信息鏈，將來轉錄合成的mRNA中的堿基排列順序與信息鏈是一致的，只有U和T的不同。基因是遺傳的功能單位，不同基因的信息鏈位置不同。如圖所示： 基因中的信息鏈 基因中的模板鏈 非基因區段【自主檢測】1在下列的轉錄簡式中有核苷酸 （ ） DNA: -A-T-G-C-RNA： U-A-C-G- A4種 B5種 C6種 D8種2 DNA轉錄形成的mRNA從細胞核中出來進入細胞質，穿過( )磷脂雙分子層？A6層 B0層 C2層 D 4層3 已知一段mRNA含有30個堿基，其中A和G有1

5、2個，轉錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數是（ ） A12 B24 C18 D304. 對于下列式子，正確的說法有（ ）表示DNA復制過程 表示DNA轉錄過程圖中共有5種堿基 圖中共有8種核苷酸圖中共有5種核苷酸圖中的A均代表同一種核苷酸A. B. C. D.【設問導讀2】閱讀教材P64P67，完成下面內容：（知識點二、遺傳信息的翻譯）二、遺傳信息的翻譯1.翻譯（1）翻譯的含義：以 為模板合成 的過程。（2）過程：UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA（2）過程：第1步： 進入細胞質，與 結合。攜帶甲硫氨酸的 ，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。第2步：攜帶組氨酸的t

6、RNA以同樣的方式進入位點2。第3步：甲硫氨酸通過與組氨酸形成 而轉移到占據位點2的tRNA上。第4步：核糖體讀取下一個密碼子，原占據位點1的tRNA離開核糖體，占據位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續 的合成。重復步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的 ，合成才告終止。（3）場所： （4）條件：a、模板： ；b、原料： ；c、能量： ；d、酶；e、工具：“搬運工” 。（5）產物： 。（6）堿基互補配對原則： 。2.密碼子（1）密碼子的定義： 上 的堿基。（2）密碼子堿基個數的確定：DNA、RNA各有 種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有 種，1個氨基酸

7、的編碼至少需要 個堿基，這些堿基有 （用乘法等式表示）種組合，才足以組合出構成蛋白質的氨基酸。（3）密碼子的種類：密碼子共有 種，其中起始密碼子 種，分別是 、 ，終止密碼子 種，分別是 、 、 ，能夠決定氨基酸的密碼子有 種。（4）氨基酸和密碼子的關系：一種氨基酸可以由 或 密碼子決定。3.反密碼子（1）定義： 上能夠與 互補配對的 。（2）反密碼子與密碼子的關系：反密碼子與決定氨基酸的密碼子是 的，都是 種 ，tRNA有 種。（3）一種tRNA只能轉運 種氨基酸,一種氨基酸可以由 種tRNA來轉運。例、mRNAUUAGAUACU 上有多少個密碼子？寫出相應的反密碼子，并根據密碼子表，列出相

8、應的氨基酸序列。有密碼子 個，與其相應的反密碼子為 ，氨基酸序列為 （查密碼子表填寫）。【自主檢測】5.某DNA分子片段中堿基為2400對，則由此片段所控制合成的多肽鏈中，最多有氨基酸多少種 （ ） A800 B400 C200 D206.不是由DNA分子中的遺傳信息直接控制合成的物質是 （ ） A.酶 B.多肽 C.胰島素 D.性激素7.下列對轉運RNA的描述，正確的是 （ ） A每種轉運RNA能識別并轉運多種氨基酸 B每種氨基酸只有一種轉運RNA能轉運它 C轉運RNA能識別信使RNA上的密碼子 D轉運RNA轉運氨基酸到細胞核內8.已知DNA分子雙鏈中腺嘌呤占全部堿基的30%，在其中的一條鏈

9、上胞嘧啶占該鏈全部堿基的25%，則由該鏈轉錄成的mRNA中胞嘧啶占全部堿基的（ ）A.15% B.20% C.25% D.35%【重難點突破】3.DNA兩大功能的執行情況比較DNA的功能復制遺傳信息表達遺傳信息轉錄翻譯概念以親代 為模板合成子代DNA的過程以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程游離在細胞質中的各種氨基酸，以 為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程時間 在生長發育的連續過程中在生長發育的連續過程中場所（主要）在 ，線粒體，葉綠體在細胞質的核糖體上條件模板以DNA的 條鏈為模板以DNA的 條鏈為模板以 為模板原料四種游離的 四種游離的 酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA

10、聚合酶等各種合成酶等能量需要ATP堿基配對原則AT，TA，GC，CG AU，UA，GC，CG過程DNA雙螺旋解開，每條鏈提供準確模板；按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈；子、母鏈結合盤繞形成兩個新DNA分子DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準確模板；按照堿基互補配對原則，形成mRNA；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。mRNA進入細胞質，與核糖體結合，mRNA作為模板；按照堿基互補配對原則與mRNA上每三個堿基配對的tRNA運載著氨基酸進入核糖體；以mRNA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質。產物兩個一樣的雙鏈 一條單鏈的 具有特定

11、氨基酸序列的蛋白質特點邊解旋邊轉錄，雙鏈DNA分子全保留式轉錄。（可有多個基因同時轉錄）一個mRNA分子上可以象機結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個核苷酸。遺傳信息的傳遞方向親代DNA子代DNA通過RNA將遺傳信息反映到蛋白質分子結構上，使后代重現親代性狀計算規律DNA（基因）中的堿基數（6n）mRNA分子中的堿基數（3n）蛋白質“多肽鏈”中氨基酸數（=參加轉運的tRNA）（= mRNA分子中的密碼子數）（n）4.密碼子的特點：（1）兼并性：一種密碼子只能決定 種氨基酸，一種氨基酸可以有 種密碼子，這種特點稱為密碼子的兼并性。（2）通用性：密碼子在生物界是通

12、用的，所有生物共用一套遺傳密碼子，說明所有生物可能具有共同的起源，并且生命在本質上是統一的。這種通用性也成為基因工程操作成功的基礎。5.基因表達中DNA的堿基數量、mRNA的堿基數量和蛋白質中氨基酸的數量關系：DNA分子中雙鏈的堿基數：mRNA中的堿基數：蛋白質中氨基酸的個數= ；DNA模板鏈堿基與mRNA堿基 ，mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子 ，DNA信息鏈堿基的排列順序與mRNA堿基的排列順序相同，只有 的差異。6.根據堿基種類和數量（或比例），推測核酸類型：（1）種類：有T無U，必為 ； 有U無T，必為 ； 有T也有U，為 。（2）數量：AT且CG，通常為 ；AT或CG，無U，必為

13、 ；ATU且CG，為 。【鞏固練習】1.有3個核酸，經分析共有5種堿基，8種核苷酸，4條核苷酸鏈，則它們是（ ）A.一個DNA和兩個RNA B.兩個DNA和一個 RNAC.三個DNA D.三個RNA2.DNA和RNA的區別是（ ）A.五碳糖不同 B.堿基種類不同 C.空間結構不同 D.以上都是3.下列對轉運RNA的描述，正確的是( ) A.每種轉運RNA能識別并轉運多種氨基酸 B.每種氨基酸只有一種轉運RNA能轉運它C.轉運RNA能識別信使RNA上的密碼子 D.轉運RNA轉運氨基酸到細胞核內4在下列細胞結構中，有可能發生堿基配對行為的一組是（ ）A.細胞核、線粒體、葉綠體、中心體 B.細胞核、

14、核糖體、中心體、線粒體C.線粒體、葉綠體、細胞核、高爾基體 D.線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核5.已知某mRNA的堿基中U占20%，A占10%，則轉錄該mRNA的基因中胞嘧啶占（ ）A.25% B.30% C.35% D.70%6.實驗室模擬生物體內DNA轉錄的必須條件是（ ） 酶 游離的核糖核苷酸 ATP DNA分子 信使RNA 轉運RNA 適宜的溫度 適宜的酸堿度A. B. C. D. 7.由n個堿基組成的基因，控制合成由一條多肽鏈組成的蛋白質，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的分子量最大為( ) A.na/6 B.na/318(n/31) C.na18(n1) D.na/618(n/6

15、1)8.某DNA分子中的S片段有360個堿基，問該片段控制合成的多肽鏈中，最多有多少種氨基酸( ) A.120種 B.60種 C.360種 D.20種9.正常情況下，能夠發生的的是( )（ ）A.相同的DNA復制成不同的DNA B.相同的DNA轉錄出不同的RNAC.相同的密碼子翻譯成不同的氨基酸 D.相同的tRNA攜帶不同的氨基酸10.已知某蛋白質的合成需要18個轉運RNA參與，則控制合成該蛋白質的基因中的堿基對的個數是A.18 B.36 C.54 D.10811.如果DNA分子一條鏈的堿基排列順序是ACGGATCTT-，那么，與它互補的另一條DNA鏈的堿基排列順序是 ；如果以已知的DNA鏈為

16、模板，轉錄出的信使RNA堿基順序應該是 。12.根據下圖，分析并回答下面的問題。（1）圖甲所示為遺傳信息的_過程 ，聚合成的多肽為 _肽。（2）圖乙為_的結構示意圖。如果圖乙中的反密碼子為 UAG , 則對應的密碼子是_，轉錄出該密碼子的基因模板鏈上對應的堿基是_。mRNA上能決定氨基酸的密碼子共有_種。（3）在人體內該過程不可能發生在( )A.神經元 B.肝細胞     C.心肌細胞   D.成熟的紅細胞（4）人體神經細胞與肝細胞的形態結構和功能不同，其根本原因是這兩種細胞的( ) A.DNA中堿基排列順序不同 B.核糖體不同 C.轉運RNA

17、不同 D.信使RNA不同【拓展提升】1.若某基因有150個堿基對，由于受到X射線的輻射，少了一對堿基，則由它控制合成的蛋白質與原來的蛋白質相比，可能出現的情況是 （多選）A.50個氨基酸，氨基酸的順序不變 B.49個氨基酸，氨基酸的順序不變 C.50個氨基酸，氨基酸的順序改變 D.少于49個氨基酸，氨基酸的順序改變2. 已知多數生物的DNA是雙鏈的，但也有個別生物的DNA是單鏈的，有人從三種生物中提取出核酸，經分析，他們的堿基比率如下：生物AGUTC甲25242319乙23242725丙31193119（1）這表明： 的核酸是RNA。 的核酸是雙鏈DNA。（2）從堿基比例看，雙鏈DNA的特點是

18、 。3.下圖表示紅花基因控制蛋白質合成的過程：多肽鏈 - - - （ ） ( ) （ ）（ ） tRNA mRNA -G-G -A -U -G U-U- A - -A- C- A - U- A- A U-G- 30個堿基- 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，找到起始密碼，依次用下劃線 畫出密碼子。 （2）查密碼子表，將mRNA 分子每一個密碼子所決定的氨基酸填入多肽鏈方框中。 （3）mRNA分子上的 遺傳密碼 無法直接識別

19、氨基酸，需tRNA將氨基酸搬運至核糖體，請根據6種 tRNA 表，選相應tRNA序號，填入密碼子上方（ ）中。6種tRNA表;亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸甲硫氨酸蘇氨酸 G A A A A U U G G U G U U G A U A C（4）某蛋白質共含有20個氨基酸，控制合成該蛋白質的基因，至少含有脫氧核苷酸 個。第1節 基因指導蛋白質的合成（導學案）參考答案【溫故互查】1.一個DNA分子上分布著多個基因，基因是有遺傳效應的DNA片段。 2.不同的DNA分子中堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性；每一個DNA分子堿基的特定排列順序，構成了DNA分子的特異性。【設問導讀1】1.細胞核 細胞質 核糖體 RNA 4 核糖核苷酸 單鏈 堿基 2.脫氧核苷酸 脫氧核糖 磷酸 堿基 核糖核苷酸 核糖 磷酸 堿基；A、G、C、T A、G、C、U；雙螺旋結構 單鏈；細胞核 線粒體 葉綠體 細胞質；信使RNA 轉運RNA 核糖體RNA3.（1）細胞核 DNA的一條鏈 RNA （2）游離的核糖核苷酸 堿基 氫鍵 mRNA mRNA(3)細胞核 （4）DNA