第四章第一节基因指导蛋白质的合成.doc

同煤二中高中生物必修二第四章导学案 制作人：李玲萍 审核人：王小霞 时间：2015年5月12
第四章第1节 基因指导蛋白质的合成
第一课时 遗传信息的转录
导学案
【学习目标】
1. 概述基因指导蛋白质合成的过程
2. 说明密码子与氨基酸的关系
【学习重点】
1. 理解基因表达翻译的概念和过程
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。
【课时安排】 2课时
【温顾知新】
1、细胞中的两种核酸的比较 即RNA与DNA的比较
种类（名称） 
DNA( )
RNA( )
组成元素

基本单位

碱基组成

五碳糖

磷酸基团

结 构

分 布

功能

2. 组成生物体蛋白质的氨基酸大约有   种,氨基酸结合成蛋白质的方式和场所分别是  、     。蛋白质多样性的原因                   。
【自主学习】
一、遗传信息的转录
（1）基因是有_________的 片段； DNA 主要存在于________中，而蛋白质的合
成是在_______中进行的。
（2）RNA一般是____链，比 DNA 短，因此能够通过_______，从________转移到______中。
分类：①在翻译过程中起模板作用的是 ；
②起转运作用的是 ；
③参与构成核糖体的是 。                          
合作探究一：
1. 基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？

2．DNA的遗传信息是怎么转给mRNA 的？

3.为什么RNA适于作DNA的信使？

针对性练习1：已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA的碱基顺序 (以链2为模板进行转录)。
     DNA 链1： …… A T G A T A G G G A A A ……
       链2： …… T A C T A T C C C T T T ……
mRNA  ……           ……

思考：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？

二、阅读教材P63最后一段及图4-4 概括转录过程、归纳转录的概念
（1）场所： （2）模板：
（3）原料： （4）配对原则：
（5）产物：
（6）过程 ①解旋：
②配对：
③连接：
④脱离：
⑤碱基互补配对
⑥遗传信息流动

合作探究二：
转录和DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？

小结：转录的概念

巩固练习题：
1．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
2．DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过磷脂双分子层 （ ）
A．6层 B．4层 C．2层 D．0层
3．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
4． 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．12 B．24 C．18 D．30
5． DNA解旋发生在 （ ）
A．复制与转录中 B．转录中 C．翻译中 D．复制中
6、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A．转运RNA中的核苷酸的排列序列 B．蛋白质分子中的氨基酸的排列序列
C．核糖体RNA中核苷酸的排列序列 D．DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列
7、 某DNA片段所转录的mRNA中尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，则此DNA片段中胸腺嘧啶和
鸟嘌呤分别占（ ）
A. 46%、 54% B. 23%、 27% C. 27%、 23% D.46%、 27%

第四章第1节 基因指导蛋白质的合成
第二课时 遗传信息的转录
导学案
【学习目标】
1. 概述基因指导蛋白质合成的过程
2. 说明密码子与氨基酸的关系
【学习重点】
1. 理解基因表达翻译的概念和过程
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。1．翻译
（1）场所：
（2）模板：
（3）原料：
（4）运载工具：
（5）产物：
（6）翻译的概念_________________________________________________________________
________________________________________________________________
思考4:信使RNA上至少由几个碱基来决定一个氨基酸？
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定__ _种，即
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定_ __种，即
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定__ _种，即
观察教材P65表4-1的密码子表,你有哪些发现?与同学一起交流。
概括：(1) 在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有  个。
(2) 一种密码子，决定   种特定的氨基酸（专一性）
(3) 一种氨基酸可能有      种密码子（简并性）
(4) 地球上几乎所有的生物       密码子表（通用性）
密码子具有专一性 、简并性和通用性
2．密码子
（1）概念：_______上的3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这3个相邻碱基称为_______。
（2）种类：共有_______种，决定氨基酸的有_______种。
起始子：AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）
终止子：UAA、UAG、UGA
♨特别提醒：
(1)由于密码子具有简并性，故基因突变并不一定导致其合成的蛋白质发生改变。(2)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。
特别提醒：密码子的简并性能在一定程度上防止由于DNA中碱基的改变而导致的蛋白质的改变，从而维护了生物性状的稳定性。
思考5: 游离在细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体上的?

3.转运RNA
（1）结构：形状像三叶草的叶，一端是携带______的部位，另一端有三个碱基。每个tRNA 的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称为______。
（2）种类：______种
4．翻译的过程

UUC
ACU
AAG CUU
UCG
C
G
C
GAA
UGA

Ⅱ
Ⅰ

（1）mRNA_________进入细胞质，与 结合。
（2）携带一个特定氨基酸的tRNA，通过 与第一个密码子互补配对，进入位点1.
（3）携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点2.
（4）位点1位点2相应的氨基酸 形成 ，位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
（5）核糖体读取下一个 ，原占据位点1的离开核糖体，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，继续肽链合成。核糖体沿_______移动，肽链延伸。重复进行，直到读取到 肽链的合成才告终止。
（6）肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合体上脱离，经一系列步骤，盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。
① 碱基互补配对
② 遗传信息流动
♨特别提醒：
翻译进程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。
小结：
1、基因指导蛋白质合成过程
（ ） ( )
基因 mRNA 蛋白质
细胞核 细胞质（核糖体）
2、遗传信息、密码子和反密码子的对比
（1）区别：

遗传信息
密码子
反密码子
概
念
是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基
与mRNA分子中密码子互相配对的tRNA上的3个 碱基
作
用
决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
翻译时决定肽链的氨基酸排列顺序
与上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置
种
类
多种多样
共64种，编码蛋白质的密码子共61种，终止密码共3种，不能编码蛋白质
61种
（2） 联系：
① 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
② mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。
(3)对应关系：

2．氨基酸与密码子、反密码子的关系
(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性)，可由l种或几种tRNA转运。
(2)1种密码子只能决定l种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。
(4)基因中碱基、RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系：
基因中碱基数：mRNA碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1，图解如下：

特训1： mRNA ……U－U－A－G－A－U－A－C－U ……这mRNA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）
特训2: 一个tRNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转运的氨基酸是 ( ) A．酪氨酸（UAC） B．谷氨酸（GAG） C．精氨酸（CGA） D．丙氨酸（GCU）
特训3：信使RNA合成后，离开合成部位到达核糖体上，需要经过几层生物膜 （ )
A.1层 B.2层 C.3层 D.0层
【延伸拓展】
1、根据碱基种类和数量（或比例），推测核酸类型
（1）种类：①有T无U，必为 ； ②有U无T，必为 ；
③有T也有U，为 。
（2）数量：①A＝T且C＝G，通常为 ；②A≠T或C≠G，无U，必为 ；
③A＝T＋U且C＝G，为 。
2、基因表达中相关数量计算
①转录时只以DNA的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基的1/2。
②翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基的1/3。
所以，在不考虑DNA上的无遗传效应片段、不考虑mRNA上的终止密码等等情况下，基因中的碱基数（双链）：mRNA中的碱基数：合成蛋白质的氨基酸个数 =
即 DNA的碱基数目 ： mRNA碱基数 ：氨基酸数 =
♨特别提醒：
(1)上述比例关系只是针对基因中的碱基，而不是整个DNA分子。
(2)由于终止密码子的存在，因此mRNA上碱基数目比氨基酸数目的3倍还要多一些，注 意题目中是否有限定词，如“最少”等。
思考5: 在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？
( 提示：不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。)
（3）解答蛋白质合成的相关计算时，应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；
是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。
3、真核细胞中复制、转录、翻译的比较

复制
转录
翻译
时间

个体生长发育的连续过程中
场所

条件
模板

原料

酶

能量

原则

解旋

产物

信息传递

特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA仍恢复原来的双链结构

翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸

相同点
均需要酶、ATP、模板、原料、适宜的温度和PH等
意义
使遗传信息从亲代传给子代

表达遗传信息，使生物表现出各种性状
（1）区别
(2)联系

♨特别提醒：
(1)一个mRNA翻译出的多肽链不一定是一条，可以同时随着多个核糖体，翻译出多条多肽链。
(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。

【当堂检测】
7．右上图表示DNA（基因）控制蛋白质合成的过程，请分析回答：
（1）根据图中的碱基，可推测包括了 种核苷酸。
（2）DNA的两条链中， 链为模板链。遗传密码（密码子）存在于 链上（请写标号）。
（3）如果控制合成的蛋白质含两条肽链，49个肽键，则控制其合成的基因至少有 个________脱氧核苷酸。
【课后巩固】
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中，穿过( )磷脂双分子层。
A．6层 B．0层 C．2层 D． 4层

5． 转移RNA的功能是（ ）
A．决定mRNA的排列顺序 B．完全取代DNA
C．合成特定的氨基酸 D．运输氨基酸，识别mRNA上的遗传密码

7．信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A．转运RNA中的核苷酸的排列序列 B．蛋白质分子中的氨基酸的排列序列
C．核糖体RNA中核苷酸的排列序列 D．DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列
8． mRNA的核苷酸序列与（ ）
A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补 B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补
C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补 D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补
9．
10．已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则该mRNA中的C和U不能少于：（ ）
A．200个　 B．400个　　 C．600个　 D．800个
11. 如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成DNA的试管是 （ ）

A.a和d B.b和c C.只有b D.只有c
12.某基因中含有1200个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是 （ ）
A．198 B．398个 C．400个 D．798个
13. 组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密码子共有（ ）
A．4 B． 20 C．61 D．64
14. 一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转运的氨基酸是（ ）
A．酪氨酸（UAC） B．谷氨酸（GAG）
C．精氨酸（CGA） D．丙氨酸（GCU）
15. 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
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 ；如果以已知的DNA链为模板，转录出的信使RNA碱基顺序应该是 。
17.填表：
DNA双链
C

A

G

mRNA

A

tRNA

G

A

G
氨基酸
丙氨酸

附：半光氨酸（UGC）、丝氨酸（UCC）、苏氨酸（ACC）、精氨酸（AGG）

班级 姓名