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-1-第一章第一节基因指导蛋白质的合成导学案【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.DNA的基本组成单位是2.DNA的主要分布场所3.DNA分子能储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在。4.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。5.生物体形状的控制着和体现者分别是_______________和________________。【预习导航】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？在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质⒈RNA的基本组成单位：_______________──RNA充当信使。⒉RNA的结构：一般是_______链，且比DNA短。能通过，从细胞核转移到细胞质。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。3.RNA与DNA的区别：（1）组成成分的区别种类DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）组成部分碱基胸腺嘧啶（T）尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖组成单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）结构规则的双螺旋结构常成单链结构分布细胞核（线粒体，叶绿体）细胞质功能编码、复制遗传信息，控制蛋白质的合成将遗传信息从DNA传递给蛋白质-2-（2）结构的区别4．DNA的遗传信息是怎么转给mRNA的？（1）转录：在________内，以DNA的_______为______，按照_______________的原则合成________的过程。5.为什么RNA适于作DNA的信使？遗传信息存在于细胞核，蛋白质合成在细胞质中进行，在两者之间需要一个传递信息的信使——RNA。能完成此任务的RNA与其成分和结构有一定的关系。（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。6.DNA指导蛋白质的合成包括和两个过程，两个过程的主要场所分别是和；两个过程的模板分别是和。7.密码子是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。8.把氨基酸搬运到核糖体中的“搬运工”是。①结构：呈_______________，一端是携带氨基酸的部位，另一端为__________。②特性：每种tRNA只能识别并转运______种氨基酸。【课堂探究】重、难点突破一、遗传信息的转录思考1：DNA的遗传信息怎么传给mRNA的？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：……ATGATAGGGAAA……链2：……TACTATCCCTTT……mRNA…………思考2：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？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：（主要是mRNA）转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。（6）过程①解旋：________解开，碱基得以暴露。②配对：细胞中游离的________与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。③连接：在________酶的作用下，依次连接，形成一个_______分子。④脱离：合成的________从DNA链上释放，而后DNA双链恢复⑤碱基互补配对-3-⑥遗传信息流动思考3：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？(7).转录的概念____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、遗传信息的翻译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-4-4．翻译的过程（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：（2）联系：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UUCACUAAGCUUUCGCGCGAAUGAⅡⅠ-5-①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。②mRNA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-6-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（1）区别(2)联系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-7-♨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】1.一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使RNA分