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第三章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成学习目标1、知识与技能：（1）概述遗传信息的转录和翻译。（2）认知和区分相关概念：遗传信息、密码子与反密码子。（3）能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，理解密码的简并性。（4）培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式，阐述转录和翻译的概念、原理和过程。2、过程与方法：（1）通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经验验证的科学方法。（2）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。（3）通过模拟探究培养学生合作探究能力。学习目标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奥秘的过程仍未终结，激发学生探知未知世界的欲望。（3）通过介绍科学史实，使学生沿着科学家探索的历程，理解科学的本质和科学研究方法，学习科学家的精神，提高学生科学素养。第一课时一、问题导入问题一：在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？问题二：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？利用恐龙的DNA使恐龙的基因表达出来,表现恐龙的特性,才是恐龙的复活。在基因表达的时候,基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的，因为蛋白质是生命活动的主要承担者（或体现者），基因对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。小飞守角制作基因肤色眼皮单双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列小飞守角制作基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。小飞守角制作1.DNA主要存在哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质(核糖体)进行指导通过RNA问题：2、为什么RNA适于做DNA的信使呢？1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？小飞守角制作二、遗传信息的转录1、RNA与DNA的区别核糖脱氧核糖小飞守角制作小飞守角制作比较RNA与DNA结构的不同比较项目DNARNA结构基本单位五碳糖含氮碱基功能主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG通常双螺旋结构一般单链结构细胞核细胞质遗传信息的储存、传递、表达小飞守角制作RNA的种类信使RNA——mRNA核糖体RNA——rRNA转运RNA——tRNA2、RNA的类型小飞守角制作⑴信使RNA（mRNA）：转录遗传信息，翻译的模板，即传递遗传信息的作用。⑵转运RNA（tRNA）：识别密码子，运输特定氨基酸，呈三叶草型结构。⑶核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分。思考：为什么RNA适于做DNA的信使呢？小飞守角制作⑴它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。⑵在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与配对。⑶RNA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。3、RNA适于做DNA的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？小飞守角制作4、转录⑴转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。⑵转录的场所：细胞核。⑶转录的模板：DNA分子的一条链。⑷转录的原料：四种核糖核苷酸。⑸转录的条件：模板、原料、能量、酶。⑹转录时的碱基配对：⑺转录的产物：mRNA。DNARNAATCGUAGCG－C、C－G、T－A、A－U（8）遗传信息传递的方向小飞守角制作AGTACAAATG⑻转录的过程游离的核糖核苷酸小飞守角制作AGTACAAATGRNA聚合酶小飞守角制作AGTACAAATGUU小飞守角制作AGTACAAATGUU小飞守角制作AGTACAAATGUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUAU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUA小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUAU小飞守角制作AGTACAAATGGUUAUUAUC小飞守角制作GAGTACAAATGUUAUUAUCmRNA小飞守角制作1、DNA→RNA如何转录，特点是什么？问题：2、转录的单位是什么？3、DNA的两条链都能转录吗？4、DNA链完全解开吗？5、在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？小飞守角制作思考与讨论：1、转录与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？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？小飞守角制作复制转录场所细胞核细胞核解旋完全解旋只解有遗传效应的片段模板DNA的两条链只有DNA的一条链原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸酶DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶能量ATPATP碱基配对A—TC—GT—AG—CA—UG—CT—AC—G产物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA课堂小结：小飞守角制作课堂练习：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D2．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D小飞守角制作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CD5．果蝇的遗传物质由种核苷酸组成[]A．2B．4C．5D．8B小飞守角制作6．一个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C7．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、4D小飞守角制作8．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的[]A．50%B．25%C．30%D．35%C小飞守角制作第二课时三、遗传信息的翻译1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。问题：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？小飞守角制作mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系小飞守角制作UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子3、密码子密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基小飞守角制作密码子表UUAGAUAUCmRNA小飞守角制作⑴遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。⑶简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。4、遗传密码的特性⑷通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。小飞守角制作思考与讨论：1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？小飞守角制作5、翻译的过程转运RNA(tRNA)小飞守角制作AUGGAUAUCmRNA甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用小飞守角制作UCAUGAUUAmRNA细胞质细胞质中的mRNA小飞守角制作UCAUGAUUA核糖体mRNA与核糖体结合小飞守角制作UCAUGAUUAAAU亮氨酸tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对.小飞守角制作UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天门冬酰氨tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置小飞守角制作UCAUGAUUAAAU亮氨酸ACU天门冬酰氨两个氨基酸分子缩合脱水缩合小飞守角制作UCAUGAUUA亮氨酸ACU天门冬酰氨AUG异亮氨酸核糖体随着mRNA滑动.另一个tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.小飞守角制作UCAUGAUUA亮氨酸ACU天门冬酰氨AUG异亮氨酸一个个氨基酸分子缩合成链状结构小飞守角制作UCAUGAUUA亮氨酸天门冬酰氨AUG异亮氨酸tRNA离开，再去转运新的氨基酸小飞守角制作UCAUGAUUA以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质小飞守角制作课堂小结：场所：产物：模板：原料：条件：细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、转运RNA（tRNA）碱基互补配对：G－C、C－G、U－A、A－U遗传信息流动：mRNA蛋白质小飞守角制作基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录翻译数量n3n6n小飞守角制作小飞守角制作转录翻译定义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白质原料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达转录和翻译的比较小飞守角制作复制、转录和翻译的比较比较项目复制转录翻译场所细胞核细胞核细胞质模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多种酶能量ATPATPATP原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸产物子代DNAmRNA多肽链碱基配对A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G小飞守角制作小飞守角制作课堂练习：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A2．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D小飞守角制作3.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是()A．198个B．199个C．200个D．201个B基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1小飞守角制作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．TACD5．一个转运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）D小飞守角制作6．一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C基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1小飞守角制作7．某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）。A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212