人教版高中生物必修二 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 基因的表達(dá)

第4章基因的表達(dá)第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

1.說出三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能。2.描述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。3.闡述密碼子、反密碼子與氨基酸間的關(guān)系。4.闡述中心法則的內(nèi)容。1.生命觀念：通過掌握遺傳信息的表達(dá)過程，明確蛋白質(zhì)作為生命活動主要承擔(dān)者的意義。2.科學(xué)思維：運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中DNA上堿基、密碼子、氨基酸數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系。課標(biāo)要求素養(yǎng)要求內(nèi)容索引一、RNA的組成及分類二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄隨堂演練知識落實(shí)三、遺傳信息的翻譯四、中心法則01一、RNA的組成及分類RNADEZUCHENGJIFENLEI基礎(chǔ)梳理

·夯實(shí)教材基礎(chǔ)1.RNA的結(jié)構(gòu)(1)基本單位及組成①

；②

；③堿基：

；④

。(2)空間結(jié)構(gòu)：一般是

，且比DNA短。磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸單鏈2.RNA與DNA的比較比較項(xiàng)目DNARNA組成單位基本組成單位不同__________________________五碳糖不同______________堿基不同特有的是____________特有的是__________結(jié)構(gòu)不同_________________一般為_____脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)單鏈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)3.RNA的種類及其作用(1)(2)(3)信使RNADNA核糖體RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA識別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸(1)DNA和RNA都含有核糖(

)(2)RNA是某些病毒的遺傳物質(zhì)(

)×正誤判斷

·矯正易混易錯√深化探究

·解決問題疑難現(xiàn)有一核酸分子，若從化學(xué)組成入手，如何判斷其是DNA還是RNA？(不考慮特殊情況)提示(1)根據(jù)五碳糖種類判斷：若有核糖，一定為RNA；若有脫氧核糖，一定為DNA。(2)根據(jù)含氮堿基種類判斷：若含T，一定為DNA；若含U，一定為RNA。(3)根據(jù)含氮堿基含量的比較判斷：若嘌呤數(shù)≠嘧啶數(shù)，則肯定不是雙鏈DNA。02二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄YICHUANXINXIDEZHUANLU基礎(chǔ)梳理

·夯實(shí)教材基礎(chǔ)1.概念：RNA是在

中，通過RNA聚合酶以

為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。2.過程細(xì)胞核DNA的一條鏈堿基堿基互補(bǔ)配對一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA雙螺旋(1)轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個DNA，是轉(zhuǎn)錄其中的基因，不同種類的細(xì)胞，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量不同，但tRNA和rRNA的種類沒有差異。(2)細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成的RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過0層膜，需要能量。(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保證生命活動的有序進(jìn)行。(4)質(zhì)基因(線粒體和葉綠體中的基因)控制蛋白質(zhì)合成過程中也進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。歸納總結(jié)(1)遺傳信息轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有mRNA(

)(2)轉(zhuǎn)錄以DNA的兩條鏈作為模板，以4種核糖核苷酸為原料(

)(3)細(xì)胞中的RNA合成過程不會在細(xì)胞核外發(fā)生(

)×正誤判斷

·矯正易混易錯××深化探究

·解決問題疑難結(jié)合下列有關(guān)圖解，回答相關(guān)問題。1.甲、乙兩過程有何相同之處？這對保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？提示甲表示DNA復(fù)制，乙表示轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板，都遵循堿基互補(bǔ)配對原則，在真核細(xì)胞中主要發(fā)生在細(xì)胞核。堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.甲、乙兩過程有何不同之處？提示(1)DNA復(fù)制中A與T配對，轉(zhuǎn)錄中會有A與U配對。(2)DNA復(fù)制時一個DNA分子完整復(fù)制，形成兩個DNA分子；轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，在DNA分子中，只有處于表達(dá)狀態(tài)的片段(基因)才會被轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄形成一條單鏈RNA。3.轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈和非模板鏈的堿基序列相比，有什么異同？提示轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈的堿基序列是互補(bǔ)配對關(guān)系；和非模板鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上T的位置，RNA鏈上是U。03三、遺傳信息的翻譯YICHUANXINXIDEFANYI基礎(chǔ)梳理

·夯實(shí)教材基礎(chǔ)1.翻譯場所：細(xì)胞質(zhì)的

上模板：______原料：21種_______能量：ATP搬運(yùn)工具：tRNA產(chǎn)物：具有一定氨基酸順序的_______核糖體mRNA氨基酸蛋白質(zhì)2.tRNA的形態(tài)和功能特點(diǎn)(1)形態(tài)：RNA鏈經(jīng)過

，形成

形。(2)功能特點(diǎn)：每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)

氨基酸。折疊三葉草一種3.密碼子和反密碼子(1)屬于密碼子的是

(填序號)，位于[④]

(填名稱)上，其實(shí)質(zhì)是決定一個氨基酸的

的堿基。(2)屬于反密碼子的是

(填序號)，位于[③]

(填名稱)上，其實(shí)質(zhì)是與

發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個相鄰的堿基。(3)密碼子的種類為

種，正常情況下，反密碼子的種類為

種。②mRNA3個相鄰①tRNA密碼子64614.翻譯過程核糖體tRNAmRNA終止密碼子mRNA的復(fù)合物5.翻譯能精確進(jìn)行的原因(1)

為翻譯提供了精確的模板。

(2)通過

，保證了翻譯能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。6.翻譯能高效進(jìn)行的原因一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合

個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成。mRNA堿基互補(bǔ)配對多(1)DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子的對應(yīng)關(guān)系歸納總結(jié)(2)基因表達(dá)過程中相關(guān)的數(shù)量關(guān)系比較(不考慮終止密碼子)數(shù)目/個DNA中的堿基數(shù)(脫氧核苷酸數(shù))6nmRNA中的堿基數(shù)(核糖核苷酸數(shù))3n蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)n參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA數(shù)n蛋白質(zhì)中的肽鏈數(shù)m蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)(脫水?dāng)?shù))n－m基因表達(dá)過程中，蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目＝參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA數(shù)目＝

mRNA的堿基數(shù)目＝

基因中的堿基數(shù)目。(3)原核生物和真核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，在空間和時間上被分隔開進(jìn)行，而原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒有分隔，可以同時進(jìn)行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。(1)DNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板(

)(2)密碼子位于mRNA上，ATC一定不是密碼子(

)(3)mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質(zhì)(

)(4)每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種或多種氨基酸(

)×正誤判斷

·矯正易混易錯√××深化探究

·解決問題疑難下圖是翻譯過程的示意圖，請據(jù)圖分析：1.圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是哪種分子或結(jié)構(gòu)？提示Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是tRNA、核糖體、多肽鏈。2.圖乙中①、⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？核糖體移動的方向是怎樣的？提示①、⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。3.最終合成的多肽鏈②、③、④、⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？提示相同；因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。04四、中心法則ZHONGXINFAZE基礎(chǔ)梳理

·夯實(shí)教材基礎(chǔ)1.提出者：

。2.內(nèi)容克里克①DNA的復(fù)制：遺傳信息從

流向

。②

：遺傳信息從

流向

。③翻譯：遺傳信息從

流向

。④

：遺傳信息從

流向

。⑤

：遺傳信息從

流向

。DNADNA轉(zhuǎn)錄DNARNARNA蛋白質(zhì)RNA的復(fù)制RNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNADNA(1)中心法則表示的是遺傳信息的流動過程(

)(2)遺傳信息只能從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)(

)(3)DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則(

)正誤判斷

·矯正易混易錯√××寫出下列各類生物遺傳信息傳遞過程：原核生物；真核生物；DNA病毒；RNA復(fù)制病毒；逆轉(zhuǎn)錄病毒。學(xué)以致用

·鏈接典例拓展生物種類遺傳信息的傳遞過程原核生物真核生物DNA病毒RNA復(fù)制病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒提示學(xué)習(xí)小結(jié)05隨堂演練知識落實(shí)SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.下列關(guān)于RNA的敘述，錯誤的是A.有些RNA可催化細(xì)胞內(nèi)的某些生化反應(yīng)B.RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成C.RNA參與構(gòu)成核糖體D.RNA參與構(gòu)成細(xì)胞膜√解析有些酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA；RNA的基本單位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮堿基組成；rRNA參與構(gòu)成核糖體。12345解析分析題圖可知，①是磷酸基團(tuán)，②是五碳糖，③是含氮堿基。DNA與RNA在核苷酸上的不同主要有兩點(diǎn)，一是在DNA中②為脫氧核糖，在RNA中②為核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G4種，在RNA中③有A、U、C、G4種，A錯誤；如果要構(gòu)成ATP，要在①位置上加上兩個磷酸基團(tuán)，②應(yīng)為核糖，③應(yīng)為腺嘌呤，B錯誤；人的遺傳物質(zhì)是DNA，在DNA中③只有4種(A、G、C、T)，C正確；DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中多數(shù)②與兩個①相連，D錯誤。2.(2019·邢臺校級月考)如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說法正確的是A.DNA與RNA在核苷酸上只有②不同B.如果要構(gòu)成ATP，在①位置上加上兩個磷酸基團(tuán)即可C.③在人的遺傳物質(zhì)中只有4種D.DNA分子中每個②均只與一個①相連√123453.(2019·曲阜師大高一檢測)關(guān)于密碼子和反密碼子的敘述，正確的是A.密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上B.密碼子位于tRNA上，反密碼子位于mRNA上C.密碼子位于rRNA上，反密碼子位于tRNA上D.密碼子位于rRNA上，反密碼子位于mRNA上√解析mRNA上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸，這樣相鄰的三個堿基稱為密碼子；每個tRNA上有三個堿基與密碼子相配對，這樣的三個堿基稱為反密碼子，即密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上，A正確，B、C、D錯誤。123454.(2018·吉林二中月考)如圖是基因表達(dá)的示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是12345A.過程①是轉(zhuǎn)錄過程，在植物細(xì)胞中只能發(fā)生在細(xì)胞核中B.過程②在核糖體上進(jìn)行，需要的原料是4種核糖核苷酸C.過程①②在原核生物體內(nèi)可以同時進(jìn)行D.過程①②中的堿基配對方式完全相同√解析圖中過程①表示轉(zhuǎn)錄，在植物細(xì)胞中，主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，也可發(fā)生在葉綠體或線粒體中，A錯誤；過程②表示翻譯，在核糖體上進(jìn)行，以21種氨基酸為原料，B錯誤；原核生物沒有以核膜為界限的細(xì)胞核，轉(zhuǎn)錄和翻譯在時間和空間上可以同時進(jìn)行，C正確；過程①②中的堿基配對方式不完全相同，過程①中有T—A配對，而過程②中沒有，D錯誤。12345解析圖中核糖體上進(jìn)行的是翻譯過程，此過程需要的條件是模板、原料、能量、酶等。5.如圖表示某真核生物基因表達(dá)的部分過程，請回答下列問題：12345(1)圖中表示遺傳信息的_____過程，發(fā)生的場所是________，此過程除圖中所示條件外，還需要_________等。翻譯核糖體酶和能量(2)圖中③表示_______，合成的主要場所是________，通過_____運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中，穿過___層膜，_____(填“需要”或“不需要”)能量。12345mRNA細(xì)胞核核孔0需要解析③為mRNA，主要在細(xì)胞核中合成，通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，此過程穿過

0層膜，需要能量。12345解析密碼子存在于mRNA分子上，與tRNA上的反密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，故圖中方框內(nèi)的堿基為UUU，對應(yīng)的密碼子為AAA，相應(yīng)氨基酸是賴氨酸。(3)圖中方框內(nèi)的堿基應(yīng)為_____，對應(yīng)的aa5應(yīng)為________(賴氨酸的密碼子為AAA，苯丙氨酸的密碼子為UUU)。UUU賴氨酸(4)圖中的氨基酸共對應(yīng)____個密碼子。核糖體的移動方向是_________。123457從左到右解析圖中共有7個氨基酸，對應(yīng)7個密碼子。根據(jù)圖中最后一個氨基酸的加入位置可知，核糖體的移動方向?yàn)閺淖蟮接摇?.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因的表達(dá)

教學(xué)目標(biāo)1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。2.計(jì)算DNA堿基數(shù)日、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系。新課導(dǎo)入電影《侏羅紀(jì)世界》中恐龍復(fù)活的場景新課導(dǎo)入①一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。利用恐龍的DNA分子，真的能使恐龍復(fù)活嗎？②但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達(dá)及調(diào)控過程才能實(shí)現(xiàn)。③因此，在可預(yù)見的將來，利用DNA來使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。提出問題DNA蛋白質(zhì)合成（細(xì)胞核）（細(xì)胞質(zhì)）核孔RNA？？基因怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

為什么RNA適于作DNA的信使呢？1.RNA的全稱：2.RNA的基本單位：核糖核酸核糖核苷酸3.RNA與DNA的主要區(qū)別：（1）五碳糖不同（2）堿基不完全相同（3）RNA一般為單鏈遺傳信息的轉(zhuǎn)錄4.RNA的種類及功能（1）mRNA——信使RNA攜帶著從DNA轉(zhuǎn)錄來的遺傳信息，是合成蛋白質(zhì)的模板。（2）tRNA——轉(zhuǎn)運(yùn)RNA識別并運(yùn)載氨基酸（3）rRNA——核糖體RNA

它是核糖體的組成成分遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（1）它也是由基本單位——核苷酸連接而成，核苷酸也含有4種堿基，它能準(zhǔn)確傳遞遺傳信息。（2）RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。（3）RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。5.RNA適于作DNA的信使的原因遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？（1）定義：通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。（2）場所：（3）條件：真核生物：細(xì)胞核（主要）原料：

4種游離的核糖核苷酸模板：

DNA的一條鏈能量：

ATP酶：

RNA聚合酶遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄過程①解旋②配對

③連接④釋放遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶將DNA雙鏈解開，堿基暴露出來第一步游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對第二步在RNA聚合酶的作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的RNA分子上第三步合成的RNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)第四步3′3′5′5′5′RNA與模板鏈?zhǔn)欠聪虻倪^程轉(zhuǎn)錄的過程是怎樣的？主要在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程轉(zhuǎn)錄的概念？1轉(zhuǎn)錄的場所？2轉(zhuǎn)錄的模板3轉(zhuǎn)錄的原料4轉(zhuǎn)錄的條件5轉(zhuǎn)錄的堿基配對方式6轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物？7轉(zhuǎn)錄的過程？