必修二 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 學(xué)案

1、上課時(shí)間年月日第課時(shí)總課時(shí)課題第四章基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教學(xué)目標(biāo)1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。教方學(xué)法講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合教材分析重點(diǎn)遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程難點(diǎn)遺傳信息的翻譯過(guò)程教具教案教學(xué)過(guò)程引入：?jiǎn)枺寒?dāng)我們認(rèn)識(shí)到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認(rèn)識(shí)，分析現(xiàn)實(shí)生活中一些具體的問(wèn)題呢？例如，在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問(wèn)題？提示：一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息，也可以說(shuō)

2、是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過(guò)極其復(fù)雜的基因表達(dá)及其調(diào)控過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)，因此，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，利用DNA分子來(lái)使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。看來(lái)要解決這個(gè)問(wèn)題，我們還需要研究“基因的表達(dá)”。問(wèn)：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。那么，DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的呢？分析推理1：推測(cè)有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。DNA與RNA的比較問(wèn)：為什么RNA適于作DNA的信使呢答：（1）它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似,也是由基本單位-核苷酸連接而成,也能儲(chǔ)存遺傳信息

3、. （2）在RNA與DNA的關(guān)系中,也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”,但U-A. （3）RNA一般是單鏈,而且比DNA短,因此能夠通過(guò)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中.問(wèn)：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？DNA雙螺旋解開(kāi)，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；游離的核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合。新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)一、RNA的組成與分類(lèi)1.RNA的形成：二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯密碼子：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。（有64種，61種決定20氨基酸的編碼

4、，種終止子（終止轉(zhuǎn)錄的信號(hào)）有簡(jiǎn)并性、通用性。）反密碼子：tRNA上與mRNA對(duì)應(yīng)密碼子想配對(duì)的三個(gè)堿基。（有61種，與61種決定氨基酸的密碼子對(duì)應(yīng)。）DNA轉(zhuǎn)錄與翻譯DNA的功能復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯（待學(xué)）概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過(guò)程游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程時(shí)間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中場(chǎng)所在細(xì)胞核（主要），線(xiàn)粒體，葉綠體在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上 條件模板以DNA的兩條鏈為模板以DNA的一條鏈為模板以mRNA為模板原料四種游

5、離的脫氧核苷酸四種游離的核糖核苷酸20種氨基酸酶酶DNA解旋酶，DNA聚合酶等DNA解旋酶，RNA聚合酶等（各種合成酶等）能量需要ATP堿基配對(duì)原則AT，TA，GC，CGAU，UA，GC，CGAU，UA，GC，CG過(guò) 程DNA雙螺旋解開(kāi)，每條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成子鏈；子、母鏈結(jié)合盤(pán)繞形成兩個(gè)新DNA分子DNA雙螺旋解開(kāi)，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，形成mRNA；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mRNA作為模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與mRNA上每三個(gè)堿基配對(duì)的tRNA運(yùn)載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以mR

6、NA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。產(chǎn)物兩個(gè)一樣的雙鏈DNA分子一條單鏈的mRNA具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留式復(fù)制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個(gè)起始點(diǎn)）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個(gè)基因同時(shí)轉(zhuǎn)錄）一個(gè)mRNA分子上可以象機(jī)結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個(gè)核苷酸。信息的傳遞方向親代DNA子代DNADNAmRNA通過(guò)RNA將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀*DNA（基因）中的堿基數(shù)=mRNA分子中的堿基數(shù)=蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù) 6 n 3n n（

7、=參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA）（= mRNA分子中的密碼子數(shù)） n n知識(shí)拓展：2. 兩種翻譯模型解讀：（1） 一條mRNA上只有一個(gè)核糖體，并且核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成了兩個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)（2）一條mRNA上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條相同的多肽鏈；核糖體移動(dòng)方向的判斷依據(jù)是多肽鏈的長(zhǎng)短。自測(cè)：1豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒是一種普遍存在于豬體內(nèi)的病毒，其遺傳信息長(zhǎng)期存在于豬的種群基因庫(kù)中。圖是豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的增殖過(guò)程，據(jù)圖分析正確的是（）A該病毒的RNA可直接翻譯出逆轉(zhuǎn)錄酶Ba過(guò)程中形成的堿基對(duì)種類(lèi)較b過(guò)程的多C豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳物質(zhì)直接插入豬的染色體上D若某受精卵被該病毒感染，則

8、新生個(gè)體的細(xì)胞中都有該病毒的遺傳信息2下列關(guān)于生物體內(nèi)基因表達(dá)過(guò)程的敘述，正確的是（）A每種氨基酸都至少有兩種相應(yīng)的通用密碼子B一個(gè)基因的兩條DNA鏈可轉(zhuǎn)錄出兩條相同的RNAC一個(gè)mRNA結(jié)合多個(gè)核糖體可以縮短每一條肽鏈合成的時(shí)間D基因的表達(dá)是指基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀的過(guò)程3關(guān)于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的敘述，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A逆轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制的產(chǎn)物都是DNAB轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶C轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄所需要的反應(yīng)物都是核糖核苷酸D細(xì)胞核中的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板4下列不屬于RNA功能的是（）A生物催化劑B染色體的組成成分C翻譯的模板D某些病毒的遺傳物質(zhì)5依據(jù)

9、題目敘述回答有關(guān)問(wèn)題。（1）與分泌蛋白合成和分泌有關(guān)的具膜細(xì)胞器有。（2）假設(shè)構(gòu)成圖1中多肽分子的氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量之和為a，那么該多肽的分子量是。（3）圖2中從化學(xué)組成上看，和的區(qū)別是。（4）由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致某肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸（密碼子有AUU、AUC、AUA）變成蘇氨酸（密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG），則該基因的這個(gè)堿基對(duì)替換情況是。（5）生長(zhǎng)素只能從植物形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，而不能反過(guò)來(lái)運(yùn)輸，稱(chēng)為。6下圖中表示蛋白質(zhì)合成并轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過(guò)程：信號(hào)肽是能啟動(dòng)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的一段多肽，SRP是信號(hào)肽識(shí)別粒子，它與信號(hào)肽結(jié)合后，再與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP受體結(jié)合，使得多肽分子進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔（ER腔）內(nèi)。請(qǐng)據(jù)圖回答。（1）mRNA分子上的“AUG”代表起始密碼，其中“A”代表。連接信號(hào)肽基本單位的化學(xué)鍵是。（2）圖中所涉及的基因表達(dá)過(guò)程為，完成這一生理過(guò)程除需要圖中所示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)外，還需要。（3）由圖示可知，一分子mRNA上可同時(shí)連接許多個(gè)核糖體，其生物學(xué)意義是。（4）若圖中所示多肽是抗體的組分，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中經(jīng)初步加工的具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽轉(zhuǎn)運(yùn)途徑是（用文字和箭頭表示），在這一過(guò)程中通過(guò)的生物膜有層，完成這一轉(zhuǎn)運(yùn)依賴(lài)于生物膜的性。答案：1-4