【学习目标】
1.概述遗传信息的转录和翻译过程。 2.理解遗传信息与“密码子”的概念。
3.运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。 【学习过程】
导入新课
阅读教材P62问题探讨,讨论利用恐龙的DNA,真的能使恐龙复活吗?
探究新知
探究一:遗传信息的转录 [自主学习1]
要求分析教材P62~63的插图
1.基因是具有 的DNA片段;DNA主要存在于 中;而蛋白质的合成是在 (填细胞器名称)上,在 中进行的。
2.比较RNA与DNA结构的不同。 DNA RNA 组成元素 基本单位 化学组成 结构 功能 主要分布
3.为什么RNA适于作DNA的信使呢?
4.(1)DNA与RNA的化学成分比较,RNA特有的是( )
A.核糖、U B.脱氧核糖、U C.核糖、T D.脱氧核糖、T (2)组成核酸的碱基种类和核苷酸种类分别是( )
A.4 8 B.5 4 C.4 4 D.5 8 5.DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的呢?
(1)定义: (2)场所: (3)模板: (4)原料: (5)条件:
6.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ATTGACATG……
那么,与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是 ;
如果以此DNA单链为模板,转录出的信使RNA碱基顺序应该是 。
[巩固练习]
1.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 2.果蝇的遗传物质由( )种核苷酸组成。 A.2 B.4 C.5 D.8
3.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA分子( ) A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
4.已知一段信使RNA上有12个A和G,该信使RNA上共有30个碱基,那么转录成该信使RNA的一段DNA分子中应有C和T( )
A.12个 B.18个 C.24个 D.30个 [自主总结1]
1.转录的概念:转录是在 中,以 为模板合成 的过程。 2.过程:
(1)DNA双链解开,DNA双链的碱基得以暴露。
(2)游离的 随机地与DNA链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时,两者以 结合。
(3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。此处用到 。 (4)合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。 3.DNA复制、转录的比较归纳总结 项目 复制 转录 时间 个体生长发育的整个过程 场所 主要在( ) 主要在( ) 模板 DNA的( )条单链 DNA的( )条链 原料 4种( ) 4种( ) 酶 ( 、 、 ) ( ) 1个单链( );(mRNA或tRNA或产物 2个双链( ) rRNA) 半保留复制;边解旋边双向复边解旋边转录;转录后的DNA仍恢复特点 制(真核生物) 原来的双链结构 碱基配对A-T T-A C-G G-C A-U T-A C-G G-C 原则 遗传信息DNA→DNA DNA→mRNA 传递 表达遗传信息,使生物表现出各种性意义 遗传信息从亲代传给子代 状 探究二:遗传信息的翻译 [自主学习2]
1.翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,称为遗传信息的翻译。
(1)场所: (2)模板: (3)原料: (4)产物:
2.碱基与氨基酸之间的对应关系
(1)DNA、RNA都只含有 种碱基,而组成生物体蛋白质的氨基酸有 种。 (2) 上决定一个氨基酸的 的碱基,叫做密码子。 (3)种类:共有 种,其中起始密码 个,分别是 、 ,能够编码氨基酸的密码子有 种;3个为终止密码子,分别是 、 、 ,不能编码氨基酸。
3.转运工具
搬运工: ,每种 只能转运并识别 种氨基酸,其一端是 的部位,另一端有 个碱基,称为 。
特点:简并性:一个密码子对应1个氨基酸;但一个氨基酸可能有 密码子。 通用性:所有的生物共用一套遗传密码。 4.mRNA……U-U-A-G-A-U-A-C-U……
这条mRNA上有 个密码子,写出与其相应的反密码子为 ;并根据密码子表,列出相应的氨基酸序列为 (查密码子表填写)。
[自主总结2]
1.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。 遗传信息 遗传密码 反密码子 是指 上特定的脱 上决定一个氨基酸的3与mRNA分子中密码子互相配概念 氧核苷酸排列顺序 个相邻碱基 对的 上的3个碱基 决定蛋白质中氨基酸的翻译时决定肽链的氨基酸排与mRNA上3个碱基互补,以确作用 排列顺序 列顺序 定氨基酸在肽链上的位置 共64种,编码氨基酸的密码种类 多种多样 子共61种,终止密码子共361种 种,不能编码氨基酸 2.请同学们阅读教材P66的“思考”并尝试归纳以下问题: (1)氨基酸如何进入核糖体? (2)核糖体上有几个翻译的位点? (3)核糖体移动的方向是怎样的? (4)肽链如何形成? [合作探究1]
分组合作,对上面的问题进行讨论、辨析和探究。
用模具演示翻译过程,然后继续完成翻译与转录、复制过程的异同点的对比。(完成下表)
表达遗传信息 DNA的功能 复制遗传信息 转录 翻译 概念 时间 场所 模板 原料 条件 酶 能量 碱基配 对原则 过程 产物 特点 遗传信
息的传 递方向
课后检测
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.对下图所示,正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示转录过程 ③图中共有5种碱基 ④图中共有8种核苷酸 ⑤图中共有5种核苷酸 ⑥图中的A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B.④⑤⑥ C.②③④ D.①③⑤ 3.组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子( )
A.20 B.59 C.61 D.64
4.某DNA分子片段中碱基为2 400对,则由此片段所控制合成的多肽链中,最多有氨基酸多少种( )
A.800 B.400 C.200 D.20 5.下列对蛋白质的翻译过程的说法中,错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料 B.以核糖体RNA作为遗传信息模板 C.以转运RNA为氨基酸运输工具 D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质 6.一条多肽链中有1 000个氨基酸,则作为合成多肽链的mRNA分子和用来转录该mRNA分子的基因中,分别至少要有多少个碱基( )
A.1 000和2 000 B.2 000和4 000 C.3 000和3 000 D.3 000和6 000 7.某基因由192个脱氧核苷酸组成,其控制合成的一条多肽链在形成过程中脱掉的水分子数最多为( )
A.191个 B.95个 C.32个 D.31
8.在下列细胞结构中,有可能发生碱基互补配对行为的一组是( )
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
9.一个转运RNA的一端3个碱基是GAU,它所携带的氨基酸的密码子是由下列哪个DNA分子的模板片段转录而来的( )
A.GUA B.GAT C.GAA D.GAU
10.请根据基因控制蛋白质合成的示意图回答问题。 (1)填写右图中号码所示物质或结构的名称或简写: ① ② ③ ④
(2)图中恰好位于④内的三个氨基酸分别是(查密码子表) 。 (3)合成②的过程在遗传学上叫做 。
②进入细胞质后,与[ ] 结合起来,在④内发生的过程叫做 。
(4)储存在 分子中的遗传信息最终传递给 分子,并通过代谢得以表达。
参考答案
学习过程 导入新课
不能,需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性。
探究新知
[自主学习1]
1.遗传效应 细胞核 核糖体 2.
组成元素 基本单位 细胞质 DNA RNA
C、H、O、N、P 核糖核苷酸(4种) 一分子磷酸 核糖 A、U、C、G 续表
脱氧核苷酸(4种) 一分子磷酸 化学组脱氧核糖 成 A、T、C、G
结构 功能 DNA 规则的双螺旋结构 编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 RNA 一般单链结构 传递遗传信息,并通过蛋白质表达出来 细胞质 主要分细胞核,线粒体,叶绿体 布
3.①RNA一般是单链,长度比DNA短;能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
②RNA碱基序列也储存遗传信息。
③RNA有三种,在翻译过程中起模板作用的是mRNA,起转运作用的是tRNA,参与构成核糖体的是rRNA。
4.(1)A (2)D 5.转录
(1)转录是在细胞核内进行的,是以DNA双链中的一条链为模板,合成mRNA的过程。 (2)细胞核。
(3)DNA分子的一条链。 (4)四种核糖核苷酸。 (5)ATP(能量)、酶。
6.TAACTGTAC UAACUGUAC [巩固练习]
1.D 2.B 3.C 4.D [自主总结1]
1.细胞核 DNA的一条链 mRNA
2.(2)核糖核苷酸 氢键 (3)RNA聚合酶 3.细胞核 细胞核
两 一
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
解旋酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 RNA聚合酶 DNA RNA [自主学习2]
1.(1)核糖体 (2)mRNA (3)氨基酸 (4)蛋白质 2.(1)4 20
(2)信使RNA 3个相邻
(3)64 2 AUG GUG 61 UAA UAG UGA
3.tRNA tRNA 1 携带氨基酸 3 反密码子 一个或多个 4.3 AAUCUAUGA 天冬酰胺-亮氨酸 [自主总结2]
1.DNA mRNA tRNA
2.(1)转运RNA运载着一个氨基酸进入到核糖体,以信使RNA为模板,按照碱基互补配对原则,把转运来的氨基酸放在位点1上,第二个转运RNA携带相应的氨基酸以同样的方式进入位点2。
(2)2个。
(3)沿着mRNA读取密码子,直至读到终止密码子。 (4)氨基酸脱水缩合。 [合作探究1] 表达遗传信息 DNA的复制遗传信息 功能 转录 翻译 以亲代DNA为模以DNA中的一条链游离在细胞质中的各种氨基酸,概念 板合成子代DNA为模板,合成mRNA以mRNA为模板合成具有一定氨的过程 的过程 基酸顺序的蛋白质的过程 续表
DNA表达遗传信息 的功复制遗传信息 转录 翻译 能 减数第一次分裂前在生长发育的连续过时间 的间期或有丝分裂在生长发育的连续过程中 程中 间期 场所 在细胞核(主要),线粒体,叶绿体 主要在细胞质的核糖体上 模以DNA的两条链为以DNA的一条链为模以mRNA为模板 板 模板 板 原四种游离的脱氧核四种游离的核糖核苷20种氨基酸 酸 条料 苷酸 件 DNA解旋酶,DNA聚酶 RNA聚合酶等 各种合成酶等 合酶等 能需要ATP 量 碱基A—T,T—A,G—C,CA—U,T—A,G—C,C—配 A—U,U—A,G—C,C—G —G G 对原
则 ①DNA双螺旋解开,每条链提供准确模板; ②按照碱基互补配过程 对原则,各自合成子链; ③子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子 两个一样的双链产物 DNA分子 ①mRNA进入细胞质,与核糖体结合,mRNA作为模板; ②按照碱基互补配对原则与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着氨基酸进入核糖体;以mRNA上的遗传密码顺序,把一定的氨基酸放在相应的位置,合成有一定氨基酸序列的蛋白质 具有特定氨基酸序列的蛋白一条单链的mRNA 质 边解旋边转录,双链一个mRNA分子上可以相继边解旋边复制,半DNA分子全保留式转结合多个核糖体,同时进行特点 保留式复制 录。(可有多个基因同多条肽链的合成,翻译结束时转录) 后,mRNA分解成单个核苷酸 遗传信 通过RNA将遗传信息反映到息的亲代DNA→子代DNA→mRNA 蛋白质分子结构上,使后代传 DNA 重现亲代性状 递方向 ①DNA双螺旋解开,其中一条链提供准确模板; ②按照碱基互补配对原则,形成mRNA; ③合成的mRNA从DNA链上释放,而后,DNA双链恢复
课时检测 1.D 2.C 3.D 4.D 5.B 6.D 7.C 8.D 9.B 10.(1)DNA mRNA tRNA 核糖体 (2)甲硫氨酸-丙氨酸-丝氨酸 (3)转录 ④ 核糖体 翻译 (4)DNA 蛋白质
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