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1、第第4 4章章第第1 1节节 课前预习课前预习巧设计巧设计 设计设计1 1 设计设计2 2 名师课堂名师课堂一点通一点通 创新演练创新演练大冲关大冲关通要点通要点通高考通高考课堂练课堂练课下练课下练基因指导蛋白质的合成了解了解DNA与与RNA的结构及三种不同种类的结构及三种不同种类的的RNA理解理解遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译应用用运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系遗传信息转录和翻译的过程遗传信息转录和翻译的过程 一、一、RNA的组成及分类的组成及分类 1基本单位的组成基本单位的组成 2结构结构 一般是单链，长度比一般是单链，长度比DN
2、A短；能通过短；能通过 从细胞核从细胞核转移到细胞质中。转移到细胞质中。 3分类分类 在翻译过程中起模板作用的是在翻译过程中起模板作用的是mRNA；起转运作用的；起转运作用的是是 ；参与构成核糖体的是；参与构成核糖体的是 。rRNA核孔核孔tRNA二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录1对转录概念的理解对转录概念的理解主要主要场所所模板模板原料原料4种游离的种游离的产物物细胞核细胞核DNA的一条链的一条链核糖核苷酸核糖核苷酸RNA2转录过程转录过程三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译1对翻译概念的理解对翻译概念的理解场所所模板模板原料原料产物物具有具有 的蛋白的蛋白质细胞质的核糖体上细胞质的核糖
3、体上mRNA20种氨基酸种氨基酸一定氨基酸顺序一定氨基酸顺序2遗传信息、密码子、反密码子的比较遗传信息、密码子、反密码子的比较存在位置存在位置含含义生理作用生理作用 遗传信息信息的排列的排列顺序序直接决定直接决定 中碱基排列中碱基排列顺序，序，间接决定接决定 的排列的排列顺序序 密密码子子mRNA上上 个相个相邻的碱基的碱基直接决定直接决定 的的排列排列顺序序反密反密码子子与与 互互补的的三个碱基三个碱基DNAmRNAtRNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸(碱基对碱基对)mRNA氨基酸氨基酸3氨基酸氨基酸密码子密码子识别密码子识别密码子 3翻译的过程翻译的过程 (1)mRNA与与 结合。结合。 (2)t
4、RNA与与mRNA ，将氨基酸置于特，将氨基酸置于特定位置。定位置。 (3)脱水缩合形成脱水缩合形成 (写出结构简式写出结构简式)，氨，氨基酸连接形成肽链。基酸连接形成肽链。 (4)肽链盘曲折叠，形成具有特定空间结构和功能的肽链盘曲折叠，形成具有特定空间结构和功能的 。核糖体核糖体碱基互补配对碱基互补配对CONH蛋白质分子蛋白质分子 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 1阅读教材阅读教材P6263，分析图，分析图42、43探究下探究下列问题：列问题： 结合第结合第3章第章第2节节DNA分子结构的学习，比较分子结构的学习，比较DNA和和RNA。2探究探究RNA为什么能作为为什么能作为DNA的信
5、使？的信使？提示：提示：RNA的基本组成单位是核苷酸，含有的基本组成单位是核苷酸，含有4种碱种碱基，可以储存遗传信息；基，可以储存遗传信息；RNA一般是单链，比一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细短，能通过核孔，从细胞核进入细胞质；胞核进入细胞质；组成组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。3仔细分析教材仔细分析教材P63图图44，探究下列问题：，探究下列问题：如下所示为一段如下所示为一段DNA分子，如果以分子，如果以链为模板进行转录，链为模板进行转录，试回答下列问题：试回答下列问题：DNA链：链：A T G A T A G G G A A A C 链
6、：链： T A C T A T C C C T T T G(1)写出对应的写出对应的mRNA的碱基顺序。的碱基顺序。提示：提示：按照碱基互补配对原则，对应的按照碱基互补配对原则，对应的mRNA的碱基顺序的碱基顺序为为AUGAUAGGGAAAC。(2)转录成的转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNA单链的单链的碱基序列有何关系？与碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列有的另一条链的碱基序列有哪些异同？哪些异同？提示：提示：转录成的转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。单链的碱基序列互补配对。相同点：相同点：
7、a.碱基数目相等；碱基数目相等；b.都含都含A、G、C 3种碱基；种碱基；不同点：不同点：RNA中含有中含有U，DNA中含有中含有T。二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1组成生物体的氨基酸有组成生物体的氨基酸有20种，如果种，如果mRNA上的上的1个碱基个碱基决定决定1个氨基酸，能决定多少种氨基酸？个氨基酸，能决定多少种氨基酸？2个碱基决定个碱基决定1个氨基酸能决定多少种氨基酸？试推测个氨基酸能决定多少种氨基酸？试推测mRNA上至少上至少几个碱基决定几个碱基决定1个氨基酸才能决定个氨基酸才能决定20种氨基酸。种氨基酸。提示：提示：mRNA上的碱基有上的碱基有4种，如果种，如果1个碱基决定个碱
8、基决定1个个氨基酸，能决定氨基酸，能决定414种氨基酸。种氨基酸。2个碱基决定个碱基决定1个氨基酸能决定个氨基酸能决定4216种氨基酸。种氨基酸。当由当由3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码个碱基决定一个氨基酸时，可以编码4364种种氨基酸，所以至少需要氨基酸，所以至少需要3个碱基决定个碱基决定1种氨基酸才足以种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的组合出构成蛋白质的20种氨基酸。种氨基酸。2结合教材结合教材P65表表41中中20种氨基酸的密码子表思考：种氨基酸的密码子表思考：(1)密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基 酸吗？酸吗？提示：提示：密码子共
9、有密码子共有64种，但有种，但有3种为终止密码子，不决种为终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。种。(2)一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称为密码的一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称为密码的简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示：提示：密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：有一定的意义，具体如下：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，可能并不会改变对应的氨基酸。可能
10、并不会改变对应的氨基酸。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。3结合下面图解，思考：结合下面图解，思考：(1)基因中的碱基数、基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？中的氨基酸数之间有何数量关系？提示：提示：基因中的碱基、基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为分子中的氨基酸三者之间的数量比为6 3 1。(2)在蛋白质合成过程中，在蛋白质合成过程中，DNA中碱
11、基数、中碱基数、mRNA中碱基中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？提示：提示：不一定。因在一段多肽链对应的不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，中，还含有一些不能转录为还含有一些不能转录为mRNA的的DNA片段。片段。4判断正误判断正误(1)氨基酸与密码子之间具有一一对应的关系。氨基酸与密码子之间具有一一对应的关系。 ( )(2)转录和翻译过程可以出现转录和翻译过程可以出现AU、UA、CG、GC 四种配对关系，不会出现四种配对关系，不会出现TA的配对方式
12、。的配对方式。 ( )(3)当密码子中有一个碱基改变时，可能不会改变对应的氨当密码子中有一个碱基改变时，可能不会改变对应的氨 基酸。基酸。 ( )5连线连线(将左侧的名词与其相对应的概念用线连接起来将左侧的名词与其相对应的概念用线连接起来)1转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较项目目DNA复制复制转录翻翻译场所所主要是主要是细胞核胞核主要是主要是细胞核胞核主要是主要是细胞胞质中的核糖体中的核糖体模板模板DNA的两条的两条链DNA的一条的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸时间细胞分裂胞分裂间期期生物生生物生长发育的育的过
13、程中程中项目目DNA复制复制转录翻翻译产物物2个相同的个相同的DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列有一定氨基酸排列顺序的蛋白序的蛋白质特点特点边解旋解旋边复制，复制，半保留复制半保留复制边解旋解旋边转录，DNA仍保留仍保留1个个mRNA分子可分子可结合多个核糖体，合多个核糖体，提高合成蛋白提高合成蛋白质的的速度速度研究研究方法方法可用放射性同位可用放射性同位素素标记“T”可用放射性同位可用放射性同位素素标记“U”可用放射性同位素可用放射性同位素标记“氨基酸氨基酸”项目目DNA复制复制转录翻翻译联系系 特别提醒特别提醒 (1)一个一个mRNA翻译出的多肽链不一定是一条，可
14、以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。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。步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。2遗传信息、密码子、反密码子与氨基酸之间的关系遗传信息、密码子、反密码子与氨基酸之间的关系 3转录、翻译中的有关计算转录、翻译中的有关计算 (1)基因中碱基、基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系：中碱基和氨基酸的数量关系： 转录时只以转录时只以DNA的一条链为模板，因此转录形成的的一条链为模板，因此转录形成的mRN
15、A分子中的碱基数目是基因中碱基的分子中的碱基数目是基因中碱基的1/2。 翻译过程中，翻译过程中，mRNA中每中每3个碱基决定个碱基决定1个氨基酸，个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱中碱基的基的1/3。 (2)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：基因中碱基数基因中碱基数 mRNA上的碱基数上的碱基数 蛋白质中氨基酸个数蛋白质中氨基酸个数6 3 1。 特别提醒特别提醒 (1)上述比例关系只是针对基因中的碱基，而不是整个上述比例关系只是针对基因中的碱基，而不是整个DNA分子。分子。 (2)
16、由于终止密码子的存在，因此由于终止密码子的存在，因此mRNA上碱基数目比上碱基数目比氨基酸数目的氨基酸数目的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如如“最少最少”等。等。 例例1(2012全国新课标全国新课标)同一物种的两类细胞各产同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的成的 () AtRNA种类不同种类不同 BmRNA碱基序列不同碱基序列不同 C核糖体成分不同核糖体成分不同 D
17、同一密码子所决定的氨基酸不同同一密码子所决定的氨基酸不同 解析解析选项选项A，蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序的，蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序的决定与参与蛋白质合成的决定与参与蛋白质合成的tRNA种类没有关系。选项种类没有关系。选项B，这，这两种分泌蛋白氨基酸排列顺序不同的直接原因是两种分泌蛋白氨基酸排列顺序不同的直接原因是mRNA的的碱基序列不同。选项碱基序列不同。选项C，核糖体都是由，核糖体都是由rRNA和蛋白质组成和蛋白质组成的。选项的。选项D，自然界中几乎所有的生物共用一套遗传密码。，自然界中几乎所有的生物共用一套遗传密码。 答案答案B 例例2mRNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱上
18、决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该密码子的基发生替换，对识别该密码子的tRNA种类及转运的氨基种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是酸种类将会产生的影响是 () AtRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变种类一定改变，氨基酸种类一定改变 BtRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变 CtRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变种类一定改变，氨基酸种类不一定改变 DtRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变种类不一定改变，氨基酸种类一定改变 解析解析一种密码子只能对应一种氨基酸，而一种氨基一种密码子只能对应一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多种密码子。酸可以有多种密码子。mRNA上密码子的一个碱基发生上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的替换，则识别该密码子的tRNA(一端有反密码子一端有反密码子)种类也种类也肯定发生改变。但改变后的密码子有可能与原密码子决肯定发生改变。但改变后的密码子有可能与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。 答案答案 C密码子、反密码子和氨基酸之间的对应关系密码子、反密码子和氨基酸之间的对应关系
