高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成导学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成导学案，共8页。学案主要包含了基础学习，巩固练习等内容，欢迎下载使用。
4.1  基因指导蛋白质的合成学案                                                          班级_________姓名_________ 学习目标1.概述遗传信息的转录和翻译过程。2.计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。3.阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。4.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。【基础学习】一、遗传信息的转录资料1：1955年，科学家观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。资料2：1955年，科学家以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。RNA充当了DNA的信使，为什么？❆RNA的结构与DNA的相似，可以储存遗传信息。❆一般是单链，比 DNA 短，能通过核孔从细胞核进入细胞质。名称脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)基本单位脱氧核苷酸(      种)核糖核苷酸(      种)化学组成五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)无机酸磷酸结构     链     链细胞中分布   种类mRNAtRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA功能   结构单链单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单链，部分碱基配对形成三叶草型结构单链示意图共同点①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关 注意：❆少数RNA还具有催化作用；❆有的作为RNA病毒的遗传物质；❆tRNA中含有氢键。1.转录：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。第1步  DNA双链解开（RNA聚合酶的催化），碱基暴露出来。注意：该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用。第2步  游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。第3步  新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。（方向：从5’-端到3’-端）第4步  合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。转录的意义：遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。   场所：                           模板：                           条件：                           配对方式：                       产物：                           遗传信息流动：                   2.P66  思考·讨论（1）转录与DNA复制有那么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。保证遗传信息传递的准确性。（2）与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？DNA复制过程以4种游离的脱氧核苷酸为原料，需要解旋酶和DNA聚合酶；转录则以4种游离的核糖核苷酸为原料，需要RNA聚合酶。（3）转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？    RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系，与非模板链的碱基序列的区别在于RNA链上碱基U的位置，对应非模板链上的碱基T。 二、遗传信息的翻译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。
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，      如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，      如果3个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，      2.       上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。位置：mRNA上识别：密码子认读是从mRNA的          ，相邻的密码子无间隔、不重叠❆密码子的         ：一种密码子决定一种氨基酸。❆密码子的         ：绝大多数氨基酸都有几个密码子。❆密码子的         ：地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。3.P67  思考·讨论（1）从密码子表可以看出，像苯丙氨酸，亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。②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，可以保证翻译的速度。（2）几乎所有的生物体都共用上述密码子，根据这一事实，你能想到什么？地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。❆形态：RNA链经过折叠，形成             形❆功能：                氨基酸❆特点：①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸②一种氨基酸可以由多种tRNA转运  4.过程：第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入P位点。第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入A位点。第3步：通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到占据A位点的tRNA上。第4步：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，合成肽链。直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。肽链释放后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。  如mRNA上有n个碱基，转录时产生它的基因片段中至少有________个碱基，该mRNA指导合成蛋白质中至多有________个氨基酸。 
DNA碱基总数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=                  (注意：无特别说明，不考虑终止密码)  场所：                           模板：                           条件：                           配对方式：                       产物：                           遗传信息流动：                    ❆如何快速高效地进行翻译呢？一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时进行多条肽链合成。❆多条肽链的氨基酸序列是否相同？相同，因为其模板相同❆意义是？少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质❆翻译的方向？（即核糖体移动的方向）       由肽链短→肽链长的方向进行        DNA复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质模板DNA的两条链  原料四种脱氧核苷酸  酶   能量   碱基配对方式（DNA-DNA）A-T, G-C（DNA-RNA）A-U, T-A, C-G（mRNA-tRNA）A-U, C-G特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多条肽链产物  肽链方向从5’端到3’端延伸 从起始密码子到终止密码子信息传递DNA→DNA  三、中心法则1.根据DNA复制、基因指导蛋白质的合成过程，画出遗传信息的传递方向示意图。  1957年，克里克提出中心法则资料1：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。  RNA                      资料2：1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。  RNA                      完整的中心法则图示:  2.请写出以下生物的遗传信息的传递过程：（1）能分裂的细胞(分生区)及DNA病毒(噬菌体等)遗传信息的传递  （2）高度分化的细胞（洋葱表皮细胞） 中心法则的3点提醒：(1)中心法则的所有过程并不适用于所有生物，但所有生物均能发生一部分过程。(2)DNA合成过程既包括DNA复制过程，也包括在逆转录酶作用下以RNA为模板合成DNA的过程。(3)中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则，但配对的碱基有差别。与遗传信息流动有关的几个过程比较： 模板产物原料碱基互补DNA复制    转录    翻译    RNA复制    逆转录    各种生物的遗传信息传递过程生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物 真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物一般RNA病毒 逆转录病毒(HIV)  【巩固练习】1．下列关于图中①②两种分子的说法，不正确的是（　　）A．一个①只能转运一种氨基酸 B．反密码子位于①上 C．②的复制方式为半保留复制 D．①和②的碱基配对种类相同2．原核生物的核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个tRNA结合位点，其中A位点是新进人的tRNA结合位点，Р位点是延伸中的tRNA结合位点，E位点是空载tRNA结合位点，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）A．翻译过程中，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点 B．参与翻译过程的RNA有两种，分别为mRNA和tRNA C．mRNA上的密码子改变，合成的肽链就会改变 D．原核生物翻译过程所需的能量只能由无氧呼吸提供3．下列有关基因表达过程的叙述，正确的是（　　）A．转录的产物只有mRNA B．一个DNA可转录出多个不同类型的RNA C．翻译过程不需要酶的参与 D．翻译过程中mRNA沿着核糖体移动，进而依次读取密码子4．如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：（1）图中表示遗传信息的 　   　过程，发生的场所是 　   　。（2）图中③表示 　   　，合成的主要场所是 　   　。（3）图中方框内的碱基应为 　   　，对应的aa5应为 　   　（赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU）。（4）图中的氨基酸共对应 　   　个密码子。4．（1）翻译     核糖体  （2）mRNA    细胞核   （3）UUU     赖氨酸   （4）7