1.歸納RNA的種類和特點(diǎn),說明RNA適于作DNA信使的原因,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。(生命觀念)2.通過分析圖解、構(gòu)建遺傳信息轉(zhuǎn)錄的模型,概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程,提升模型構(gòu)建素養(yǎng)。(科學(xué)思維)3.比較轉(zhuǎn)錄過程與DNA復(fù)制過程的區(qū)別。
預(yù)設(shè)問題列表比較DNA的復(fù)制過程和轉(zhuǎn)錄過程。
1.有沒有其他種類的RNA?2.RNA沒有胸腺嘧啶(T),DNA和RNA如何配對(duì)?
美國科幻電影《侏羅紀(jì)公園》展現(xiàn)了豐富而新奇的科學(xué)幻想:各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭(zhēng)斗,而這些復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來的。
從原理上分析,利用已滅絕生物的DNA,真的能夠使他們復(fù)活嗎?
電影《侏羅紀(jì)公園》中恐龍復(fù)活的場(chǎng)景
一種生物的整套DNA中儲(chǔ)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,也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但在可預(yù)見的將來,利用DNA來使滅絕的生物體復(fù)活仍是難以做到的。
基因 指導(dǎo) 蛋白質(zhì)的合成
1. RNA是由基本單位-----核苷酸連接而成,也含有4種堿基,這些特點(diǎn)使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能。
2. RNA一般為單鏈,比DNA短,能通過核孔,從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
3. 遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”。
問題1:為什么RNA適于作DNA的信使?
問題2:除了信使RNA外,通過轉(zhuǎn)錄還能合成其他RNA嗎?
mRNA、tRNA、rRNA等
單鏈,呈三葉草形,存在堿基互補(bǔ)配對(duì)
與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體
作為“信使”,攜帶遺傳信息;翻譯時(shí)作模板
識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸;識(shí)別密碼子
反饋問題1:有沒有其他種類的RNA?(2.6.9)
學(xué)生活動(dòng):以mRNA為例,嘗試用手中的模型模擬遺傳信息轉(zhuǎn)錄的基本過程
問題3:DNA的信息是怎樣傳遞給mRNA的?
在細(xì)胞核中,通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程叫作轉(zhuǎn)錄。
反饋問題2:RNA沒有胸腺嘧啶(T),DNA和RNA如何配對(duì)?(5組)
觀察上述兩幅圖的轉(zhuǎn)錄過程,思考并回答下列問題:1.哪條鏈為模板鏈?2.已經(jīng)合成的RNA位于mRNA的哪個(gè)位置?游離的核糖核苷酸要添加到哪個(gè)位置?3.RNA聚合酶的移動(dòng)方向是什么?轉(zhuǎn)錄的方向是什么?
從mRNA的5'-3'。
列表比較真核細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同。
解旋酶,DNA聚合酶等
A-T、T-A、C-G、G-C
半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制
個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過程中
A-U、T-A、C-G、G-C
1.下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A. tRNA、RNA和mRNA都經(jīng)DNA轉(zhuǎn)錄而來 B. 同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時(shí)發(fā)生 C. 細(xì)胞中的RNA合成過程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生 D. 轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)
2.圖1中m、n、l表示哺乳動(dòng)物一條染色體上相鄰的三個(gè)基因,a、b為基因的間隔序列;圖2為1基因進(jìn)行的某種生理過程。下列分析正確的是( ) A. 圖1中a、b、m、n、l都能控制蛋白質(zhì)的合成 B. m、n、l基因在不同的細(xì)胞中表達(dá)情況可能不同 C. 圖2中甲為RNA聚合酶,丙轉(zhuǎn)錄的方向是從右向左 D. 若丙中堿基A+U占36%,則乙鏈中堿基G占32%
3. mRNA上有25%的腺嘌呤,35%的尿嘧啶,則轉(zhuǎn)錄該mRNA的 DNA片段 上腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的( ) A. 50% B. 25% C. 30% D.35%
一、RNA的種類和特點(diǎn)(RNA適于作DNA的信使的原因)二、轉(zhuǎn)錄的過程三、比較DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程
4.1.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(轉(zhuǎn)錄)
4.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(第2課時(shí))
1.通過運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系,嘗試闡釋簡(jiǎn)并性的意義,提升科學(xué)思維。(科學(xué)思維)2.通過分析圖解,概述遺傳信息的翻譯過程。(科學(xué)思維)3.通過分析、歸納中心法則的提出與修正過程,概括中心法則的內(nèi)容,認(rèn)同生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體,達(dá)成科學(xué)是不斷修正、發(fā)展的科學(xué)認(rèn)識(shí)。(生命觀念)
預(yù)設(shè)問題1.中心法則是如何描述遺傳信息的傳遞規(guī)律的?2.1個(gè)mRNA只能與1個(gè)核糖體結(jié)合嗎?
1.GUG和UGA為什么與其他密碼子不同?2.密碼子和反密碼子有何不同?如何區(qū)分?3.原核生物無以核膜為界限的細(xì)胞核,它和真核生物相比,基因表達(dá)的過程相同嗎?
將蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因(Bt抗蟲蛋白基因)轉(zhuǎn)入普通棉花細(xì)胞中并穩(wěn)定表達(dá),便能獲得抗蟲棉植株。
必需合成具有生物活性的抗蟲蛋白才能抗蟲。
基因表達(dá)的第一步是什么?該過程在哪里進(jìn)行?該過程合成了什么物質(zhì)?該物質(zhì)的作用是什么?這樣的植物就具有抗蟲的功能了嗎?
游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種______,以______為模板合成具有一定氨基酸順序的________的過程叫作翻譯。
思考1:RNA上的堿基序列與蛋白質(zhì)中的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序有何關(guān)系?
那么至少幾個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,才能夠滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要?
如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,4種堿基最多能決定多少種氨基酸?
如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,4種堿基能決定多少種氨基酸?
思考2:4種堿基如何決定21種氨基酸?
科學(xué)家經(jīng)過不斷的推測(cè)與實(shí)驗(yàn)得知:
mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸
密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3'
第1個(gè)堿基 第2個(gè)堿基第3個(gè)堿基 密碼子苯丙氨酸 U U U UUU
精氨酸 A G G AGG
注:①在正常情況下,UGA是終止密碼子,但在特殊情況下,UGA可以編碼硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中,GUG也可以作起始密碼子,此時(shí)它編碼甲硫氨酸。
真核生物的起始密碼子均為AUG,編碼甲硫氨酸
原核生物中GUG也可以是起始密碼子,編碼甲硫氨酸。所以,GUG作為肽鏈中間的密碼子,編碼纈氨酸,只在原核生物中作為起始密碼子時(shí),編碼甲硫氨酸。
反饋問題1:GUG和UGA為什么與其他密碼子不同?
(1)密碼子總數(shù)是 種,但決定氨基酸的密碼子是 種。
(2)一種密碼子決定一種氨基酸。
(4)地球上幾乎所有的生物都共用一套密碼子表。(通用性)
(3)但一種氨基酸可以由 不同的密碼子決定。(簡(jiǎn)并性)
①能在一定程度上防止由于堿基的改變而導(dǎo)致遺傳信息的改變②提高翻譯速度
若Bt抗蟲蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄的一段mRNA的堿基序列為5'…CGAUGGAAGCAUGUCCGAGC…3',你能寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎?
思考3:游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸,是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢?
每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。
位于tRNA上能與mRNA上的密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基。
讀圖4-6,了解tRNA的形態(tài)和功能特點(diǎn)。
思考4:圖中甲、乙、丙的含義分別是什么?
反饋問題2:密碼子和反密碼子有何不同?如何區(qū)分?
研究表明,反密碼子是從攜帶氨基酸的一端開始讀碼,已知DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息與最終翻譯成的氨基酸有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系。則如圖所示tRNA所攜帶氨基酸是( )A.蘇氨酸 B.丙氨酸C.半胱氨酸D.賴氨酸
嘗試用手中的模型模擬遺傳信息的翻譯過程
隨著________的移動(dòng),tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來,以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的____________,合成才告終止。
反饋問題3:原核生物無以核膜為界限的細(xì)胞核,它和真核生物相比,基因表達(dá)的過程相同嗎?
1.這樣合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同?2.圖示的翻譯方向是什么?判斷依據(jù)是什么?3.翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的生物學(xué)功能嗎?
相同。因?yàn)樗鼈兊哪0迨峭粭lmRNA。
從左到右。根據(jù)多肽鏈的長(zhǎng)短,長(zhǎng)的翻譯在前。
意義:少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
A-U、U-A、C-G、G-C
真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較
Translatin f genetic infrmatin
A—C—U—G—G—A—U—C —U
蘇氨酸 —— 甘氨酸 —— 絲氨酸
肽鍵 肽鍵
基因中的堿基數(shù)(雙鏈)︰mRNA中的堿基數(shù)︰合成蛋白質(zhì)的氨基酸個(gè)數(shù)=_______
探究:基因中堿基數(shù)目、mRNA與蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的關(guān)系?
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一幅概念圖,描述DNA、RNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)間信息流動(dòng)的關(guān)系。
DNA通過復(fù)制,將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞。
資料:1.1965年,科學(xué)家在某種RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA復(fù)制酶,RNA復(fù)制酶 能催化RNA的復(fù)制。 2.1970年,科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶,它能以RNA 為模板合成DNA。
基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程,就是遺傳信息從DNA流向RNA,再流向蛋白質(zhì)。
閱讀以下資料,對(duì)中心法則進(jìn)行補(bǔ)充。
在遺傳信息的流動(dòng)過程中:(1)DNA、RNA是信息的載體(2)蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)的產(chǎn)物(3)ATP為信息的流動(dòng)提供能量
生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
紅霉素、環(huán)丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細(xì)菌的生長(zhǎng),它們的抗菌機(jī)制如下表所示,請(qǐng)結(jié)合本節(jié)內(nèi)容說明這些抗菌藥物可用于治療疾病的道理。
題中的三種抗生素都是通過阻止遺傳信息的傳遞和表達(dá),來干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的。
參與翻譯的RNA有____種DNA中有氫鍵,RNA中無氫鍵( )轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中堿基配對(duì)方式完全相同( )一種氨基酸一定由多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)( )一種氨基酸只能由一種密碼子決定( )
6.如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實(shí)驗(yàn),下列相關(guān)敘述合理的是( ) A.若X是RNA,Y是DNA,則試管內(nèi)必須 加入DNA連接酶 B.若X是GTTGTACAA,Y含有U,則試 管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶 C.若X與Y都是DNA ,則試管內(nèi)必須加入 氨基酸 D.若Y是蛋白質(zhì),X是mRNA,則試管內(nèi) 還要有其他RNA
7.果蠅常染色體上有基因N和基因Y,它們編碼蛋白質(zhì)的起始密碼對(duì)應(yīng)的堿基序列分別位于圖中所顯示的DNA序列中,起始密碼子均為 AUG?;騈表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)N如圖所示(不考慮終止密碼子)。下列相關(guān)敘述正確的(不考慮終止密碼子)。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.過程①包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)步驟且 兩者同時(shí)進(jìn)行 B.基因N和基因Y在過程①中都以b鏈 為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 C.指導(dǎo)蛋白N合成的直接模板至少有 270個(gè)堿基 D.過程②形成蛋白N時(shí)會(huì)發(fā)生肽鍵的斷裂

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第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

版本: 人教版 (2019)

年級(jí): 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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