第4章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成導(dǎo)學(xué)案★學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)1.生命觀念：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程；闡明中心法則的具體內(nèi)容，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的。2.科學(xué)思維：計(jì)算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3.社會(huì)責(zé)任：基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。★學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程；2.中心法則的具體內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程?！飳W(xué)習(xí)過(guò)程基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，叫基因的表達(dá)。基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，可分為兩個(gè)步驟：第一步是基因的遺傳信息傳遞給RNA，此步可稱(chēng)為“轉(zhuǎn)錄”；第二步是RNA移入細(xì)胞質(zhì)通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成來(lái)表達(dá)遺傳信息，此步可稱(chēng)為“翻譯”。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.RNA和DNA的主要區(qū)別：比較項(xiàng)目DNARNA基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基ATCGAUCG結(jié)構(gòu)多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)主要存在部位細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)【思考】為什么RNA適合做DNA的信使呢？RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。2.RNA的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及功能種類(lèi)mRNAtRNArRNA名稱(chēng)信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核糖體RNA功能翻譯的直接模板翻譯時(shí)運(yùn)載氨基酸組成核糖體結(jié)構(gòu)單鏈單鏈，部分堿基配對(duì)形成三葉草形結(jié)構(gòu)單鏈?zhǔn)疽鈭D共同點(diǎn)①都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物；②基本單位相同；③都與翻譯過(guò)程有關(guān)。3.轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程（1）轉(zhuǎn)錄：RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過(guò)程叫做轉(zhuǎn)錄。（2）轉(zhuǎn)錄小結(jié)：轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體。轉(zhuǎn)錄的條件：①模板：DNA特定的一條鏈（模板鏈）；②原料：四種游離的核糖核苷酸；③能量：ATP；④酶：RNA聚合酶。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：mRNA、tRNA和rRNA。轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A—U，T—A，C—G，G—C。轉(zhuǎn)錄時(shí)的信息流向：DNA→mRNA?！舅伎肌び懻摗みz傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程】1.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都需要模板、都需要ATP提供能量、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則等等。其中，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？DNA復(fù)制所需要的原料是4種游離的脫氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄所需要的原料是4種游離的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。3.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？轉(zhuǎn)錄時(shí)，游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)。因此，轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈（非模板鏈）的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。二、遺傳信息的翻譯1.翻譯：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。2.堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸→決定4種氨基酸（即41種）；如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸→決定16種氨基酸（即42種）；如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸→決定64種氨基酸（即43種）；密碼子：又叫遺傳密碼，mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。3.密碼子表及密碼子的特點(diǎn)（1）密碼子的特點(diǎn)：①專(zhuān)一性：一種密碼子只決定一種氨基酸；②簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子；③通用性：地球上幾乎所有生物都共用一套密碼子（遺傳密碼）。（2）特殊密碼子：①3個(gè)終止密碼：UAA、UAG、UGA；②2個(gè)起始密碼：AUG、GUG。密碼子共有64種，其中3個(gè)終止密碼不決定氨基酸（特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸），2個(gè)起始密碼決定氨基酸（在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子編碼甲硫氨酸），能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61或62種?！舅伎肌び懻摗し治雒艽a子的特點(diǎn)】1.從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱(chēng)作密碼子的簡(jiǎn)并。你認(rèn)為密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？（1）增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；（2）密碼子的使用頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？說(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源，或生物在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。4.tRNA和反密碼子（1）反密碼子：tRNA中與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基。（2）決定氨基酸的密碼子有61或62種，所以tRNA有61或62種，反密碼子也有61或62種。（3）一種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，但一種氨基酸可由一種或多種tRNA攜帶。5.翻譯小結(jié)翻譯的場(chǎng)所：核糖體。翻譯的條件：①模板：mRNA；②原料：組成細(xì)胞中蛋白質(zhì)的21種氨基酸；③能量：ATP；④酶：氨基酸脫水縮合所需要的酶。翻譯的工具：tRNA。翻譯的產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈。翻譯時(shí)的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A—U，U—A，C—G，G—C。翻譯時(shí)的信息流向：mRNA→肽鏈（蛋白質(zhì)）。6.核糖體移動(dòng)方向的判斷核糖體在mRNA上的移動(dòng)方向根據(jù)多肽鏈的長(zhǎng)短進(jìn)行判斷：由多肽鏈短的一端向多肽鏈長(zhǎng)的一端移動(dòng)。7.基因表達(dá)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系基因表達(dá)過(guò)程中DNA（或基因）堿基數(shù)：mRNA堿基數(shù)：多肽鏈氨基酸數(shù)＝6n：3n：n＝6：3：18.真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程場(chǎng)所主要是細(xì)胞核主要是細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)模板DNA的兩條鏈基因特定的一條鏈mRNA原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸21種氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶氨基酸脫水縮合需要的酶能量ATPATPATP原則A-T，T-A，C-G，G-CA-U，T-A，G-C，C-GA-U，U-A，G-C，C-G特點(diǎn)半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA可結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)翻譯多條肽鏈產(chǎn)物子代DNA分子信使RNA特定氨基酸順序的肽鏈信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)三、中心法則1957年克里克提出中心法則：請(qǐng)繪出相應(yīng)過(guò)程。（圖略）★課堂作業(yè)1.下列哪項(xiàng)是DNA和RNA共同具有的（

D）A.規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)B.脫氧核糖C.尿嘧啶D.鳥(niǎo)嘌呤2.已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA和單鏈RNA四種類(lèi)型?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述哪一種類(lèi)型，應(yīng)該（A）A.分析堿基類(lèi)型，確定堿基比率B.分析堿基類(lèi)型，分析核糖類(lèi)型C.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析堿基類(lèi)型D.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析核糖類(lèi)型3.有關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是（C）A.兩種過(guò)程都可在細(xì)胞核中發(fā)生B.兩種過(guò)程都有酶參與反應(yīng)C.兩種過(guò)程都以脫氧核糖核苷酸為原料D.兩種過(guò)程都以DNA為模板4.有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，正確的是（D）A.DNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板B.每種氨基酸僅有一種密碼子編碼C.翻譯的起點(diǎn)和終點(diǎn)識(shí)別的密碼子都決定了一種氨基酸D.密碼子位于mRN