DNA的复制、转录与翻译

中小学1对1课外辅导专家龙文教育学科老师个性化教案教师学生姓名上课日期3-1学科生物年级高二教材版本浙教版学案主题DNA的知识点课时数量（全程或具体时间）第（ 1 ）课时授课时段13:00-15:00教学目标教学内容 DNA的复制、转录和翻译个性化学习问题解决针对学生对相关知识点的不理解设计教案教学重点、难点该部分的知识点是高考的重难点！要好好把握！教学过程DNA复制、转录、翻译的比较 功能项目 区别遗传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译场所主要在细胞核中，少部分在线粒体、叶绿体中细胞核细胞质中的核糖体原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶、ATP酶、ATP酶、ATP、tRNA模板DNA的两条链NDA的一条链mRNA过程DNA解旋，分别以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与模板螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNAmRNA进入细胞质与核糖体结合，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中与非模板链重新组合成双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸特点边解旋边复制半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可以连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链产物两个双链DNA分子mRNA蛋白质（多肽链）信息传递方向亲代DNA子代DNADNAmRNAmRNA蛋白质质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状DNA复制、基因控制蛋白质合成一、DNA和RNA的比较项 目DNARNA全 称脱氧核糖核酸核糖核酸学组成单位脱氧核糖核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）碱 基A、T、G、CA、U、G、C五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸 空间结构规则的双螺旋结构单链结构 种 类通常只有一类mRNA、tRNA、rRNA三类 实 例真核生物、原核生物、某些DNA病毒少数病毒如AIDS、SARS、流感病毒、烟草花叶病毒 分 布真核生物主要分布在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也有；原核生物主要分布在拟核，在细胞质中也有如细菌质粒。真核生物主要分布在细胞质中，在细胞核中也有；原核生物分布在细胞质中。 相同点（1）都具有磷酸及碱基A、G、C。（2）两者都是核酸，核酸中的碱基序列就代表着遗传信息。注：mRNA即信使RNA呈单链，是以DNA的一条链为模板转录出来的，它是翻译的模板；tRNA呈“三叶草”型，是翻译时转运氨基酸的工具；rRNA也呈单链，它与蛋白质组成核糖体的成分。【例1】关于DNA和RNA的组成及结构的说法正确的是()A人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸 B硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成C蓝藻的线粒体中含有DNA和RNA DDNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖而没有核糖【特别提醒】（1）若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则比为DNA。（2）若核酸中出现碱基U或五碳糖为核糖，则比为RNA。（3）若AT、CG，则为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA。二、DNA分子的复制、转录、翻译的比较比较复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂间期生长发育的连续过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体细胞核核糖体原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP等过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链碱基配对A-T、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CA-U、U-AC-G、G-C产物两个双链DNA分子mRNA等蛋白质 （多肽链）遗传信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状联系【例2】在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是()ADNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程CRNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板DDNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸【特别提醒】（1）对细胞结构的生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化等过程。（2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。（3）复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。（4）转录出的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。（5）一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。（6）从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。三、遗传信息、密码子和反密码子的比较项目遗传信息密码子反密码子概念基因中的脱氧核苷酸的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫密码子tRNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基位置位于DNA中位于mRNA上位于tRNA上作用控制生物的性状决定蛋白质中氨基酸的排列顺序识别密码子，转运相应的氨基酸联系遗传信息通过控制密码子和反密码子中核苷酸的排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。【例3】有关蛋白质合成的叙述，正确的是(多选)()A终止密码子不编码氨基酸 B每种tRNA只转运一种氨基酸CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D核糖体可在mRNA上移动【特别提醒】（1）密码子有64种，其中2个起始密码子，可以编码氨基酸；3个终止密码子，不编码氨基酸，其他59个为普通密码子，可以编码氨基酸，故能够编码氨基酸的密码子有61种。反密码子有61种。（2）密码子、tRNA与氨基酸的数量对应关系为：一种氨基酸可有一种或多种密码子，可由一种或多种tRNA来运输，而一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能运输一种氨基酸。（3）tRNA上有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子的部分是3个碱基。四、基因对性状的控制1对中心法则的理解图解表示出遗传信息的传递有5个过程，其代表了以DNA为遗传物质的生物如真核生物、原核生物以及DNA病毒的遗传信息的复制、转录和翻译过程；以及以RNA为遗传物质的生物如烟草花叶病毒等遗传信息的复制、翻译过程，还有具有逆转录酶的致癌病毒、HIV等生物的遗传信息的逆转录、复制、转录、翻译过程，故不同生物的遗传信息的传递过程不同，要根据具体的生物，画出其中心法则。如下所示：（1）以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递 （2）以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给了子代，它发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期；而DNA的转录和翻译又体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。【例4】转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是（ ）A都需要模板、能量、酶、原料B都在细胞核内进行C所有生物都可以进行转录和逆转录D都需要tRNA转运核苷酸原料【特别提醒】（1）逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。（2）中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。2基因、蛋白质和性状的关系项目间接控制直接控制实例豌豆的粒型、白化病囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症结论基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。联系基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。有些性状是由单个基因决定的；有些性状是由多个基因共同决定的，如人的身高；有的基因可决定或影响多种性状。一般来说，性状是基因与环境共同作用的结果。【例5】正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚裂解酶（G酶），体液中的H2S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为B-B-的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了一只基因型为B+B-的雄性小鼠（B+表示具有B基因，B-表示去除了B基因，B+和B-不是显隐性关系），请回答：（1）B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的 上进行，通过tRNA上的 与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，这是因为 。（2）右图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓 度和H2S浓度的关系。B-B-个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为 。通过比较B+B+和B+B-个体的基因型、G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是 。【特别提醒】（1）生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。（2）基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。五、基因表达中相关数量计算1基因控制蛋白质合成过程中几种数量关系的比较比较内容基因中能编码蛋白质的碱基数mRNA上的碱基数参与转运氨基酸的tRNA数蛋白质中的氨基酸数蛋白质中的肽链数蛋白质中的肽键数缩合失去的水分子数数目6m3mMmnm-nm-n2计算中“最多”和“最少”的分析（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。【例6】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数，依次为()A32；11；66 B36；12；72 C12；36；24 D11；36；72【特别提醒】解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数。第4章 基因的表达一、选择题1DNA分子的复制、转录和翻译分别形成（ ）ADNA、RNA、蛋白质 BDNA、RNA、氨基酸CDNA、RNA、核糖体 D核苷酸、RNA、蛋白质2对于中心法则，经科学家深入研究后，发现生物中还存在着逆转录现象，它是指遗传信息的传递从（ ）A蛋白质RNA BRNADNA CDNARNA DDNADNA3遗传密码是指（ ）ADNA分子决定蛋白质合成的有意链上的碱基排列顺序B转运RNA分子一端决定一个氨基酸的三个碱基排列顺序C信使RNA上的碱基排列顺序D蛋白质分子的氨基酸排列顺序4决定信使RNA中核苷酸顺序的是（ ）A转运RNA中核苷酸的排列顺序B蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C核糖体RNA中的核苷酸排列顺序DDNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序5在翻译过程中，不属于信使RNA与转运RNA的碱基配对的一组是 （ ）AU-A BA-U CG-C DA-T6在蛋白质合成过程中，碱基互补配对的原则体现在（ ）ADNA的复制过程中 B转录过程中C翻译过程中 D以上各种过程中7一个转运RNA的一端三个碱基是CGA，此转运RNA转运的氨基酸是（ ）A精氨酸(密码子CGA) B丙氨酸(密码子GCU)C酪氨酸(密码子UAU) D谷氨酸(密码子GAG)8下列对DNA的叙述正确的是（ ）在人白细胞的DNA上含有人的全部遗传信息DNA是一切生物的遗传物质同种个体间的DNA是完全相同的一个DNA分子可以控制许多性状翻译是以DNA的一条链为模板A B C D9人的促黑色素细胞激素是一个22肽化合物，它的合成过程中需要的转运RNA最多有多少种（ ）A60种 B22种 C4种 D64种10在细胞核内从DNA中的 ATGC 转录成RNA中的 UACG 这一具体过程中共有核苷酸（ ）A2种 B4种 C5种 D8种11一个DNA分子片段有碱基2 400个，它指导合成的肽链最多有氨基酸（ ）A200个 B400个 C600个 D800个13一条多肽链中有1 500个氨基酸，那么在合成过程中，所用DNA和信使RNA的分子组成依次至少需要核苷酸（ ）A4 500个，9 000个 B3 000个，1 500个C4 500个，4 500个 D9 000个，4 500个14下表中决定丝氨酸的密码子是（ ）DNAGCG转运RNAU信使RNACATCG BCCG CAGC DUGC二、非选择题1比较DNA分子和RNA分子，将有关内容填入下表空格内：DNARNA主要存在部位基本结构单位