第3章 第4节 第1课时 基因与基因表达(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第四节　基因控制蛋白质合成 第1课时　基因与基因表达 [课标要求]1.概述遗传信息的传递和表达过程。2.阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用。 [主干知识梳理] 一、基因通常是DNA分子的功能片段 1．基因的本质 基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段)，是遗传物质结构和功能的基本单位，是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称。 2．DNA分子的功能 (1)DNA以自身为模板，通过半保留复制，保持遗传信息的稳定性。 (2)DNA根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。 二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA 1．RNA与DNA的区别、RNA的结构与分类 2．转录的概念及过程 (1)概念：是指遗传信息由DNA传递到RNA上。 (2)具体过程 三、遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成 1．翻译的场所、条件及特点等 翻译场所 核糖体 翻译条件 模板：mRNA；原料：氨基酸；能量：ATP； 酶：多种酶；搬运工具：转运RNA 遵循原则 碱基互补配对原则 翻译产物 多肽链(蛋白质) 翻译特点 在一个mRNA上有若干个核糖体同时进行翻译，提高了翻译的效率 2.遗传密码与反密码子 遗传密码 含义 mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体，决定一种氨基酸，也称为密码子 种类 共有64种。决定氨基酸的密码子有61种；终止密码有3种，不决定氨基酸；起始密码子有2种，决定氨基酸 特点 除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的 反密码子 定义 tRNA的一端有三个核苷酸序列，能与mRNA密码子的核苷酸互补配对，以此来识别密码子，称为反密码子 种类 含有61种反密码子 3．基因的表达 (1)基因表达的概念：指基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。 (2)过程：以DNA自身为模板，在细胞核中合成RNA，然后RNA转移到细胞质，在细胞质中控制蛋白质的合成。 [预习效果自评] 1．判断下列叙述的正误 (1)基因既可以是DNA片段，也可以是RNA片段。(√) (2)转录发生在细胞核内，产物是mRNA。(×) 提示：转录可发生在原核细胞的拟核，真核细胞中，转录可发生在细胞核、线粒体或叶绿体内，其产物包括mRNA、tRNA、rRNA等。 (3)RNA聚合酶能使DNA分子内侧碱基间的氢键断裂。(√) (4)一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA。(×) 提示：转录以DNA的一条链为模板，且一个基因的两条DNA链转录形成的RNA不同。 (5)反密码子与密码子能互补配对，并且种类数目相同。(×) 提示：密码子共64种，其中3种终止密码子不决定氨基酸，没有对应的反密码子。因此反密码子的数量是61种，与密码子的数目不同。 (6)mRNA与核糖体结合后会沿着核糖体运行，直至完成多肽链的合成。(×) 提示：翻译时，核糖体沿着mRNA运行，直至完成多肽链的合成。 2．如图所示生理过程有几种核苷酸？DNA和RNA分子的主要区别是什么？ 提示：①分析图示可知，DNA链中含有3种脱氧核苷酸，RNA中含有3种核糖核苷酸，共含有6种核苷酸。 ②DNA分子和RNA分子的碱基存在差异，DNA中特有碱基T，RNA中特有碱基U；DNA分子中含有脱氧核糖，RNA分子含有核糖；DNA分子一般为双链，RNA为单链。 3．下图表示真核细胞的翻译过程，据图分析下列问题。 (1)图示中，①②③分别表示什么结构？ 提示：①表示mRNA，②表示多肽链，③表示核糖体。 (2)如何确定图示中翻译的方向？ 提示：图示中翻译的方向由左至右。可根据多肽链的长短进行判断，多肽链越长，说明核糖体在mRNA上的移动距离越远。 (3)一条mRNA可以相继结合多个核糖体，这种模式具有什么优点？ 提示：一个核糖体完成一条肽链的合成，一条mRNA可以相继结合多个核糖体，可以提高翻译的效率。 4．思考题 (1)阅读教材第69页“小资料”分析，将兔子血红蛋白的mRNA加入来自大肠杆菌的酶以及其他必要因素中。为什么结果得到了兔子的血红蛋白而不是大肠杆菌的蛋白质呢？ 提示：mRNA是合成蛋白质的模板，mRNA来自兔子。 (2)阅读教材第70页“小资料”分析，SP8噬菌体转录形成RNA时，以其DNA的一条链作为模板，模板链含嘌呤多还是嘧啶多？为什么？ 提示：嘌呤多。因为RNA只与重链形成DNA­RNA杂合分子，说明模板链是重链；嘌呤比嘧啶重，重链含有的嘌呤多。 (3)阅读教材第73页“小资料”分析，用双核苷酸UG重复聚合成多聚UG作为mRNA，结果得到了2种氨基酸交替排列的多肽。这个实验结果证实了遗传密码是由几个碱基构成？实验中的密码子分别是什么？ 提示：3个。UGU和GUG。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建