双流华阳中学现代课堂教学设计单元教学设计.docx
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双流华阳中学现代课堂教学设计单元教学设计
双流县华阳中学现代课堂教学设计单元教学设计
设计时间：
年月日
肖玉洁
单元名称
第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成第2课时 遗传信息的翻译
课时
1
课型
新课
目标引导
知识目标
1、概述遗传信息的转录和翻译。
能力目标
1、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
2、通过对“遗传信息究竟如何表达？
”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。
情意目标
1、体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
方法引导
1．讨论法。
2、演示法。
3、讲述法。
各段学时预设
段名
时间
学习引导
先学自研
互动探究
点拨讲解
训练内化
诊断反思
辅导提升
教学内容
活动设计
（1）学习引导：
1、创设情境，导入新课。
教材“问题探讨”：
利用恐龙DNA能否人造出活的恐龙，就像《侏罗纪公园》里那样？
如果能实现，那么DNA中的基因是如何发挥遗传效应的，即如何进行表达的呢？
2、目标引导
教材“本节聚焦”
第二课时
（2）先学自研：
1.自主预习
一、概念
场所
模板
原料
产物
二、密码子与反密码子
密码子
反密码子
位置
种类
实质
三、过程
（1）mRNA与结合。
（2）tRNA与mRNA，将氨基酸置于特定位置。
（3）脱水缩合形成（写出结构简式），氨基酸连接形成肽链。
（4）肽链盘曲折叠，形成成熟的。
2、依据自主预习，在教材上做好笔记，构建网络。
（3）互动探究：
探究1：
你能根据肽链的氨基酸顺序写出确定的mRNA碱基顺序吗？
为什么？
提示：
不能，因为一种氨基酸可以拥有多个密码子，即密码子有简并性。
探究2：
tRNA上只有3个碱基吗？
提示：
不是，有很多个碱基，与mRNA能配对的只有3个碱基。
（4）点拨讲解：
（小组交流学生互评，师生共同研究达成共识）：
要点一遗传信息的翻译过程
翻译是由mRNA、tRNA和核糖体三者协同作用，共同完成的。
过程如下：
1.mRNA进入细胞质，与核糖体结合（结合部位会形成2个tRNA的结合位点）。
携带一个特定氨基酸（甲硫氨酸）的tRNA，通过反密码子与第一个密码子互补配对，进入位点1。
2.携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
3.位点1、位点2相应的氨基酸脱水缩合形成肽键，位点l上的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
4.核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
重复步骤2、3、4，直到核糖体读取到mRNA的终止密码子。
5.肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
要点二遗传信息、密码子和反密码子的区别
位置
作用
遗传
信息
DNA上碱基的排列顺序
转录时决定RNA中的碱基排列顺序
密码子
mRNA上3个相邻的碱基
翻译时决定肽链中氨基酸的排列顺序
反密
码子
tRNA上与mRNA互补的3个碱基
与mRNA上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置
1.对于以RNA为遗传物质的病毒来说，遗传信息贮存在RNA中。
2．密码子共有64种，但有3种为终止密码子；对应氨基酸的密码子有61种，所有生物共用一套遗传密码。
3．tRNA上反密码子所含的碱基有3个，但整个tRNA不止3个碱基。
如图：
要点三如何进行基因表达过程中的计算？
1.转录、翻译过程中DNA（基因）碱基数：
mRNA碱基数：
多肽链氨基酸数＝6：
3：
1。
参考图解如下：
有关计算的关系式可总结为：
蛋白质中氨基酸的数目＝参加转移的tRNA数目＝1/3mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。
以上比例关系都是最大值，原因如下：
（1）DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
（2）在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。
（3）转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。
2．碱基互补规律的计算
DNA转录形成mRNA的过程中，有两个互补关系，DNA双链互补，mRNA与DNA模板链互补。
参考图解如下：
具体计算方法，参考第3章《基因的本质》第2节《DNA分子的结构》中有关DNA碱基互补规律的计算方法。
解题提示：
将mRNA看作DNA的一条链，其中T换成U即可。
（5）训练内化：
例1若细胞中tRNA1（AUU）可转运氨基酸a，tRNA2（ACG）可转运氨基酸b，tRNA3（UAC）可转运氨基酸c，今以DNA中一条链A—C—G—T—A—C—A—T—T—……为模板合成的蛋白质，其基本组成单位的排列可能是（ ）
A．a—b—c— B．c—b—a—
C．b—c—a—D．b—a—c—
【解析】 DNA中ACG对应，mRNA中的密码子为UGC，相应tRNA的反密码子为ACG，对应的氨基酸为b。
以此类推，DNA中TAC对应氨基酸为C，ATT对应氨基酸为a。
【答案】 C
变式练习1 一个转运RNA一端的碱基序列是CUG，则它搬运的氨基酸所对应的DNA模板链的碱基序列是（ ）
A．CTGB．GCU
C．GACD．CAG
【解析】 tRNA（CUG）⇒mRNA（GAC）⇒DNA（CTG）。
故选A。
【答案】 A
例2下列对转运RNA的描述，正确的是（ ）
A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C．转运RNA能识别信使RNA
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内
【解析】 本题综合考查了氨基酸的密码子及转运RNA运载氨基酸的功能。
生物体内有64个密码子，其中UAG、UAA及UGA不编码任何氨基酸；故生物体内决定20种氨基酸的共有61种密码子，所以有些氨基酸可以有数种密码子，但每种密码子只能决定一种氨基酸，根据碱基互补配对原则，一种氨基酸有几种密码子就可以有几种转运RNA转运它，所以B错。
每种密码子即每种转运RNA只能识别并转运一种氨基酸，所以A错。
转运RNA转运氨基酸到核糖体上合成肽链，所以D不正确。
转运RNA的一端的三个碱基能与信使RNA的相应密码子进行配对，所以C正确。
【答案】 C
变式练习2 下列关于密码子的叙述，不正确的有（ ）
A．密码子是信使RNA上三个相邻的碱基序列组成
B．每种氨基酸可以有几种密码子
C．信使RNA上密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸存在
D．64个密码子中有三个终止密码子，两个起始密码子，所以有效的密码子有59个
【解析】 起始密码同时也具有氨基酸含义，故有效密码子为61个，故选D。
【答案】 D
例3某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（ ）
A．75对碱基B．78对碱基
C．90对碱基D．93对碱基
【解析】 设该多肽由n个氨基酸组成，则110n－（n－1）×18＝2778，得n＝30，则编码该多肽的基因的长度至少为（3n＋3）个碱基对，即93对碱基对。
【答案】 D
变式练习3 现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后，再人工合成基因；现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的密码子序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G有（ ）
A．130个B．260个
C．313个D．无法确定
【解析】 此蛋白质（单链）中有190个肽键，说明此蛋白质是由191个氨基酸脱水缩合而成的，信使RNA中最少有3×191＝573个碱基，又知RNA中A＋U＝313，所以RNA中G＋C为573－313＝260个，RNA的碱基数与DNA的每条链的碱基数相等，所以DNA的两条链中G＋C共有260×2＝520个，又因为G＝C，所以G为520/2＝260个。
【答案】 B
（6）诊断反思：
一、选择题
1.基因、遗传信息和密码子分别是指（ ）
①信使RNA上核苷酸的排列顺序
②基因中脱氧核苷酸的排列顺序
③DNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
④转运RNA上一端的3个碱基
⑤信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基
⑥有遗传效应的DNA片段
A．⑤①③ B．⑥②⑤
C．⑤①②D．⑥③④
答案：
B
2.下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有（ ）
①DNA复制 ②mRNA与核糖体结合 ③DNA转录 ④tRNA翻译
A．①②③B．②③④
C．①③④D．①②④
解析：
DNA复制时，以DNA的两条链为模板，以碱基互补配对为原则合成新的DNA。
转录时，以DNA的一条链为模板，按A—U，G—C，C—G，T—A配对，合成mRNA。
tRNA翻译时，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。
答案：
C
3.对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（ ）
A．蛋白质B．DNA
C．RNAD．核苷酸
解析：
各种生物具有不同DNA→不同mRNA→不同蛋白质，因而各种生物的DNA、mRNA、蛋白质具有特异性。
核苷酸是组成各种不同核酸的基本组成单位，共8种，无特异性。
答案：
D
4.大熊猫身体的不同组织细胞中含有的DNA和RNA是（ ）
A．DNA相同，RNA不同
B．DNA相同，RNA相同
C．DNA不同，RNA相同
D．DNA不同，RNA不同
解析：
一个生物体的所有体细胞的DNA相同，但不同的细胞中合成的蛋白质不同，所以RNA会有差异。
答案：
A
5.蚕的丝腺细胞能产生大量蛋白质，这种蛋白质叫丝蛋白，这些细胞不产生血液中的蛋白质，因此推测丝腺细胞（ ）
A．只有丝蛋白基因
B．有丝蛋白和血蛋白基因
C．比合子的基因少
D．有丝蛋白和其他基因，但没有血蛋白基因
解析：
在一个生物体的所有体细胞中的基因是相同的，但在不同细胞中能表达的基因不同。
答案：
B
6.下面是关于基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述，其中不正确的是（ ）
A．生物体的性状完全由基因控制
B．蛋白质的结构可以直接影响性状
C．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
D．蛋白质的功能可以影响性状
解析：
生物体的性状是由基因型和环境条件共同决定的。
答案：
A
7.下面是关于基因表达的叙述正确的是（ ）
A．基因与性状之间是一一对应的关系
B．基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
C．中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递
D．生物体内的全部基因在个体发育的不同阶段程序性地表达
解析：
依据：
“一因多效”、“多因一效”和“中心法则”的原理分析作答。
答案：
C
8.在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆不能合成淀粉而变得皱缩，此事实说明（ ）
A．基因是生物体性状的载体
B．基因能直接控制生物体的性状
C．基因可以通过控制酶的合成控制生物性状
D．基因可以通过控制蛋白质结构来控制生物性状
解析：
本题中由于豌豆的控制合成淀粉分支酶的基因插入外来DNA片段，引起基因异常不能合成淀粉分支酶，进而影响了淀粉的合成导致吸收能力弱而皱缩。
答案：
C
9.如图是设想的一条生物合成途径示意图，若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（ ）
A．E酶B．B酶
C．C酶D．A酶和D酶
解析：
有M存在，必有Y，说明B酶、D酶能正常合成，L存在，而没有Z，说明A酶能正常合成，而C酶不能正常合成。
答案：
C
10.在大豆细胞的生理活动中，当T和U两种碱基被大量利用时，下列说法正确的是（ ）
选项大量利用的碱基细胞生理活动
AUDNA分子正在复制
BU和T正处于分裂间期
CT正在大量合成转运RNA
DT正在大量合成蛋白质
答案：
B
11.如图为两核糖体沿同一mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。
对此过程的理解不正确的是（ ）
A．此过程主要在细胞质中进行
B．核糖体移动的方向为从右向左
C．合成多肽链的模板是mRNA
D．两条多肽链中氨基酸的顺序相同
解析：
本题主要考查翻译过程。
此过程主要在细胞质中进行；根据多肽链的长度可知核糖体移动的方向为从左向右；合成多肽链的模板是mRNA；由于两个核糖体用的是同一mRNA，所以合成的多肽链中氨基酸的数量、种类和顺序完全相同。
答案：
B
二、非选择题
12.如图是大白鼠细胞内蛋白质合成的一个过程。
近年科学家还发现，一些RNA小片段能够使大白鼠细胞内特定的基因处于关闭状态，这种现象被称做RNA干扰。
请分析回答下列问题：
氨基酸丙氨酸苏氨酸精氨酸色氨酸
密码子GCAACUCGUUGG
GCGACCCGC
GCCACACGA
GCUACGCGG
（1）图中所示属于蛋白质合成过程中的__________步骤，该过程的模板是[ ]__________。
（2）[1]__________的功能是__________；根据图并参考上表分析[1]上携带的氨基酸是__________。
（3）大白鼠细胞的细胞核、细胞质基质及线粒体和__________等结构中都有RNA的分布。
（4）RNA使基因处于关闭状态，是遗传信息传递中的__________过程受阻。
（5）结合上述材料是否可以说“RNA也可以控制生物的性状”？
__________。
说明理由：
______________________________________
_________________________________________________________。
解析：
（1）图中1是tRNA,2是氨基酸，3是mRNA，该过程表示翻译过程，翻译的模板是mRNA。
（2）tRNA的功能是将游离在细胞质中的特定氨基酸运送到核糖体上；[1]tRNA上的反密码子是CGA，对应的密码子是GCU，决定的是丙氨酸。
（3）核糖体由核糖体RNA和蛋白质组成，所以核糖体上也有RNA的分布。
（4）复制过程受阻或转录过程受阻，使DNA不能复制或不能转录合成mRNA，即遗传信息不能以蛋白质的形式表达出来。
（5）因为RNA可以干扰DNA的功能，使之不能控制蛋白质的合成，从而可以控制生物性状。
答案：
（1）翻译[3]信使RNA
（2）tRNA将游离在细胞质中的特定氨基酸运送到核糖体'丙氨酸
（3）核糖体（4）复制或转录
（5）可以因为RNA可以干扰DNA的功能，使之不能控制蛋白质的合成，从而可以控制生物性状
13.结合下列材料回答问题。
材料一 朊病毒颗粒是仅由蛋白质构成的致病因子，它有两种存在形态，致病型（记作P＋）和正常型（记作P－）。
后者由染色体基因编码，广泛存在于高等动物细胞内，P＋侵入高等动物的增殖过程是：
P＋＋P－→P＋P－→（二聚中间体）→2P＋→……
材料二 某些RNA病毒如HIV可通过逆转录合成DNA并整合到寄主细胞的染色体DNA中表达。
材料三 科学家已经发现许多可移动基因，它能在染色体上或染色体间，甚至细胞间移动。
材料四 科学家已能在实验室中，利用DNA直接指导核糖体合成蛋白质。
（1）若朊病毒颗粒的增殖周期为t秒，1个朊病毒颗粒侵入人体，则1小时内朊病毒颗总数量可达__________个。
（2）请你对传递“中心法则”信息流表达式进行拓展。
答案：
（1）23600t－1
（2）开放性题目，言之有理即可。
如：
①朊病毒的前体病毒为RNA病毒，其正常表达产生的蛋白质为有活性的P＋，至今尚存自然界中，后来，该病毒通过逆转录产生的DNA整合到动物细胞基因组中，但因丢失了部分基因或片断，表达产生无活性的P－。
②朊病毒的前体病毒为DNA病毒，其正常表达产生的蛋白质为有活性的P－，至今尚存自然界中；后来，该病毒通过基因转移被整合到动物的细胞基因组中，但因丢失了部分基因或片段，表达产生了无活性的P－。
（7）辅导提升：
易错点1 转录、翻译之间的相互关系不理解
典例1DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。
则tRNA（UGC）所携带的氨基酸是（ ）
GCA
CGT
ACG
TGC
赖氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A.赖氨酸 B．丙氨酸
C．半胱氨酸D．苏氨酸
【错因分析】 审题不清。
【正确解答】 DNA模板链上的碱基和转运RNA的反密码子都与mRNA上的碱基互补配对。
故转运RNA上的碱基序列与DNA模板链的碱基序列相同，即UGC的转运RNA转运的氨基酸对应DNA模板链上的碱基序列是TGC，为苏氨酸。
故选D。
纠错补练1 根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（ ）
DNA双链
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
A.TGUB．UGA
C．ACUD．UCU
【解析】 本题借助氨基酸密码子的推断考查转录和翻译过程中的碱基配对关系，意在考查考生的逻辑推理能力。
密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基，因此根据转录和翻译过程中的碱基配对关系，由DNA信息链上的碱基T、G可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A、C，由tRNA上的密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U，因此苏氨酸的密码子为ACU。
【答案】 C
易错点2 原核生物基因的表达
典例2下列属于原核生物基因表达特征的是（ ）
A．翻译的模板需在转录后进行加工
B．在转录还未完成时便可开始翻译
C．基因的表达调控要比真核生物复杂
D．转录和翻译具有时间与空间的分隔
【错因分析】 易错选D。
对原核细胞转录和翻译特点理解不全面。
【正确解答】 原核细胞没有核膜，转录和翻译没有空间的分隔，时间间隔也比较短，一般在转录未完成时便开始翻译，因此，原核生物代谢快，繁殖快，基因表达的调控比真核生物简单。
故选B。
纠错补练2 一般情况下，一条染色体中有一个DNA分子，一个DNA分子中有多个基因。
若该DNA分子中某个脱氧核苷酸发生了改变，下列有关叙述中错误的是（ ）
A．DNA分子结构发生了改变
B．DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变
C．该变化一定会引起相应蛋白质中氨基酸发生改变
D．该DNA分子控制合成的蛋白质的分子结构可能发生改变
【解析】 由于密码的容错性，蛋白质中的氨基酸不一定发生改变。
【答案】 C
讨论，争论，
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