2017-2018学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 第四节 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合
高中生物 第三章 第四节 遗传信息的表达 RN
化钝市安居阳光实验学校遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成目标导航结合教材图3－13，概述转录的过程和特点。
2.结合教材图3－14，概述遗传信息翻译的过程和特点。
3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。
4.结合教材，归纳中心法则的提出和发展历程，总结基因的概念。
一、DNA的两大功能1．携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。
2．表达遗传信息：所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
二、遗传信息的转录1．含义：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
2．过程3．三种转录产物及其功能(1)mRNA：传达DNA上的遗传信息。
(2)tRNA：把氨基酸运送到核糖体上。
(3)rRNA：核糖体的重要成分。
三、遗传信息的翻译1．场所：核糖体。
2．过程(1)起始：核糖体沿mRNA运行。
(2)延伸：在运行中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸中的肽链上。
(3)终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时，多肽合成结束。
3．密码子(1)种类(64种)：⎩⎪⎨⎪⎧起始密码：2种，起始并编码氨基酸普通密码：59种，只编码氨基酸终止密码：3种，不编码氨基酸，只是终止信号(2)特点：①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
四、中心法则的提出与发展1．中心法则的提出及发展提出者克里克要点(1)遗传信息由DNA传递到RNA(2)RNA决定蛋白质的特异性(3)蛋白质是生物体性状的体现者发展在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成单链DNA2.图解3．基因的本质一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断——在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA 。
判断正误：(1)DNA和RNA中都含有脱氧核糖。
( )(2)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T。
浙科版高中生物学必修2精品课件 第3章 遗传的分子基础 第4节 第2课时 基因对性状的控制
2.基因与性状的关系 (1)多对基因共同控制生物的某个性状,基因之间存在复杂的 相互作用。 (2)基因的表达受到环境的影响。 (3)细胞内有多种功能性RNA分子也参与性状表现。
基因型相同的不同个体,其表型是否相同?基因型不同的个体, 其表型能否相同? 提示:①不一定,若环境不同,则表型可能不同。②可能相同。
第四节 基因控制蛋白质合成 第2课时 基因对性状的控制
素养·目标定位 课前·基础认知 课堂·重难突破
随堂训练
素养•目标定位
目标素养
1.概述基因、蛋白质与性状的关系。 2.简述中心法则的内容及发展。
知识概览
课前•基础认知
自主预习 一、基因控制生物性状 1.基因控制生物性状的途径 (1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应, 从而控制生物的性状。 (2)由基因控制合成的蛋白质还可以决定生物体特定的组织 或器官的结构,进而影响其功能。
2.黄曲霉毒素主要是由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合 成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响。下列选项正 确的是( ) A.环境因子不影响生物体的表型 B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同 C.黄曲霉毒素致癌是表型 D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表型 答案:D
解析:依据题意可知,环境影响生物体的表型,A项错误。由于 多基因控制黄曲霉毒素的合成,所以不产生黄曲霉毒素菌株 的基因型不一定相同,B项错误。依据表型的概念可知,黄曲 霉毒素致癌不属于表型,而黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表 型,C项错误,D项正确。
豌豆的红花基因不只与一种性状有关,这个基因还控制叶腋 的红色斑点,以及种皮的褐色或灰色。这种现象说明基因与 性状有何关系? 提示:一个基因可能与多种性状有关。
典例剖析 下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出( )
高一生物第三章遗传的分子基础第四节第1课时基因表达与遗传密码学案浙科版必修2
第1课时基因表达与遗传密码1.列举DNA的功能。
2.比较DNA与RNA的异同。
3.概述遗传信息的转录和翻译的过程,并说明遗传密码。
[学生用书P51]一、DNA的功能DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的双重功能：即一方面以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性；另一方面,根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
二、转录1．概念：转录是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
该过程需要有RNA聚合酶的催化。
2．结果：转录形成RNA。
其种类有信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等。
行使传达DNA上遗传信息功能的是mRNA,把氨基酸运送到核糖体的是tRNA,核糖体的重要成分是rRNA。
3．过程(1)结合：RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合。
(2)解开螺旋：DNA片断的双螺旋解开,以其中一条链为模板。
(3)配对：游离的核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。
(4)连接：相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合成RNA分子。
三、翻译1．场所：核糖体。
2．过程(1)起始：核糖体沿mRNA移动。
(2)延伸：在移动中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。
多肽链合成时,在一个mRNA分子上可以有若干个核糖体同时进行工作。
(3)终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束。
四、遗传密码1．遗传密码位于mRNA上。
2．特点(1)除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。
(2)除少数氨基酸只有1种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
DNA转录时是把所有DNA分子都转录出来吗？提示：不是。
转录不是转录整个DNA分子,而是以基因为单位进行的。
密码子与氨基酸有怎样的对应关系？提示：一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外),一种氨基酸可以有一种或多种对应的密码子。
DNA与RNA[学生用书P51]1．DNA与RNA的比较DNA RNA组成分子五碳糖脱氧核糖核糖碱基胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 磷酸磷酸基本单位脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制结构规则的双螺旋结构常呈单链结构分布主要分布于细胞核,其次分布于线粒体、叶绿体主要分布于细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体,少量分布于细胞核(1)若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA；有核糖,一定为RNA。
生物 必修二 第三章遗传的分子基础 概念总结
生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结第三章遗传的分子基础一、基本概念1．基因：一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段。
在大多数生物中是一段DNA，在某些病毒中是一段RNA。
2．DNA的复制：新的DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新的DNA分子的过程。
3．___转录____：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
4．翻译：核糖体沿着mRNA的运行，氨基酸相继加到延伸中的多肽链上。
5．逆转录：遗传信息由RNA传递到DNA上的过程。
6．遗传密码：mRNA上每相连的三个核苷酸，能决定一种氨基酸。
7．基因表达：基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程。
二、主要结论1．ＤＮＡ分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。
它是由①磷酸②碱基③脱氧核糖组成。
其中，②和③结合形成的单位叫核苷。
组成ＤＮＡ的②有四种：腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。
所以，组成DNA的脱氧核苷酸有四种。
2．ＤＮＡ的空间结构特点：（１）两条长链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸构成基本骨架排列在外侧，内侧是＿碱基＿＿＿；（２）两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
（３）碱基配对原则：A与T、G与C配对。
3．DNA分子的功能：DNA分子的脱氧核苷酸的排列方式中_携带_______着遗传信息。
DNA分子通过_复制____，使遗传信息从亲代传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。
DNA分子具有携带和表达遗传信息的双重功能。
4．蛋白质合成过程：（1）以__DNA分子一条链__为模板，在细胞核中合成___mRNA___________；（2）____mRNA____通过细胞核的__核孔__进入细胞质，在细胞质中的__核糖体_（一种细胞器）合成蛋白质。
5．中心法则（图）：1三、横向联系1．脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系基本组主要A碱基成单位片断组成成分（1）图G是蛋白质。
《医学遗传学》第三章.遗传的分子基础
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Chapter 3
基因组DNA DNA的存在形式 二、基因组DNA的存在形式
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Chapter 3
（一）单一序列
是指基因组中仅有单个或少数拷贝的（ 是指基因组中仅有单个或少数拷贝的 （ 仅出现 一次或少数几次的） DNA序列 一般由800bp～ 序列， 800bp 一次或少数几次的 ） DNA 序列 ， 一般由 800bp ～ 1000bp bp组成 约占基因组的60 65% 60% 1000bp组成 ，约占基因组的60%-65%。
Chapter 3
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Chapter 3
（三）多基因家族
多基因家族（ 多基因家族 （ multigene family ） 是指 family） 由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组 来源相同、结构相似、功能相关的基因。 来源相同、结构相似、功能相关的基因。
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Chapter 3
基因（gene） 基因（gene）：是编码蛋白质多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 RNA所必需的全部核苷酸序列 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或RNA 一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或 RNA的 RNA的 核酸序列， 核酸序列 ， 而且包括为保证转录所必需的调 控序列。 控序列。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病 白化病 苯丙酮尿症 血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症 突变频率 28× 28×10-6 25× 25×10-6 27×10-6 27× 28× 28×10-6 11× 11×10-6 43× 43×10-6 5×10-6
浙教版高中生物必修2 课后习题 第三章 第四节 第1课时 遗传信息的转录和翻译
第三章遗传的分子基础第四节基因控制蛋白质合成第1课时遗传信息的转录和翻译课后篇巩固提升必备知识基础练1.下列关于RNA的叙述,正确的是()A.tRNA只有三个碱基B.一种tRNA可携带一种或多种氨基酸C.一种氨基酸只能由一种tRNA携带D.tRNA是通过转录过程合成的含有多个碱基,其中一端相邻的3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,构成反密码子,A项错误;一种tRNA只能携带一种氨基酸,B项错误;一种氨基酸可以由一种或几种tRNA携带,C 项错误;tRNA是通过转录过程合成的,D项正确。
2.下列关于真核细胞中RNA的叙述,错误的是()A.mRNA和tRNA是通过密码子与反密码子的碱基互补配对而发生相互作用B.rRNA是核糖体的重要成分C.一条mRNA上结合多个核糖体同时翻译可以提高每条多肽链的合成速度D.tRNA的3'端是结合氨基酸的部位和tRNA是通过密码子与反密码子的碱基互补配对而发生相互作用,A项正确;rRNA是核糖体的重要成分,B项正确;一条mRNA上结合多个核糖体可同时翻译多条多肽链,但不能提高每条多肽链的合成速度,C项错误;tRNA的3'端是结合氨基酸的部位,D项正确。
3.把3H标记胸腺嘧啶的脱氧核苷酸注入真核细胞,可用于研究()A.分泌蛋白的运输B.DNA复制的场所C.细胞膜脂质的流动D.mRNA与核糖体的结合,形成囊泡运到高尔基体,加工、分类和包装,形成分泌小泡,运到细胞膜,胞吐出去,与脱氧核苷酸无关,A项错误;DNA复制需要DNA的两条链为模板、4种脱氧核苷酸为原料、能量ATP和DNA聚合酶,B项正确;细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关,不需要脱氧核苷酸,C项错误;mRNA与核糖体结合,开始翻译mRNA上的密码子,需要tRNA运输氨基酸,不需要脱氧核苷酸,D项错误。
4.某种生物的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的氨基酸种类与数量相同,但排列顺序不同,其原因是参与这两种蛋白质合成的()A.tRNA种类不同B.核糖体功能不同C.mRNA碱基序列不同D.相同密码子所决定的氨基酸不同,两种蛋白质的各种氨基酸种类相同,故tRNA的种类相同,A项错误;核糖体是生产蛋白质的机器,这两类细胞产生的都是分泌蛋白,故核糖体功能相同,B项错误;氨基酸的排列顺序是由mRNA上的碱基序列决定的,所以这两种蛋白质氨基酸的排列顺序不同的原因是参与形成这两种蛋白质的mRNA碱基序列不同,C项正确;在所有生物中,同一密码子所决定的氨基酸相同,这体现了生物界的统一性,D项错误。
浙教版高中生物必修二第三章《遗传的分子基础》基本概念课件(共17张PPT)
主要： DNA半保留复制，碱基互补配对原则 次要： 同位素示踪技术，密度梯度离心，解旋
主要：
基因的表达，转录，翻译，遗传密码，中心法则， 生物的性状 次要： 信使RNA（mRNA），转运RNA（tRNA），核 糖体RNA（rRNA），密码子，反密码子
(1)定义：以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程 (2)场所：主要在细胞核，其他在线粒体、叶绿体、原核 的拟核 (3)模板： DNA分子的一条链 (4)酶：RNA聚合酶 (5)原料：四种游离的核糖核苷酸 (6)产物：三种RNA (7)原则： 碱基互补配对
1．总结人类对遗传物质的探索过程。 2．概述DNA分子结构的主要特点。 3．说明基因和遗传信息的关系。 4．概述DNA分子的复制。 5．概述遗传信息的转录和翻译。 6．举例说明基因与性状的关系。
遗传的分子基础
（1）遗传物质的证据 （2）DNA的结构 （3）DNA的复制 （4）遗传DNA是遗传物质 噬菌体侵染细菌实验——DNA是遗传物质 烟草花叶病毒实验——RNA是某些病毒的 遗传物质 多数生物以DNA作为遗传物质，因此DNA 是主要遗传物质 基因是有遗传效应的核酸片段 次要：同位素示踪技术
主要： DNA分子双螺旋结构，碱基互补配对原则 次要： 碱基，腺嘌呤，胸腺嘧啶，尿嘧啶，胞嘧啶
(1)定义：以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的过程 (2)场所： 细胞质的核糖体上 (3)模板： mRNA (4)酶：多种酶 (5)原料： 20种氨基酸 (6)产物： 多肽链（蛋白质） (7)原则： 碱基互补配对 (8)转运工具：tRNA
DNA分子的多样性，DNA分子的特异性
DNA双螺旋结构的特点： ⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘 旋而成。 ⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成 的基本骨架。 ⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配 对原则配对，并以氢键互相连接。 特点： ⑴稳定性 ⑵多样性 ⑶特异性 遗传信息---DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序
生物体存在表观遗传现象
➢ 转变以往认知，认同生物的性状是基因和环境条件共同控 制的结果，知道环境和生活习惯可以通过影响基因表达改 变生物性状。
➢ 举例说明生物体存在表观遗传现象，尝试利用表观遗传观 点分析解释生活中相关问题。
科学家对同卵双胞胎进行了长达 21年的研究，发现拥有相同基因 的同卵双胞胎，在某些方面都非 常相似，比如长相、发色等，但 在其他方面，他们明显不同，如 性格、健康、喜好。
结论：环境和生活习惯会影响生物性状。
生物的性状表现是基因和环境条件共同控制的结果
基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状。
环境和生活习 惯如何影响生
表观遗传现象：即使亲代传递给后代的DNA序列没有改变，亲代 在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化， 也会通过某种途径遗传给下一代，即父母的生活经历可以通过 DNA序列以外的方式遗传给后代。
特点：DNA序列没有改变，可遗传，可逆性
可以使生物打破DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获 得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化，这对 生物种群的生存和繁衍可能是有利的，也可能是有害 的，如不良的环境和生活习惯对后代产生不利的影响。
物性状？
变异
推论①：通过改变遗传物质改变性状。 推论②：通过影响基因表达改变性状。
表观遗传
请同学们小组合作，阅读教材，探讨DNA甲基化和组蛋白乙 酰化对基因表达的影响机理。
1.DNA甲基化 2.组蛋白乙酰化
1.DNA甲基化 指给基因组的某些胞嘧啶加上甲基基团（-CH3）
如果发生在启动子中，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团， 这个基因就无法被识别，不能完成转录。
高中生物 2-3-4遗传信息的表达
遗传信息
密码子 反密码子
精氨酸 谷氨酸 组氨酸
氨基酸序列
结论: 基因的碱基 信使RNA的碱基 氨基酸 = 6 3 1
搬运工-----转运RNA（tRNA）
tRNA
mRNA
图4-5
反密码子：在tRNA 上与mRNA的密码子 互补配对的3个碱基
2、场所： 核糖体（细胞质） 3、模板： mRNA 4、原料： 20种游离的氨基酸
其他条件：各种酶（与蛋白质合成有关的酶）和ATP
5、产物： 蛋白质（或多肽链） 6、运载工具： tRNA
7、配对原则： A-U，U-A，C-G，G-C
通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多 个肽链的合成。
➢细胞质中，翻译是一个快速过程，一段mRNA可以相继与多个核糖 体相结合，同时连续进行多条同一种新肽链的合成。
图形识别
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
mRNA
G
一、遗传信息的转录
（１）转录的定义：在细胞核中以DNA的一条链为 模板,按碱基互补配对原则，合 成mRNA的过程
方A法: 2:0个氨基酸 = 6 3 1
• P49 40、在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物 （mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表： 请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是 （ ）。
类似题型P54 17题
RNA 聚合酶
G
A A T C AA T AG UU
高考生物总复习(七)遗传的分子基础课件
的是C( )
A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC…… 则相应的识别序列为……UCCAGAAUC…… 解析：选C。Cas9蛋白由相应基因转录出的mRNA指导在核糖 体中合成，A项正确；向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则，B 项正确；逆转录是以RNA为模板合成DNA，C项错误；α链与向导 RNA都与模板链互补配对，但二者所含碱基有所不同，D项正确。
解析：选B。物质1是mRNA，物质2是多肽，结构1是核糖体。 mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基是密码子；每个核糖体独立完 成一条多肽链的合成；据多肽链长短可知该多肽链从左向右合成， 所以应该是读取到UAA时，肽链合成终止。
2 ． (2016· 高 考 江 苏 卷 ) 近 年 诞 生 的 具 有 划 时 代 意 义 的
4．DNA 上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所 示：
5．进行蛋白质合成的相关计算时，应看清是 DNA 上(或基因中) 的碱基对数还是碱基个数；是 mRNA 上密码子的个数还是碱基的个 数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类数。
基因的表达及基因对性状的控制
真题重做 1．(2017·高考全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个 A＋G
2018学年高中生物浙科版必修二配套课件：第三章 遗传分子的基础 第三节
总 在离心管中的位置
含14N 只含
只含15N
数
和15N 14N
0 1_ _全__部__在__下__部__
1_
_0_ _0
1 2_ _全__部__在__中__部__
_0
_1 _0
链 含14N、15N的链所 的 占的比例
总 含15N 含14N
数
_2
1_
_0
_4
_1_/_2_ _1_/_2_
2 4_ 1_/_2_中__部__，__1_/_2_上__部_ _0
解析答案
12345
4.某大肠杆菌的胸腺嘧啶占DNA碱基总量的20%，这些胸腺嘧啶全部被
14C标记。将此大肠杆菌培养在普通培养基12C中(其中的胸腺嘧啶未被14C
标记)，让其繁殖两代，然后测定。此时全部大肠杆菌DNA中所含被14C
标记的胸腺嘧啶的量占全部碱基的( B )
A.2.5%
B.5%
C.10%
解析答案
12345
3.细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然 后 再 移 入 14N 培 养 基 中 培 养 ， 抽 取 其 子 代 的 DNA 经 高 速 离 心 分 离 ， 如 图 ①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( A ) A.第一次分裂的子代DNA应为⑤ B.第二次分裂的子代DNA应为① C.第三次分裂的子代DNA应为③ D.亲代的DNA应为⑤ 解析 亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为 15N－14N，应如图②所示。
答案
4.实验过程
5.实验结果
(1)立即取出，提取DNA→离心→全部重 带。
(2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 全部中 带。
高中生物遗传与进化模块教学设计课时分配
第二节DNA分子的机构与特点
核酸分子组成
DNA结构
活动：制作DNA双螺旋结构模型
2课时
第三节遗传信息的传递——DNA复制
DNA复制
DNA复制是亲子代遗传物质连续性的基础
活动：资料分析——探究DNA复制的特点
1课时
第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
DNA的双重功能
转录
翻译
遗传密码
中心法则
活动：讨论谁有权利指导基因检测的机构
第四节遗传病于人类的未来
基因有害与环境有关的选择放松后防病率的趋势
3课时
第二章遗传的细胞学基础（7课时
第一节减数分裂中的染色体行为
染色体
减数分裂中的染色体行为
精、卵细胞的发生和受精作用
减数分裂的意义
活动：减数分裂模型的制作
3课时
第二节遗传的染色体学说
遗传的染色体学说
孟德尔定律的细胞学解释
分离定律的解释
自由组合定律的解释
1课时
第三节性染色体与伴性遗传
染色体组型
性染色体
1课时
第二节现代综合进化论
孟德尔遗传学对达尔进化论的支持
群体中基因型频率和基因频率
现代综合进化理论
活动：用数学技术证明遗传平衡的群体中基因频率＆基因频率不发生变化
3课时
第三节生物的大进化
渐进式与点断平衡式
大爆发与灭绝
适应辐射
种间竞争和协同进化
趋同进化
2课时
第六章遗传与人类健康（6课时）
第一节人类遗传疾病的主要类型
高中生物“遗传与进化”模块教学设计（课时分配）
章标题
节标题
主要内容
学生活动设计
北京市第一五四中学高二生物 第三章 234遗传信息的表
A U G C课题： 2-3-4遗传信息的表达1一、学习目标：1.能够说出RNA 的三种类型，并能说出tRNA 的功能。
2.能够比较转录和翻译的过程二、学习重点：能够比较转录和翻译的过程 三、学习难点：能够比较转录和翻译的过程 四、学习过程：（一）自主学习 图示分子名称 链数 五碳糖名称（二）探究释疑 1.RNA 的种类：名称图示功能（messenger RNA ）把DNA 的遗传信息传递给蛋白质（作为信使）（transfer RNA ）识别并运载特定的氨基酸（ribosomal RNA ）核糖体的成分猜想一下，细胞中的RNA 是以 为模板合成的，合成场所是 ，此过程称之为 。
2.转录的过程（1）DNA 经过 过程，将其双螺旋结构解开，此过程需要 酶催化；（2）合成： 作为原料与模板链上的碱基随机碰撞，当原料与模板链上的碱基 时，两者以 键结合形成 ；用 酶将单个原料连成一条链。
（3）合成的RNA 从DNA 链上 ，DNA 双链恢复其 结构。
3.转录的特点：边 边DNA 的遗传信息传递给RNA ，再将 RNA 中的遗传信息传递给蛋白质，此过程称之为 。
翻译即蛋白质的合成，因此翻译的场所在 。
而转录的场所在 ，因此RNA 必然从细胞核通过 进入细胞质。
mRNA 上3个相邻的碱基叫做 ，决定1个氨基酸。
生物具有 种密码子，决定 氨基酸（P69表3-2）。
起始密码子有 种，分别是 、 ；终止密码子有 种，分别是 、 、 。
能够决定氨基酸的密码子有 种。
密码子通过 工具精确地决定氨基酸的种类？4.翻译的过程（1）起始：以 为模板，与蛋白质的合成场所 结合。
核糖体沿着mRNA 移动，当读取到起始密码子如AUG 时，携带 （氨基酸）的tRNA 上的3个碱基与mRNA 上的起始密码子进行碱基互补配对，tRNA 上3个配对的碱基叫 ，碱基序列为 。
第二个tRNA ，以同样的方式进入位点2. （2）延长：第一、第二个氨基酸之间形成 ，而转移到占据位点2的tRNA 上。
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第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。
基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习遗传信息的表达—RNA 和蛋白质的合成过程。
一、DNA 的功能、转录1．DNA 的功能(1)携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。
(2)表达遗传信息：根据DNA 所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
2．DNA 与RNA 的比较3．遗传信息的转录(1)概念：是指遗传信息由DNA 传递到RNA 上的过程，转录的结果是形成RNA 。
(2)过程第1步：DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露。
第2步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA 的碱基互补时，两者以氢键结合。
第3步：在RNA 聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA 分子上。
第4步：合成的RNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。
(3)三种转录产物及其功能①mRNA：传达DNA上的遗传信息。
②tRNA：把氨基酸运送到核糖体上。
③rRNA：核糖体的重要成分。
特别提醒在真核生物中，细胞核内转录产生的RNA产物需要经过加工才能成为成熟的mRNA，转移到细胞质中用于蛋白质的合成。
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：1．请思考图中DNA的转录方向(用“→”或“←”表示)。
答案← 。
2．a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？答案RNA聚合酶。
3．b和c的名称分别是什么？答案b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸。
4．在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？答案细胞核、线粒体。
5．产物d一定是mRNA吗？答案不一定。
产物有mRNA、tRNA、rRNA。
6．若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？分析d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A＝35%，U＝19%，A＋U＝54%，则对应的DNA分子片段中A＋T＝54%，G＋C＝46%，故A＝T＝27%，G＝C＝23%。
答案27%、23%。
知识整合转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA 、tRNA 、rRNA 。
1．下列关于RNA 的叙述，错误的是( ) A ．有些RNA 可催化细胞内的某些生化反应 B ．RNA 是一种遗传物质 C ．RNA 参与构成核糖体 D ．RNA 参与构成细胞膜 答案 D解析 有些酶是RNA ，RNA 是某些病毒的遗传物质，rRNA 参与构成核糖体。
2．下图表示真核细胞某基因的转录过程。
有关叙述错误的是()A ．①是编码链B ．③链加工后可成为成熟的mRNAC ．④是游离的核糖核酸D ．该过程中存在T 与A 的碱基配对方式 答案 C解析 转录过程需要的原料是核糖核苷酸，而不是核糖核酸。
二、翻译1．翻译⎩⎪⎨⎪⎧场所：细胞质的核糖体上模板：mRNA原料：20种氨基酸产物：一定氨基酸序列的蛋白质2．遗传密码(1)概念：mRNA 上由3个相邻核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。
每3个这样的碱基又称为1个密码子。
(2)特点①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
(3)遗传密码有64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3种(UAA、UAG、UGA)。
3．反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。
4．过程起始：mRNA与核糖体结合↓运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置↓延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)↓终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止↓脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质5．特点多肽链合成时，若干个核糖体串联在一个mRNA上同时进行工作，大大增加了翻译效率。
下图是翻译过程的示意图，请据图分析：1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？答案Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？答案起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。
终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，编码的氨基酸仍是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。
这种特性对生物体的生存发展有什么意义？答案一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。
4．遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，这说明了什么？答案这说明所有生物可能有着共同的起源。
5．图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？答案①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
6．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？答案相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
知识整合起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。
终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。
3．所有生物都用一套基本相同的遗传密码，这一事实说明生物具有( )A．统一性B．多样性C．变异性D．特异性答案 A解析包括人在内的所有生物都用一套基本相同的遗传密码，说明在生物遗传这个基本过程中，整个生物界在分子层次上存在高度的统一性，A 正确。
4．如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是()A ．图示mRNA 中起始密码子位于RNA 链上的左侧B ．mRNA 上决定甘氨酸的密码子都是GGUC ．图中碱基的配对方式有A －U 、C －G 、A －TD ．图示过程的正常进行需要ATP 和RNA 聚合酶 答案 A解析 根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A 正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B 错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A －U 、C －G ，C 错误；翻译过程正常进行需要ATP 和蛋白质合成酶，RNA 聚合酶在转录过程中起作用，D 错误。
三、中心法则、基因的概念1．中心法则的提出及发展2.图解3．基因的本质(1)基因是遗传的一个基本功能单位，在适当的环境条件下控制生物的性状。
(2)从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断，在大多数生物中是一段DNA ，在RNA 病毒中则是一段RNA 。
(3)基因以一定的次序排列在染色体上。
染色体是基因的主要载体。
(4)基因的基本单位是核苷酸，基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。
中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。
观察下图分析：1．①②③④⑤所表示的过程依次是什么？答案DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。
2．在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？答案过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核苷酸。
3．正常的细胞中能发生哪些过程？答案①②③。
4．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是哪个？需要逆转录酶参与的过程又是哪个？答案③④。
知识整合在中心法则中，DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA的复制、逆转录只在某些以RNA 为遗传物质的病毒增殖过程中出现。
5．下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下列有关说法正确的是( )A．过程1、2一般发生在RNA病毒体内B．过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内C．过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内D．过程1～5不可能同时发生于同一个细胞内答案 C解析1为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内，A、B项错误；肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此1～5能同时发生于宿主细胞内，D项错误。
6．有关基因、染色体、蛋白质、性状的叙述，不正确的是( )A．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的B．任意一段DNA片段都可以是基因C．基因以一定次序排列在染色体上D．基因与性状之间不是简单的一对一关系答案 B解析基因不是任意一段DNA片断，而是有一定功能的核酸片段，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA。
易混辨析真核生物DNA复制、转录和翻译的辨析(加试)1．下列关于RNA的叙述，错误的是( )A．有些生物中的RNA具有催化功能B．tRNA上的碱基只有三个C．mRNA与tRNA在核糖体上发生配对D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质答案 B解析tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，属于生物大分子。
tRNA并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
2.如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是( )A．此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基B．该结构参与蛋白质合成中的翻译过程C．合成此转运RNA的场所是核糖体D．若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变答案 B解析此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。
3．四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的( )A．染色体活动B．DNA复制过程C．转录过程D．翻译过程答案 D解析抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。
4．遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。
下列叙述错误的是( )A．①复制时，2条链均可作为模板链B．形成②时，需沿整条DNA长链进行C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④答案 B解析①是DNA分子，DNA复制时2条链均可作为模板链，A项正确；②是mRNA分子，形成mRNA分子即转录时，并不是沿着整条DNA长链进行的，转录是以DNA分子上的基因区段为模板进行的，B项错误；③是tRNA，其上的反密码子是GAA，与mRNA上的密码子CUU配对，故密码子CUU编码③所携带的氨基酸，C项正确；②mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成1条相同的肽链④，D项正确。