学案25 基因指导蛋白质的合成
学案25基因指导蛋白质的合成
及对性状的控制
考纲要求 1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。2.基因与性状的关系(Ⅱ)。
一、基因指导蛋白质的合成
1．RNA的结构和种类
(1)结构：与DNA相比，RNA在组成上的差异表现在：五碳糖是________，碱基组成中没有T，而替换为________。
(2)种类：________、tRNA和________三种。
2．遗传信息的转录
(1)概念：在________中，以________的一条链为模板，合成________的过程。
(2)原料：4种游离的____________。
(3)碱基配对：________、C－G、G－C、________。
3．遗传信息的翻译
(1)翻译
①概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以________为模板合成__________________的过程。
②场所：细胞质中的________。
③运载工具：________。
④碱基配对：________、C－G、G－C。
(2)密码子
①概念：遗传学上把________上决定一个氨基酸的____________叫一个密码子。
②种类：共64种，其中决定氨基酸的密码子共有______种。
(3)转运RNA
①结构：形状像三叶草的叶，一端是携带________的部分，另一端有三个碱基可与密码子互补配对，称为________。
②种类：61种。
考考你密码子与氨基酸有怎样的对应关系？
二、基因、蛋白质与性状的关系
1．基因对性状的控制
(1)直接控制：通过控制________________来直接控制生物性状。
(2)间接控制：通过控制________来控制代谢过程，进而控制生物性状。
2．基因与性状的关系
(1)基因与性状的关系并不都是简单的________关系。如人的身高可能是由________决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。
(2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
思考基因与性状的关系，体现了基因型、表现型、环境三者之间的什么关系？
探究点一基因指导蛋白质的合成
结合图示完成基因指导蛋白质合成过程关系
1
A．TGUB．UGAC．
听课记录：
探究点二中心法则的理解
依据中心法则式完成填空：
1．图中生理过程①、②、③分别叫________、________、________，进行的场所依次是________、________、________。
2．图中④________、⑤________只发生在______________的细胞中。
3．图中的三个实线箭头表示的含义是________________。
思维拓展中心法则与生物种类的关系
图解表示出遗传信息的传递有5个过程。
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
(1)
(2)
3．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。
探究示例2中心法则是指()
A．遗传信息的“转录”和“翻译”过程
B．遗传信息的“转录”、“翻译”及“表达”过程
C．DNA复制和“转录”过程中碱基互补配对过程
D．遗传信息通过DNA复制以及“转录”和“翻译”的传递过程
听课记录：
探究点三基因对性状的控制
1．分析基因对豌豆粒型、镰刀型细胞贫血症影响的示意图，总结基因对性状的两种控制方式：
豌豆粒型
镰刀型细胞贫血症
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
2．如何理解“基因和性状间并不都是线性关系”？
思维拓展
1．
2．线粒体、叶绿体中也有DNA、基因存在，这些部位基因的表达受核基因调控、制约，但其基因的复制、转录、翻译均是在基因所属细胞器中的核糖体上完成的。
探究示例3(2010·南通模拟)着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA 损伤，患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因() A．通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状
B．通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状
C．通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
D．可以直接控制生物性状，发生突变后生物性状随之改变
听课记录：
题组一基因表达
1．(2011·北京理综，4)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素
的叙述，正确的是()
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
2．(2010·连云港摸底)关于真核细胞中转录和翻译的比较，正确的是(多选)()
A．都遵循碱基互补配对原则
B．需要的原料不同
C．所需酶的种类不同
D．主要在线粒体和叶绿体中进行
3．(2011·江苏卷，7)关于转录和翻译的叙述，错误的是()
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
4．乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。完整的HBV是由一个囊膜和核衣壳组成的病毒颗粒，其DNA是一个有部分单链区的环状双链DNA。如图所示乙肝病毒在肝脏细胞中的增殖过程。下列说法不正确的是()
A．①过程有可能发生基因突变，从而引起乙肝病毒的变异
B．②过程在生物学上叫转录，需要的酶是RNA聚合酶和解旋酶
C．③过程在生物学上叫翻译，需要在核糖体上完成
D．④过程与①过程相比，其特有的碱基配对方式是T－A
A．mRNA可以通过逆转录合成目的基因
B．tRNA利用氨基酸与密码子发生互补配对并进一步合成多肽
C．信使RNA上的3个相邻的碱基可能是密码子也可能不是
D．一种氨基酸可以由多种密码子决定，一种密码子不一定决定一种氨基酸
题组二中心法则及基因对性状的控制
7．(2011·淮安调研)下图为中心法则图解。下列有关的叙述中，正确的是(多选)()
A．过程③只发生在含有逆转录酶的病毒中
B．转基因生物中能够体现①～⑤过程
C．①～⑤的过程中，都能发生碱基互补配对
D．③过程中碱基互补配对时，遵循A—T、U—A、C—G、G—C的原则
8．如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是()
A．若X是RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA连接酶
B．若X是CTTGTACAA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶
C．若X与Y都是DNA，则试管内必须加入氨基酸
D．若Y是蛋白质，X是mRNA，则试管内还应该有其他RNA
9．(2011·淮安调研)生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原则。下面是几种与此有关的说法，不正确的是()
A．在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的
B．DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C．在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同
D
题组三应用提升
10．(2010·南通期末)下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：
(1)图2中方框内所示结构是________的一部分，它在________中合成，其基本组成单位是__________，可以用图2方框中数字__________表示。
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为____________，进行的主要场所是[]______，所需要的原料是________。
(3)若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是______。
(4)从化学成分角度分析，与图1中⑥结构的化学组成最相似的是()
A．乳酸杆菌B．噬菌体
C．染色体D．流感病毒
(5)若图1的①所示的分子中有1000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的
密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( )
A ．166和55
B ．166和20
C ．333和111
D ．333和20
11．(2010·全国卷Ⅱ，34)某种细菌体内某氨基酸(X)的生物合成途径如图：
底物――→酶a 中间产物1――→酶b 中间产物2――→酶c
X
这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生长的简单培养基)上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变型(甲、乙)都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物2，则甲、乙都能生长；若添加中间产物1，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的X ，甲能积累中间产物1，而乙不能积累。请回答：
(1)根据上述资料可推断：甲中酶__________的功能丧失；乙中酶________的功能丧失，甲和乙中酶________的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的____________(同一、不同)菌体中的不同__________发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少量的X 来生产中间产物1，则应选用__________(野生型、甲、乙)。
(2)将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在发酵过程中，菌体中X 含量过高时，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的__________，使X 排出菌体外。
学案25 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制
课前准备区
一、1.(1)核糖 U(尿嘧啶) (2)mRNA rRNA 2.(1)细胞核 DNA RNA (2)核糖核苷酸 (3)A －U T －A
3．(1)①mRNA 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 ②核糖体 ③tRNA ④A －U 、U －A
(2)①mRNA 三个相邻碱基 ②61 (3)①氨基酸 反密码子
考考你 一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外)，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。
二、1.(1)蛋白质分子结构 (2)酶的合成
2．(1)线性 多个基因
思考 表现型＝基因型＋环境
课堂活动区
探究点一
转录 mRNA 翻译 脱氧核苷酸序列 氨基酸序列 遗传密码 氨基酸 细胞核 细胞质
探究示例1 C [反密码子与密码子互补，所以苏氨酸密码子第三个碱基为U ，且密码子由mRNA 上的碱基组成，不含碱基T ，所以A 、B 错。根据mRNA 与DNA 中模板链互补可推知苏氨酸密码子为UGA 或ACU ，故选C 。]
探究点二
1．复制转录翻译细胞核细胞核核糖体
2．逆转录RNA的复制被RNA病毒寄生
3．遗传信息的传递过程
探究示例2 D
思路导引中心法则指的是遗传信息的传递过程。
探究点三
1．(1)间接途径——通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状(2)直接途径——通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状
2．(1)一般而言，一个基因只决定一种性状。
(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。
探究示例3C[DNA的损伤影响了DNA修复酶的合成，进而性状改变，表明基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。]
构建知识网络
遗传信息传递遗传信息表达蛋白质结构酶性状
课后练习区
1．D[胰岛素基因包括两条DNA单链，在合成蛋白质的过程中是以其中一条链为模板进行转录、翻译并合成蛋白质的，并不是两条DNA单链分别编码A、B两条肽链，故A选项错误。沸水浴加热会使胰岛素的空间结构遭到破坏，发生不可逆的变化，使其失活，加热一般不能使肽键断裂，故B选项错误。胰岛素的功能既与氨基酸的种类、数量、排列顺序有关，也与肽链的空间结构有关，故C选项错误。核糖体合成的多肽链经过内质网、高尔基体内某些蛋白酶的作用形成一定的空间结构才能形成胰岛素，故D选项正确。]
2．ABC[本题考查真核细胞中转录和翻译的相关知识。转录时DNA和RNA的碱基互补配对，翻译时mRNA和tRNA的碱基互补配对。转录需要的原料是核糖核苷酸，所需的酶主要是RNA聚合酶和解旋酶，场所主要是细胞核。翻译需要的原料是氨基酸，所需的酶是蛋白质合成酶，场所是细胞质中的核糖体。]
3．C[转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确，以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。]
4．D[④过程与①过程相比，其特有的碱基配对方式是U－A。]
模型构建
解读：(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。
(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。
注意(1)逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。
(2)根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸即可确定为DNA复制。
5．D[哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器，其内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将细菌抗虫蛋白基因导入抗虫棉叶肉细胞而后表达生成细菌抗虫蛋白；也可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨酸酶基因表达，可生成酪氨酸酶，在该酶的作用下产生黑色素，使其肤色正常。] 6．B[A项正确，mRNA可通过逆转录合成相应的DNA分子；B项错误，多肽的合成是在核糖体上，由tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，将特定的氨基酸脱水缩合而成的；C项正确，mRNA上决定氨基酸的三个连续的碱基称作一个密码子，相邻的3个碱基不一定决定氨基酸，即不是密码子；D项正确，共64个密码子，其中61个能决定20种氨基酸，有的氨基酸只由一种密码子决定，有的氨基酸可由多种密码子决定。三个终止密码子不决定氨基酸。]
7．CD[本题考查中心法则的相关知识。由图知：①是DNA复制过程；②是转录过程；
③是逆转录过程；④是RNA的复制过程；⑤是翻译过程。含有逆转录酶的生物只有病毒，病毒只有在其宿主细胞中才能发生逆转录过程，在病毒中不能发生。现有的转基因生物是细胞生物，只能发生复制、转录和翻译过程，不能发生逆转录和RNA分子的复制过程。]
Y含有U，表示转录过程，需加入RNA聚合酶；若X与Y都是DNA，表示DNA的复制过程，需加入DNA聚合酶；若Y是蛋白质，X是mRNA，表示翻译过程，则试管内还应该有其他RNA，如tRNA。]
9．D[DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。]纠错提升(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。
(2)RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。
(3)进行碱基互补配对的过程——上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。
(4)需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作模板)和转录(DNA一条链作模板)。
10．(1)RNA细胞核核糖核苷酸①②⑦
(2) 翻译⑥核糖体氨基酸
(3)UAA(4)D(5)D
解析图1所示为遗传信息的表达过程，具有转录和翻译两个步骤，其中的①②③④⑤⑥分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体，在mRNA的UCU碱基后的密码子是UAA；根据碱基的构成判断，图2中方框内是RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸；核糖体的化学成分是RNA和蛋白质，这与RNA病毒的成分相似。DNA中碱基对的数目和mRNA中碱基的个数相等，mRNA碱基的个数的密码子的个数比是3∶1；组成蛋白质的氨
基酸共有20种。
11．(1)b a c不同基因甲
(2)甲产生的中间产物1供给乙，使乙能够合成X，保证自身生长产生菌落(其他合理答案也可)
(3)通透性
解析(1)根据题意，在基本培养基上添加中间产物2，则甲、乙都能生长，说明甲和乙中酶c功能都正常；若添加中间产物1，则乙能生长而甲不能生长，说明甲中酶b功能丧失，乙中酶b功能正常；在基本培养基上添加少量的X，乙不能积累中间产物1，说明乙中酶a 功能丧失。产生这两种突变的原因是野生型的不同菌体中不同基因发生了突变，从而导致了酶a和酶b功能的丧失。因为在基本培养基上添加少量的X，甲能积累中间产物1，乙不能积累中间产物1，则应选用甲。(2)因为甲能积累中间产物1，而乙只要添加中间产物1就能生长，所以将甲、乙混合接种于基本培养基上时，甲产生的中间产物1供给乙利用，使乙能够合成X，从而保证乙自身生长形成菌落。(3)在发酵过程中，菌体中代谢产物(X)的浓度过高会使细胞内某些酶的活性降低，从而降低细胞的合成速率，此时如果能够改变菌体细胞膜的通透性，使代谢产物(X)排出菌体外，则X的合成速率就会提高。
《基因指导蛋白质的合成》教学设计
第一节《基因指导蛋白质的合成》教学设计 一、教材分析 （一）教材的地位与作用 所使用的教材是中图版必修二。讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心。本节教材是本册教材的重点之一，有承上启下的作用。 （二）教材前后联系 “基因的表达”这部分内容，（1）从物质上看，讨论的是生命特有的两种大分子物质——蛋白质和核酸在生命现象中的关系。学习过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础，其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋白质的结构和合成，核酸的结构和功能等。（2）从结构上看，基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的，因此，还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。（3）从功能上看，细胞代谢过程都是性状的体现，都是基因表达的结果，从这一点上说，本节内容有有助于对生命最基本特征的理解，这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中，关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。 另外，本节教材与生物学第三模块《稳态和环境》的学习也有密切的联系。因为生命许多特有的调节活动都是基因——酶——性状或基因——蛋白质——性状的具体体现。 就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系；同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。 二、学情分析： 学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈，但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中，同时还有课时紧，任务重的矛盾。 三、教学目标 1、概述遗传信息的转录和翻译过程。
优质课基因指导蛋白质的合成教学设计
第一节基因指导蛋白质的合成教学设计 单位：横县中学授课班级：1609 授课教师：黎文华上课地点：1609班教室 一、教学目标 1、知识目标 （1）概述遗传信息的转录和翻译。 （2）能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 2、能力目标 培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式，阐述转录和翻译的概念、原理和过程。 3、情感目标 培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。 二、教学重难点 重点：转录和翻译的概念和过程。 难点：遗传信息的翻译过程。 三、课时安排 1 课时 四、教学过程
二、遗传信息的翻 译 DNA RNA 组成元素 基本单位 碱基 结构 分布 分子大小 另外，教师补充：RNA的在细胞中有三种： mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体 RNA）。 探究二 DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？ 观看动画，阅读教材63页，回答以下问题： 1、概述转录的过程？ 2、转录的单位是什么？ 3、DNA的两条链都能转录吗？ 4、DNA链完全解开吗？ 5、在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？ 转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。 利用动画：显示转录过程。 探究三、mRNA上的碱基序列如何指导蛋白质合成的呢？ 思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。 小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另 外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成 蛋白质的终止信号又称终止密码。 继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的 “装配机器”——核糖体上的？————引出tRNA 课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种 类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始 读取） 学生阅读课文，思 考问题，并填写表。 学生带着问题阅读 课文，小组讨论。 通过阅读课文，进 一步提高学生自 学能力。 教师导学，进一步 掌握知识要点。 并利用教材中的 图解，引导学生通 过观察、思考、归 纳获得知识。
基因组学与蛋白质组学
《基因组学与蛋白质组学》课程教学大纲 学时： 40 学分：2.5 理论学时： 40 实验学时：0 面向专业：生物科学、生物技 术课程代码：B7700005先开课程：生物化学、分子生物 学课程性质：必修/选修执笔人：朱新 产审定人： 第一部分：理论教学部分 一、课程的性质、目的和任务 《基因组学与蛋白质组学》是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的，是融合了生物信息学、计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。是当今生命科学研究的热点与前沿领域。由于基因组学与蛋白质组学学科的边缘性，所以本课程在介绍基因组学与蛋白质组学基本基本技术和原理的同时，兼顾学科发展动向，讲授基因组与蛋白组学中的热点和最新进展，旨在使学生了解现代基因组学与蛋白质组学理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。 二、课程的目的与教学要求 通过本课程的学习，使学生掌握基因组学与蛋白质组学的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在基因组学与蛋白质组学上的应用及典型研究实例，熟悉从事基因组学与蛋白质组学的重要方法和途
径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情，并通过学习提高自学能力、独立思考能力以及科研实践能力，为将来从事蛋白质的研究奠定坚实的理论和实践基础。 三、教学内容与课时分配 第一篇基因组学
第一章绪论（1学时） 第一节基因组学的研究对象与任务； 第二节基因组学发展的历程； 第三节基因组学的分子基础； 第四节基因组学的应用前景。 本章重点： 1. 基因组学的概念及主要任务； 2. 基因组学的研究对象。 本章难点： 1.基因组学的应用及发展趋势； 2.基因组学与生物的遗传改良、人类健康及生物进化。建议教学方法：课堂讲授和讨论 思考题： 查阅有关资料，了解基因组学的应用发展。 第二章人类基因组计划（1学时） 第一节人类基因组计划的诞生； 第二节人类基因组研究的竞赛； 第三节人类基因组测序存在的缺口； 第四节人类基因组中的非编码成分； 第五节人类基因组的概观； 第六节人类基因组多样性计划。 本章重点： 1. 人类基因组的研究； 2. 人类基因组多样性。 本章难点： 人类基因组序列的诠释。 建议教学方法：课堂讲授和讨论 思考题：
基因控制蛋白质的合成计算总结
基因控制蛋白质的合成计算总结 一、与碱基互补配对有关的计算（主要是转录过程）这种题型做题步骤：先画图→再标碱基（若题目中告诉有哪两个碱基之和，就把这两个碱基标在一起；若没告诉哪两个碱基之和就可以随便标）→分析题目类型（推断过程要么由DNA推RNA或由 RNA→DNA；所求结果要么求碱基个数或求碱基所占的比例）→分析计算（主要把握住某个碱基或某两个碱基之和占DNA一条链的比例是占两条链比例的二倍） 1、计算数量⑴已知一段mRNA含30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）A12 B24 C18 D30⑵已知有1000个碱基的一段单链mRNA分子中，腺嘌呤和尿嘧啶之和所占比例为20%，则转录mRNA的DNA中非模板链的胞嘧啶的数量最多是（）A1200 B800 C400 D1600⑶已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接蛋白质分子中的氨基酸的肽键共有198个，翻译模板mRNA中有A和G共有200个，则转录成该mRNA 的DNA分子中，最少有C和T多少个？（）A400 B200 C600 D8002、计算比例⑴在双链DNA中，已知其中一条链（A+G）/ （T+C）=0、4，那么以它的互补链为模板转录成的mRNA中 （A+G）/（C+U）应是（）A 2、5 B1 C 0、4 D
1、25(2)某mRNA的碱基中，U占19%，A占21%，则作为它的模板基因DNA分子中胞嘧啶占全部碱基总数的( ) A21% B19% C60% D30% 二、与6：3：1有关的计算6是基因中的碱基个数，3是mRNA中的碱基个数，1是氨基酸的个数；基因中的碱基个数：mRNA中的碱基个数：氨基酸的个数＝6：3： 11、在6上进行变化角度出题（给出基因中的碱基个数或对数；给出基因中脱氧核苷酸的个数或对数。）要把握住基因中的碱基个数和基因中的脱氧核苷酸的个数相等。DNA中嘌呤碱基的数目和嘧啶碱基的数目相等。例：一个基因由600个脱氧核苷酸对组成，问形成的多肽中至多含有多少个氨基酸？（）A200 B100 C400 D8002、在1氨基酸上进行变换角度出题⑴联系缩合反应中公式：①氨基酸的数目＝肽键数目（水分子数目）＋肽链条数； ②蛋白质的分子量＝氨基酸的个数氨基酸的平均分子量－水分子个数18；①已知一个蛋白质分子由两条链组成，在合成蛋白质过程中生成310-21克水，那么指导该蛋白质合成的基因中至少含有多少个脱氧核苷酸对？（）A612 B306 C204 D606②由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为（）A na/6 B na/3－ 18(n/3－1) C an－18(n－1)
基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响
通过校园网进入数据库例如维普期刊数据库、CNKI、超星电子图书等。完成 A、任选一题，检索相关资料，截取检索过程图片，做成一个ppt文件（50分）。 B、写综述形式的学术论文(学术论文格式，字数不限，正文字体小四)，做成word文件（50分）。要求：按照自己的思路组织成文件，严禁抄袭。 写明班级学号，打印纸质版交给老师。 1、对检索课题“磷酸对草莓生长和开花的影响”检索中文信息。提示：磷酸的化学物质名称是“Phosphonic acid ”普通商业名称是“ethephon”， 2、基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响 3、红霉素衍生物的设计、合成与抗菌活性研究 4、HPLC法测定复方谷氨酰胺肠溶胶囊中L-谷氨酰胺的释放度 姓名：朱艳红 班级： 11生科师范 学号： 11223074 学科教师：张来军
基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响琼州学院生物科学与技术学院 11生科师范2班朱艳红 11223074 摘要 20世纪末伴随着人类基因组计划的实施，相继产生了基因组学和蛋白质组学，基因组学和蛋白质组学的迅速发展，对药学科学产生着深远的影响。文章在简介蛋白质组学基本概念、核心技术的基础上，综述了基因组学和蛋白质组学对新药研发带来的影响。 关键词：基因组学；蛋白质组学；药物研发 The impact of genomics and proteomics on the research and development of innovative drug abstract With the implementation of the 20th century,Genomics and proteomics had emerged one after the other. Driven by Soaring development of the omits，pharmaceutical industry presents a new vision，all human life faces a promising future. On the basis of proteomics Introduction to basic concepts, core technology, reviewed the genomics and proteomics research on the impact of new drugs. Keywords:Genomics; proteomics; drug development
高中生物基因指导蛋白质的合成测试题(附答案)知识讲解
高中生物基因指导蛋白质的合成测试题(附 答案)
高中生物必修2 第4章第1节基因指导蛋白质的合成测试题（附答案） 一、单选题 1．某细胞内相关的生理活动如图所示，下列表述正确的是 A. 若该细胞为记忆B细胞，其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程 B. 细胞发生c过程时，mRNA沿着核糖体移动，参与的tRNA可能有61种 C. 图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序和环境条件共同决定的 D. 分化的细胞中mRNA和蛋白质一定不同 2．某种物质可使DNA双链不能解开，若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，该物质不会阻断的细胞生理过程是 ①DNA复制②转录③翻译 A. ① B. ①② C. ③ D. ②③ 3．若图中甲、乙、丙所代表的结构或物质的关系，则表中相应的叙述与图示不符的选项是选项甲乙丙相应的叙述 A DNA RNA蛋白质①过程可表示转录；②过程可表示翻译 B二倍体花粉单倍体通过③得到甲的常用方法是用秋水仙素处理丙的种子 C离体细胞愈伤组织植物体①过程表示脱分化，②过程包括再分化 D CO 2+H 2 0C 6 H 12 O 6 丙酮酸 ①过程表示光合作用；②③过程表 示有氧呼吸 A. A B. B C. C D. D 4．下列有关DNA复制和基因表达的叙述，不正确的是 A. DNA复制和转录过程中都有氢键的断裂和形成 B. 人体不同细胞中DNA复制方式不同 C. 翻译过程中mRNA都要与核糖体结合 D. 转录过程中遗传信息可由DNA流向RNA 5．埃博拉出血热（EBHF）是由埃博拉病毒（EBV）（一种丝状单链RNA病毒）引起的当今世界上最致命的病毒性出血热，目前该病毒已经造成超过5160人死亡。EBV与宿主细胞结合后，将核酸-蛋白复合体释放至细胞质，通过下图途径进行增殖。下列推断正确的是
基因控制蛋白质的合成教学设计
教学设计
设计意图 （第2课时） 中心法则（补充有关中心法则的内容，充分利用中心法则图解，引导学生看图说出遗传信息流的方向，对RNA复制和逆转录过程进行补充讲解，再辅以习题训练。） 基因对性状的控制（通过例题的分析，引导学生认识到基因的选择性表达，与必修一细胞分化的实质相联系，注意新旧知识的衔接。） [复习提问]：转录和翻译的相关内容 （略）。 [讲述]：在遗传学上，把遗传信息的流 动方向叫做信息流。信息流的方向可以用科 家克里克提出的“中心法则”来表示。 [出示]：中心法则图解。 [提问]：你能根据中心法则的图解，说 出其中的遗传信息流动方向吗？ [介绍]：在某些病毒中，RNA也可以自 我复制。科学家还发现在一些病毒蛋白质的 合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下 合成DNA。逆转录过程及以及RNA自我复制 过程的发现，补充和发展了“中心法则“， 使之更加完整。 [小结]：DNA的复制：DNA→DNA（以DNA 作为遗传物质的生物的DNA自我复制。） DNA的转录：DNA→RNA（细胞核中的转 录过程。） 翻译：RNA→蛋白质（细胞质的核糖体 上的翻译过程。） RNA的复制：RNA→RNA（以RNA作为遗 传物质的生物的RNA自我复制。） RNA逆转录：RNA→DNA（少数病毒在其 宿主细胞中的逆转录过程。） [例题]：见学案。 [引言]：生物的一切遗传性状都是受基 因控制的。个体发育过程中产生的众多体细 胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有 相同的遗传物质或基因，但生物体不同部分 细胞表现出的性状不同，这是为什么？ [例题]：人的胰岛细胞能产生胰岛素， 但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中 ( C ) A.只有胰岛素基因 B.比人受精卵的基因要少 C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基 对照中心法 则说出DNA的复 制，DNA的转录、 翻译。 通过习题演 练加深对中心法 则的理解。 积极思维，与 必修一中的细胞 分化实质相联系， 进一步理解基因 的选择性表达。
基因组学(结构基因组学和功能基因组学).
问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点? 答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。 功能基因组学(functional genomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。 基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。 功能基因组学
知识梳理(第三节 基因控制蛋白质的合成)
第三节基因控制蛋白质的合成 知识梳理 一、从基因到蛋白质 1.基因是具有遗传效应的DNA片段；遗传信息是指碱基排列顺序。基因遗传信息的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。 2.转录场所：细胞核。模板：DNA的一条链。原料：4种核糖核苷酸。产物：mRNA。遵循碱基互补配对原则。注意转录时U代替T与A配对。特点：边解旋边转录。 3.遗传密码 遗传学上把决定1种氨基酸的3个相连的碱基叫做一个“密码子”。通过密码子表了解：所有生物共用一套密码子；每种氨基酸可对应1种或多种密码子，而每种密码子只决定1种氨基酸；共有64种密码子，决定氨基酸的为61种。基因突变，生物性状一定改变吗？不一定。 4.翻译 场所：蛋白质。模板：mRNA。原料氨基酸。产物：多肽。翻译过程分为起始、延伸、终止等阶段，信使RNA合成后，从核孔进入细胞质与核糖体结合；氨基酸到达核糖体通过tRNA运输。tRNA组成：一端携带氨基酸，另一端有3个碱基。tRNA与氨基酸的关系：一种tRNA只能转运一种氨基酸、一种氨基酸可以被多种tRNA转运。 二、基因对性状的控制 基因作为遗传物质，其主要功能是把遗传信息转变为有特定氨基酸，按一定顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物的性状。 三、人类基因组计划 （1）主要内容：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图和全部碱基序列测定。 （2）后续研究与开发：主要是开展与重大疾病、重要生理功能相关的基因和蛋白质，以及重要病原菌功能基因组的研究与开发。 知识导学 1.对遗传信息的遗传和表达我们可以参照图形理解： 五条线路均遵循碱基互补配对原则： ①DNA→DNA：以DNA作为遗传物质的生物的自我复制。 ②RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物的自我复制。 ③DNA→RNA：遗传信息从DNA流向RNA的转录过程。 ④RNA→蛋白质：细胞质核糖体上的翻译过程。 ⑤RNA→DNA：在逆转录酶作用下以RNA为模板合成DNA的过程。 注意：科学家发现了疯牛病的病原体——朊病毒，其化学成分是蛋白质。朊病毒是有感染性的错误折叠的结构异常蛋白质，能促使与其有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样错误折叠，朊病毒的发现对现代遗传理论有一定的补充作用。 2.基因对性状的控制有两种情况：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。另一情况是通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状。 疑难突破 1.如何理解转录的过程？ 剖析：转录是在细胞核内进行的，是以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。
基因组学与蛋白质组学复习要点(答案)
一、名词： Gene 遗传学概念：基因是世代相传的，基因决定了遗传性状的表达，基因的颗粒性主要表现在世代相传的行为和功能表达上具有相对的独立性，基因呈直线排列在染色体上。 分子生物学概念：合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA（部分RNA病毒除外），即一个基因不仅包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，还应包括为保证转录所必需的调控序列。 genome 细胞或生物体中，一套完整单体的遗传物质的总和，即某物种单倍体的总DNA。对于二倍体高等生物来说，其配子的DNA总和即一组基因组，二倍体有两份同源基因组。 Protein 生物体中广泛存在的一类生物大分子，由核酸编码的α氨基酸之间通过α氨基和α羧基形成的肽键连接而成的肽链，经翻译后加工而生成的具有特定立体结构的、有活性的大分子。 Proteome (1)由一个基因组所表达的全部相应的蛋白质。(2)在一定条件下，存在于一个体系（包括细胞、亚细胞器、体液等）中的所有蛋白质。 exon 外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质 古细菌 定义1：常生活于热泉水、缺氧湖底、盐水湖等极端环境中的原核生物。具有一些独特的生化性质，如膜脂由醚键而不是酯键连接。在能量产生与新陈代谢方面与真细菌有许多相同之处，而复制、转录和翻译则更接近真核生物。古核生物与真核生物可能共有一个由真细菌的祖先歧化而来的共同祖先。所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；总论（二级学科）定义2：现今最古老的生物群，为地球原始大气缺氧时代生存下来的活化石。为单细胞生物，无真正的核，染色体含有组蛋白，RNA聚合酶组成比细菌的复杂，翻译时以甲硫氨酸为蛋白质合成的起始氨基酸，细胞壁中无肽聚糖，不同于真细菌，核糖体蛋白与真核细胞的类似。许多种类生活在极端严酷的环境中。与真核生物、原核生物并列构成现今生物三大进化谱系。 多聚酶链式反应（PCR） 多聚酶链式反应（PCR）：一种体外扩增DNA的方法。PCR使用一种耐热的多聚酶，以及两个含有20个碱基的单链引物。经过高温变性将模板DNA分离成两条链，低温退火使得引物和一条模板单链结合，然后是中温延伸，反应液的游离核苷酸紧接着引物从5…端到3?端合成一条互补的新链。而新合成的DNA又可以继续进行上述循环，因此DNA的数目不断倍增。 基因芯片（DNA微阵列）
1 基因指导蛋白质的合成 教学设计 教案
教学准备 1. 教学目标 1.1 知识与技能： ①概述遗传信息的转录和翻译。 ②运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 1.2过程与方法： ①作好本章的引子。 ②准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求 充分利用教材中的插图 1.3 情感态度与价值观： ①认同基因指导蛋白质合成的方法 2. 教学重点/难点 2.1 教学重点 ①遗传信息转录和翻译的过程 2.2 教学难点 ①遗传信息的翻译过程。 3. 教学用具 教学课件 4. 标签 教学过程 引入新课 片段1：导入
师：当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？ 生：讨论、争论，看图，形成新的问题 （提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标） 师：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？ 生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。 师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。 师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。 片段2学习转录过程 师：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？ 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 师：如何解读DNA信息？ 生：看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程，并且完成对比表格。 RNA与DNA的比较
师：DNA是如何转录的，特点是什么？转录的单位是什么？转录与复制有何异同？ （通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论） 生：学生阅读教材找到答案。 （结合图解、讲CAI课件，认识转录的过程） 教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥， 就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。 教师提问：为什么mRNA适于作DNA的信使呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA 的？ 结合多媒体课件或图示教师精讲点拨： ①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板； ②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。 ③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上； ④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。 学生听讲、阅读、思考，师生讨论共同完成以上问题，即①mRNA为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；②转录成的RNA的碱基序列， 与供转录用的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补 配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T。这样转录出的这个mRNA 与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U，从而 保证了转录的准确性。 教师讲述：转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。 师：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何 能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？RNA如何将信息翻译成蛋白质？
浅析功能基因组学和蛋白质组学的概念及应用
【摘要】基因组相对较稳定，而且各种细胞或生物体的基因组结构有许多基本相似的特征；蛋白质组是动态的，随内外界刺激而变化。对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。蛋白质组学是在细胞的整体蛋白质水平上进行研究、从蛋白质整体活动的角度来认识生命活动规律的一门新学科，简要介绍功能基因组学和蛋白质组学的科学背景、概念及其应用。 【关键词】基因组；功能基因组学；蛋白质组学； 一、基因组及基因组学的概念 基因组(genome)一词系由德国汉堡大学H．威克勒教授于1920年首创，用以表示真核生物从其亲代所继承的单套染色体，或称染色体组。更准确地说，基因组是指生物的整套染色体所含有的全部DNA序列。由于在真核细胞的线粒体和植物的叶绿体中也发现存在遗传物质，因此又将线粒体或叶绿体所携带的遗传物质称为线粒体基因组或叶绿体基因组。原核生物基因组则包括细胞内的染色体和质粒DNA。此外非独立生命形态的病毒颗粒也携带遗传物质，称为病毒基因组。所有生命都具有指令其生长与发育，维持其结构与功能所必需的遗传信息，本书中将生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为基因组。[1] 基因组学(genomic)一词系由T．罗德里克(T．Roderick)于1986年首创，用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学学科分支，并已用来命名一个学术刊物Genomics。基因组学是伴随人类基因组计划的实施而形成的一个全新的生命科学领域。[1] 基因组学与传统遗传学其他学科的差别在于，基因组学是在全基因组范围研究基因的结构、组成、功能及其进化，因而涉及大范围高通量收集和分析有关基因组DNA的序列组成，染色体分子水平的结构特征，全基因组的基因数目、功能和分类，基因组水平的基因表达与调控以及不同物种之间基因组的进化关系。基因组学的研究方法、技术和路线有许多不同于传统遗传学的特点，各相关领域的研究仍处于迅速发展和不断完善的过程中。 基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。 二、功能基因组学的概念及应用
《基因指导蛋白质的合成》教案 2
第1节基因指导蛋白质的合成 一、学习目标： 1.概述遗传信息的转录和翻译的过程。 2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 二、教学重点和难点: 1.教学重点: （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──ＲＮA的基本单位、化学组成和种 类,以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同; (２)理解基因表达的转录和翻译的概念及过程； (３）比较转录和翻译的异同； （4)认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； (5)计算问题：基因(ＤNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。 2.教学重难点: (1)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程 （2)认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子; （3)计算问题：基因(DＮA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系,以图解方法解决。 三、教学方法: 创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。 四、课时安排：1 课时 五、教学过程
与蛋白质 合成有关 的计算 基因的表达过程是在细胞中完成的。DＮA分子、 RNA分子、氨基酸分子和核糖体,线粒体等众多 细胞器一道,完成遗传信息的转录和翻译过程。 在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与ｍ RNA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,开始承担细胞生命活动的各 项职责。 归纳遗传信息流动方向: 与蛋白质合成有关的计算: 思考：DＮＡ的碱基、ｍRNA的碱基与氨基 酸个数的关系？ 例：一条多肽链中有氨基酸1 0０0个,则作为合 成该多肽链模板的信使ＲNＡ和用来转录该信使 RNＡ的基因分子分别至少有碱基多少个？ A.３000个和3 000个Ｂ．１ 000个和3 ０00个 C.1 00０个和4 000个 D.３ 000 个和6 0００个 小结: DNA的碱基数:mＲNA的碱基数:蛋白质的氨 基酸数= 6:3：１ 从理论上和 实际情况两 种可能性讨 论,认识保 护物种的意 义。 完成练习。 六、教学反思 由于本节内容抽象复杂, 插图多, 涉及的物质种类也比较多，应要求学生做好课前预习。教学中，在处理主干知识和侧枝内容的关系时,要做到合理分配时间,明确不同内容的教学要求。教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。要让学生了解各个知识点间的内在关系,又要能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。教师在备课时，一定要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机地结合起来。在对插图的处理上,还应分清主次和
生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学研究进展_戴家银
第26卷第3期2006年3月生 态 学 报ACTA EC OLOGI CA SI NICA Vol .26,No .3Mar .,2006生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学研究进展 戴家银,王建设 (中国科学院动物研究所,北京 100080) 基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性资助项目(KSCX2-SW -128) 收稿日期:2005-08-30;修订日期:2005-12-05 作者简介:戴家银(1965～),男,安徽怀宁人,博士,研究员,主要从事生态毒理学和生物化学研究.E -mail :daijy @ioz .ac .cn Foundation item :The project was supported by the Innovation Project of Chines e Academy of Sciences (No .KSCX2-SW -128) Received date :2005-08-30;Accepted date :2005-12-05 Biography :DAI Jia -Yin ,Ph .D .,Professor ,mainly engaged in ecotoxicology and biochemis try .E -mail :daijy @ioz .ac .cn 摘要:将基因组学和蛋白质组学知识整合到生态毒理学中形成了生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学。通过生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学的研究能够在基因组和蛋白质组水平更深入理解毒物的作用机制,寻找更敏感、有效的生物标记物,形成潜在的强有力的生态风险评价工具。介绍了生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学的研究进展,以及DNA 芯片技术和2D -凝胶电泳技术在持久性有毒污染物的生态毒理学研究中的应用。 关键词:生态毒理基因组学;生态毒理蛋白质组学;DNA 芯片技术;2D -凝胶电泳;持久性有机污染物 文章编号:1000-0933(2006)03-0930-05 中图分类号:X171 文献标识码:A Progress in ecotoxicogenomics and ecotoxicoproteomics DAI Jia -Yin ,WANG Jian -She (Institut e of Zoology ,C hines e Acade my of Sci ence s ,Beijing 100080,C hina )..Acta Ecologica Sinica ,2006,26(3): 930～934.Abstract :Ec otoxicogeno mics and ecotoxic oproteo mics are integration of genomics and proteomics into ec otoxicology .Ecotoxic ogenomics is defined as the study of gene and pr otein expr ession in non -target organisms that is impor tant in responses to environmental toxicant exposures .Ecotoxic ogenomic toolsmay provide us with a better mechanistic understanding of ec otoxicology ,and they are likely to provide a vital r ole in ecological risk assessment .Pr ogress in ec otoxicogenomics and ecotoxicoprote omics are discussed in this paper .DNA gene c hip and 2D -gel usually used in ecotoxicogeno mics and ecotoxicoproteomics ar e also e xpounded by exa mples . Key words :ec otoxicogeno mics ;ecotoxic oproteo mics ;D NA micr oarra y ;2D -gel ;persistent organic pollutants 随着生态学和环境科学的深入发展,生态毒理学已成为生态学和环境科学前沿研究领域,正从基因、蛋白质、器官和整体水平深入开展研究工作。 在人类基因组计划实施的短短几年间,以“组学(-omics )”构成的学科及其相关研究如雨后春笋般在生命科学界迅速蔓延、蓬勃发展。在环境科学领域中也出现了环境基因组学(environmental genomics )、毒理基因组学(toxicogenomics )等学科。Snape 等人[1～3]将基因组学知识整合到生态毒理学中,于2004年提出了“生态毒理基因组学(ecotoxicogenomics )”的概念,通过生态毒理基因组学研究确认一系列毒物效应基因,从而在基因组水平更深入理解毒物的作用机制,并在基因和蛋白质水平寻找更敏感、有效的生物标记物(biomarkers ),形成潜在的强有力的生态风险评价工具。 持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants ,POPs )是指能持久存在于环境中、通过食物链蓄积、逐级传递,经直接或间接途径进入人体的化学物质。POPs 具有致癌、致畸、致突变性、内分泌干扰等毒作用。POPs 对人体健康和生态环境带来的危害受到全社会的普遍关注,引起世界各国的决策者和科学家的高度重视,也成为环境科学和生态毒理学研究的热点课题之一[4,5]。我国已于2001年5月签署了控制12种P OPs 对人类健康
《基因指导蛋白质的合成》学案
第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 1、RNA 的结构： （1）、组成元素：C 、H 、O 、N 、P （2）、基本单位：核糖核苷酸（4种） （3）、结构：一般为单链 2、 3、种类及功能???? ? 信使RNA mRNA ：携带遗传信息，蛋白质合成的模板转运RNA tRNA： ：识别并运载氨基酸 核糖体RNA rRNA ：核糖体的组成成分 病毒中RNA 的功能：遗传物质携带遗传信息，含有控制病毒蛋白质合成及性状表达的全套的基 因，对宿主细胞具有感染能力。 特别提醒：细胞中的极少数RNA 还具有催化作用。 4、遗传信息的转录： （1）概念：在细胞核中，以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA 的过 程。（注：叶绿体、线粒体也有转录） （2）转录的条件：模板、原料、能量、酶等。 （3）转录的场所：主要在细胞核 （4）转录的模板：以DNA 的一条链为模板 （5）转录的原料：4种核糖核苷酸（尿嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖 核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸） （6）转录的产物：一条单链的mRNA （7）转录的原则：碱基互补配对原则
5、遗传信息的翻译： （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）翻译的条件：模板、原料、能量、酶、转运工具 （3）翻译的场所：细胞质的核糖体上 （4）翻译的原料：游离的氨基酸 （5）翻译的模板：一条mRNA单链 （6）翻译的产物：具有一定氨基酸序列的多肽链（或蛋白质） （7）翻译的原则：碱基互补配对原则 （8）翻译的具体过程图解： →→ 6、密码子表
基因组学和蛋白质组学之间的关系
基因组学与蛋白质组学之间的关系 1 基因组学概述 基因组学，研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用，试图解决生物，医学，和工业领域的重大问题。 基因组研究应该包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学）和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学，又被称为后基因组研究，成为系统生物学的重要方法。 基因组学能为一些疾病提供新的诊断，治疗方法。例如，对刚诊断为乳腺癌的女性，一个名为“Oncotype DX”的基因组测试，能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果，这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学还被用于食品与农业部门。 基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。 2 蛋白质组学概述 蛋白质组学（Proteomics）一词，源于蛋白质（protein）与基因组学（genomics）两个词的组合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识，这个概念最早是由Marc Wilkins 在1995年提出的。 3 两者之间的关系 90年代初期开始实施的人类基因组计划，在经过各国科学家近10年的努力下，已经取得了巨大的成就。不仅完成了十余种模式生物（从大肠杆菌、酿酒酵母到线虫）基因组全序列的测定工作，还有望在2003年提前完成人类所有基因的全序列测定。那么，知道了人类的全部遗传密码即基因组序列，就可以任意控制人的生老病死吗？其实并不是这么简单。基因组学虽然在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力根据,但实际上大部分疾病并不是因为基因改变所造成。并且，基因的表达方式错综复杂，同样的一个基因在不同条件、不同时期可能会起到完全不同的作用。关于这些方面的问题，基因组学是无法回答的。所以，随着人类基因组计划的逐步完成，科学家们又进一步提出了后基因组计划，蛋白质组研究是其中一个很重要的内容。 目前，在蛋白质功能方面的研究是极其缺乏的。大部分通过基因组测序而新发现的基因编码的蛋白质的功能都是未知的，而对那些已知功能的蛋白而言，它们的功能也大多是通过同源基因功能类推等方法推测出来的。有人预测，人类基因组编码的蛋
(完整版)基因指导蛋白质合成教案
基因指导蛋白质合成 1 教材分析 1.1 地位作用 “基因指导蛋白质合成”是普通高中课程标准实验教科书生物必修二“遗传与进化”第四章内容。本节课的内容是在学习了《基因的本质》的基础上所进行的，学好本节课程即可以使学生巩固前面的知识，也为学好基因突变做好铺垫。 1.2 主要内容 基因是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的重要体现者，本节内容将生命活动中的两大物质紧密联系起来。通过学习本节课程内容，掌握DNA和RNA、转录与翻译、密码子与反密码子、3种RNA等概念及其之间的关系。 2 教学目标及重、难点 2.1 教学目标 知识目标：概述遗传信息的转录和翻译。 能力目标：运用数学方法，分析碱基与氨。基酸的对应关系 情感目标：在学习生命活动过程中，认同保护物种的意义。 2.2 教学重点和难点 2.2.1 教学重点： （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质—RNA的基本单位、化学组成和种类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同； （2）理解基因表达的转录和翻译的概念及过程； （3）比较转录和翻译的异同； （4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； （5）计算问题：基因（DNA）碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。 2.2.2 教学难点：
（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程； （2）基因（DNA）碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。 3 教学策略 由于本节课比较抽象，学生对转录与翻译过程的空间结构变化会不理解，但这同时也是本节课的重点。所以我会利用动画把抽象的知识直观化，让同学能更好的理解反应过程。在这节课的末尾，利用习题巩固所学的知识。 4 教学过程 第一课时 4.1 提出问题，创设情境，引入课题 教师活动：播放5分钟《侏罗纪公园》电影。 提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？ 学生活动：学生观看、讨论和回答问题。（学生可能会想到，需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。） 结论：基因（DAN）就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。 4.2 引入课题：基因指导蛋白质的合成 教师活动：提出问题：基因是如何指导蛋白质合成？基因在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞之中的蛋白质合成呢？ 学生活动：思考，有中间物质传递信息。 结论：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 4.3 遗传信息的转录 教师活动：RNA由是如何解读DNA的信息呢？