“基因指导蛋白质的合成——遗传信息的翻译”
一节的教学设计
一、教材分析在人教版生物教材必修2《遗传与进化》第4章第1节“基因指导蛋白质的合成”中，转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解，较多物质和细胞结构参与——学生易混乱，涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的生物技术无法操作…。基于以上考虑，把本节分为2课时，遗传信息的翻译为第2课时。确定本节课的教学目标是：⑴运用数学方法分析推测碱基与氨基酸的对应关系。⑵使用多种方式概述遗传信息的翻译。⑶不同智能倾向的学生得到成功的体验，建立学习的自信心和自尊心。⑷认同与人合作在科学研究中的重要性。确定本节课的重难点是：如何突破将翻译的抽象复杂转化为直观形象？又如何突破将翻译的静止插图转化为动
态图形？我们用了flash动画、剪纸模型、打比方的方式，学生不仅看到了，做到了，也想到了，学生有了更多的机会学习。二、教学准备1、制作powerpoint演示文稿和翻译过程的flash2、准备翻译的剪纸模型共15套（1套/4人）
核糖体（1个）氨基酸（个） mrna（1个） trna（8个）三、教学过程学生活动一：运用数学方法分析推测碱基与氨基酸的对应关系【教师导入】flash演示转录过程，那么转录的mrna进入细胞质以后又是如何合成蛋白质的呢？这节课我们就一起来学习翻译（板书）。首先，了
解翻译概念：【学生阅读】课本p64概念【教师提问】mrna是如何翻译成蛋白质？我们先要知道mrna的碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？【学生讨论】至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？【学生推测】可能是3个碱基决定1个氨基酸【教师讲解】1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mrna的3个相邻碱基决定，
（p65表4-1）即密码子，1967年科学家已将20个氨基酸的密码子全部破译。
20种氨基酸的密码子表。
【教师提问】
这段mrna包含了几个密码子？，对应的氨基酸是什么？【学生查表】回答【教师启发】查表过程中你们发现密码子有什么特点？【学生讨论】回答【教师指导】补充、归纳、 1、1个密码子决定1种氨基酸；1种氨基酸可能有1个或多个密码子； 2、有3个终止密码，2个起始密码，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的只有61个； 3、通用性：地球上几乎所有的生物3
一、选择题 1．下列有关mRAN的论述，正确的一项是（） A、mRNA是基因表达的最终产物 B、mRNA遗传密码的阅读方向是3′→5′ C、mRNA遗传密码的阅读方向是3′→5′ D、mRNA密码子与tRNA反密码子通过A-T，G-C配对结合 E、每分子mRNA有3个终止密码子 2．下列反密码子中能与密码子UAC配对的是（） A、AUG B、AUI C、ACU D、GUA 3．下列密码子中，终止密码子是（） A、UUA B、UGA C、UGU D、UAU 4．下列密码子中，属于起始密码子的是（） A、AUG B、AUU C、AUC D、GAG 5．下列有关密码子的叙述，错误的一项是（） A、密码子阅读是有特定起始位点的 B、密码子阅读无间断性 C、密码子都具有简并性 D、密码子对生物界具有通用性 6．密码子变偶性叙述中，不恰当的一项是（） A、密码子中的第三位碱基专一性较小，所以密码子的专一性完全由前两位决定 B、第三位碱基如果发生了突变如A G、C U，由于密码子的简并性与变 偶性特点，使之仍能翻译出正确的氨基酸来，从而使蛋白质的生物学功能不变 C、次黄嘌呤经常出现在反密码子的第三位，使之具有更广泛的阅读能力，（I-U、I-C、I-A）从而可减少由于点突变引起的误差 D、几乎有密码子可用或表示，其意义为密码子专一性主要由头两个 碱基决定 7．关于核糖体叙述不恰当的一项是（） A、核糖体是由多种酶缔合而成的能够协调活动共同完成翻译工作的多酶复合体 B、核糖体中的各种酶单独存在（解聚体）时，同样具有相应的功能 C、在核糖体的大亚基上存在着肽酰基（P）位点和氨酰基（A）位点 D、在核糖体大亚基上含有肽酰转移酶及能与各种起始因子，延伸因子，释放因 子和各种酶相结合的位点 8．tRNA的叙述中，哪一项不恰当（） A、tRNA在蛋白质合成中转运活化了的氨基酸 B、起始tRNA在真核原核生物中仅用于蛋白质合成的起始作用 C、除起始tRNA外，其余tRNA是蛋白质合成延伸中起作用，统称为延伸tRNA D、原核与真核生物中的起始tRNA均为fMet-tRNA 9．tRNA结构与功能紧密相关，下列叙述哪一项不恰当（） A、tRNA的二级结构均为“三叶草形” B、tRNA3′-末端为受体臂的功能部位，均有CCA的结构末端 C、TyC环的序列比较保守，它对识别核糖体并与核糖体结合有关
《遗传信息的转录和翻译》教学设计 【教学目标】 1.知识目标： （1）概述遗传信息的转录和翻译。 （2）说出基因控制蛋白质合成的过程和原理。 2.能力目标： （1）分析DNA和RNA的对照得出类比方法。 （2）尝试利用课本插图和课件，阐明图例用意，运用分析、类比归纳的方法，对信息进行处理。 3.情感目标： 认同用辨正唯物主义观点分析和认识生物体生命活动的基本规律，逐步形成科学的世界观。 【教材分析】 《遗传信息的转录和翻译》是普通高中课程江苏教育出版社实验教科书《生物》必修2第四章第三节《基因控制蛋白质的合成》中的内容。本节主要讲述了基因的本质，基因控制蛋白质的合成等内容。本节教材主要完成基因表达概念和DNA与RNA的比较及转录和翻译的过程和原理的教学。本节的核心内容是通过观察、探究等活动明确基因控制蛋白质合成的过程和原理。通过探究活动，使学生学会运用科学探究方法，体验探究过程，培养学生的科学态度、探索精神、创新意识、思维能力。 【教学重、难点】 1.教学重点 遗传信息的转录和翻译的过程、原理。 2.教学难点 遗传信息翻译的过程 【教学手段】 本课主要利用探究—发现结合式的教学方法，适当创设问题情境和打比方，以问题为主线贯穿转录和翻译的过程，同时利用课本插图和动画课件，创设有利于学生主动探究知识的情境，展示蛋白质合成的动画过程，启发学生讨论、思考
问题，引导学生探究，归纳基因控制蛋白质的过程和原理。 【教学过程】 教学 内容 师生活动设计意图 一、新课导入师：（课件显示）请学生欣赏一组银光猪与普通猪的生物图片。 提问：这两个猪的区别主要是什么？ 引导学生回答：蛋白质是生命的体现者。 引出问题：谁来指导蛋白质的合成？ （学生回答：基因） 分析基因、蛋白质和性状之间的关系。 引出课题──基因指导蛋白质的合成。 为进入下 一教学内 容作铺 垫，进一 步激发学 生求知欲 望。 二、新课讲解 1.遗传信息的传递途径师：展示真核细胞亚显微结构简图（主要画出细胞核和核糖体）。 提问：控制生物性状的基因在哪里？蛋白质的合成场所在在哪 里？ 引导探究：基因位于细胞核中，怎么去指导细胞质中的核糖体合 成蛋白质？（比如细胞核是总指挥部，细胞质是战场，DNA可充 当什么角色？它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成？） 推测：有一种物质把遗传信息“带”到核糖体上。 师：（引导学生推测遗传信息从细胞核到核糖体的传递途径可能情 况：课件展示材料一：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实 验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止， 而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数 量的蛋白质。材料二：同年，拉斯特等人将变形虫用同位素标记 的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞 核中合成。） 师：（提问并引导学生分析实验）：综合两个素材，你认为遗传信 息的传递途径是什么？ 生:DNA到RNA。 进一步设问：科学家发现把遗传信息“带”出来的物质是RNA，即 1.引导学 生巩固旧 知识，并引 出探究内 容。 2.打比方 形象有趣， 可激发学 生的学习 兴趣。 3、通过模 似科学家 研究过程， 让学生感 受科学探 索的乐趣， 培养学生 比较、分 析、想象， 由现象揭 示本质的 探究思维 能力和实 事求是的 科学精神。
第一章蛋白质的结构与功能 [测试题] 一、名词解释：1．氨基酸 2．肽 3．肽键 4．肽键平面 5．蛋白质一级结构 6．α-螺旋 7．模序 8．次级键 9．结构域 10．亚基 11．协同效应 12．蛋白质等电点 13．蛋白质的变性 14．蛋白质的沉淀 15．电泳 16．透析 17．层析 18．沉降系数 19．双缩脲反应 20．谷胱甘肽 二、填空题 21．在各种蛋白质分子中，含量比较相近的元素是____，测得某蛋白质样品含氮量为15.2克，该样品白质含量应为____克。 22．组成蛋白质的基本单位是____，它们的结构均为____，它们之间靠____键彼此连接而形成的物质称为____。 23．由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带____电荷，在碱性溶液中带____电荷，因此，氨基酸是____电解质。当所带的正、负电荷相等时，氨基酸成为____离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的____。 24．决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。25．蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 26．维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 27．稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 28．构成蛋白质的氨基酸有____种，除____外都有旋光性。其中碱性氨基酸有____，____，____。酸性氨基酸有____，____。 29．电泳法分离蛋白质主要根据在某一pH值条件下，蛋白质所带的净电荷____而达到分离的目的，还和蛋白质的____及____有一定关系。 30．蛋白质在pI时以____离子的形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以____离子形式存在，在pH 生物化学-蛋白质化学练习含答案 第三章蛋白质化学练习卷 一、填空题 (一)基础知识填空 1. 组成蛋白质的碱性氨基酸 有、 和。酸性氨基酸有 和。 2. 在下列空格中填入合适的氨基酸名称。 (1) 是带芳香族侧链的极性氨基酸。 (2) 和是带芳香族侧链的非极性氨基酸。 (3) 和是含硫的氨基酸。 (4) 是最小的氨基酸， 是亚氨基酸。 (5)在一些酶的活性中心起重要作用并 含有羟基的分子量较小的氨基酸 是，体内还有另两个含羟基的氨基酸分别是 和。 3. 氨基酸在等电点时，主要以 离子形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以离子形式存在，在 pH 6. 个以内的氨基酸残基所组 成的肽称为寡肽。 7. 1953年维格诺尔德（D. Vingneaud） 第一次用化学法合成了具有生物活性 的肽—，因而获得诺贝尔奖。 9. 人工合成肽时常用的氨基保护基有、、、 。 10. 胰蛋白酶能水解和 的氨基酸的羧基所形成的肽键。 11. 胰凝乳蛋白酶能水解、 和的氨基酸的羧基侧所形成的肽键。 12. 溴化氰能水解羧基侧所 形成的肽键。13. 拆开蛋白质分子中二硫键的常用的 方法有一种还原法，其常用的试剂 是。 14. 蛋白质之所以出现各种无穷的构象 主要是因为键和键 能有不同程度的转动。 15. Pauling等人提出的蛋白质α螺旋模型，每圈螺旋包含 氨基酸残基，高度为 nm。每个氨基酸残基上升 nm。 16. 一般来说，球状蛋白质的 性氨基酸侧链位于分子内部， 性氨基酸侧链位于分子表面。 17. 维持蛋白质一级结构的化学键是 和。 18. 维持蛋白质二级结构的化学键 是。 3 简单蛋白质：完全由氨基酸构成的蛋白质 结合蛋白质：由AAs和其他非蛋白质化合物所组成 球状蛋白质：多肽链能够折叠，使分子外形成为球状的蛋白质。 纤维状蛋白质：能够聚集为纤维状或细丝状的蛋白质。主要起结构蛋白的作用，其多肽链沿一个方向伸展或卷曲，其结构主要通过多肽链之间的氢键维持。 单体蛋白质：仅含有AAs 寡聚蛋白质：由两个以上、十个以下亚基或单体通过非共价连接缔合而成的蛋白质。 等电点：蛋白质或两性电解质(如氨基酸)所带净电荷为零时溶液的pH，此时蛋白质或两性电解质在电场中的迁移率为零。符号为pI。 氨基酸残基：在多肽链中的氨基酸，由于其部分基团参与了肽键的形成，剩余的结构部分则称氨基酸残基。它是一个分子的一部分，而不是一个分子。氨基酸的氨基上缺了一个氢，羧基上缺了一个羟基。简单的说，氨基酸残基就是指不完整的氨基酸。一个完整的氨基酸包括一个羧基（—COOH)，一个氨基(—NH2)，一个H，一个R基。缺少一个部分都算是氨基酸残基,并没有包括肽键的。 钛键：氨基和羧基脱去一分子水形成的化学键。 钛键平面：肽键所在的酰胺基成为的刚性平面。由于肽键具有部分双键性质，使得肽基的六个原子共处一个平面，称为肽平面。 同源蛋白质：在不同有机体中实现同一功能的蛋白质。（结构和功能类似的蛋白质。） 蛋白质一级结构：蛋白质多肽链的氨基酸通过肽键连接形成的线性序列。 蛋白质二级结构：指多肽链借助H键折叠盘绕成沿一维方向具有周期性结构的构象。 构象：分子的三维结构即分子中的所有原子在空间的位置总和。 构型：分子中的原子在空间的相对取向。 α-螺旋：它是蛋白质当中最为常见、最丰富的二级结构。多肽主链沿中心轴盘绕成右手或左手螺旋；每个螺旋周期有3.6个氨基酸残基，螺距0.54nm，螺旋直径0.5nm；氨基酸残基侧链伸向外侧；同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧原子之间形成氢键，并且与螺旋轴保持大致上的平行。此外，肽键上的酰胺氢和羰基氧既能形成内部氢键，也能与水分子形成外部氢键。 β-折叠：常见的蛋白质的二级结构之一。呈片状,肽链主链取锯齿状折叠构象；肽链走向可能是平行的，也可能是反平行的。两条或多条肽链之间侧向聚集在一起，相邻多肽链羰基氧和酰胺氢之间形成氢键，氢键与肽链的长轴几乎呈直角；侧链R基交替分布于片层平面两侧。 β-转角：它大多分布在球状蛋白质分子表面，以改变肽链。它是一个发夹式转折，其特点是在于多肽链中第n个残基的一CO基与第n+3个残基的-NH基形成氢键。因此，一个多肽链的走向可以得到很好的扭转。因此，β-转角在球状蛋白质中是重要的二级结构，起到连接其他二级结构的作用。 超二级结构：蛋白质中，由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体，以充当三级结构的构件。 结构域：对于较大的蛋白质分子（或亚基），多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构，这种独立的折叠单位称为结构域。 蛋白质三级结构：指多肽链在二级结构的基础上借助各种次级键进一步盘绕成具有特定肽链走向的紧密球状构象。 蛋白质四级结构：具三级结构的球状蛋白质以非共价键缔合在一起，形成的聚集体称为蛋白质的四级结构。其中每个球状蛋白质称为亚基。 疏水相互作用：非极性的基团在极性溶液中相互靠近的相互作用。 别构蛋白质：是指除了具有结合底物的活性部位，还具有结合调节物别构部位的蛋白质。别构蛋白的活性部位和别构部位可以分属不同的亚基（活性亚基和调节亚基），活性部位之间以及活性部位与调节部位之间通过蛋白质构象的变化而相互作用。 遗传信息的翻译 一、教学目标 1、知识目标： （1）运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系； （2）学会使用密码子表； （3）概述翻译过程。 2、能力目标： 能够独立操作模型完成翻译的过程。 3、情感态度与价值观： 认同生命过程具有简洁、高效、有序之美。 二、教学重点 1、运用数学方法分析碱基与氨基酸的对应关系 2、遗传信息的翻译过程 三、教学难点 1、遗传信息的翻译过程 四、学情分析 1、高一的学生已具备一定的数学知识基础，分析碱基与氨基酸的对应关系时，易采用棋盘法突破。 2、高一的学生思维活跃，好奇心强，具备动手能力与合作精神。有利于探究式教学。 五、教法学法 1、教法：任务驱动法、模型操作法、直观演示法、小组讨论法 2、学法：自主学习、合作学习、探究学习 六、教学过程 1、情景导入 我们上节课我们学习了遗传信息的转录，一起回顾相关内容，其中转录的模板是？参与转录的酶是？转录的产物是？DNA怎样将遗传信息精准传递给RNA？DNA将信息传递给mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质，那么接下来mRNA怎么指导蛋白质的合成呢？ 接下来,我们一起看个视频，从视频中寻找灵感。播放电视剧<<潜伏>>中精彩片断，提出问题，主人公于则成记录的数字是什么？有什么用？怎么把数字翻译成文字？在战争年代甚至是现代的军事上传递信息常采用密电码，这些数字对应文字，需要查找相应的代码表，才能翻译成文字。 2、探索未知 mRNA由四种核糖核苷酸构成，而蛋白质由20种氨基酸构成,核糖核苷酸就相当于密电码,现在你就是密电码的破译员，我们怎么破译这些密电码?首先,我们要先确定碱基和氨基酸的对应关系。认真思考并填写导学案中第二部分内容。 如果一个碱基对应一种氨基酸呢?四种碱基只能对应四种。不行 如果两个碱基对应一种氨基酸呢？四种碱基有多少组合，能对应20种氨基酸吗？还是不够。 如果三个碱基对应一种氨基酸呢？四种碱基有64种组合，又多了，怎么办？好，看看我们的推测对不对？ 密码子：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称为一个密码子。 3、学习使用密码子表 对照表4-1,20种氨基酸的密码子表填写导学案第三部分内容 找一下AUG和AAA编码的氨基酸：甲硫氨酸和赖氨酸；色氨酸的密码子：UGG；丙氨酸的密码子：GCU、GCC、GCA、GCG。两个起始密码子：AUG,GUG。三个终止密码子：UAA，UAG，UGA。能决定氨基酸的密码子有61种。 一起总结氨基酸和密码子对应关系：一种密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸对应一种或几种密码子。这就是密码子的简并性。这样，61种密码子对应20种氨基酸。 我们知道在DNA复制过程中可能出错，那么密码子也会改变，氨基酸是不是一定改变呢？我们来看一个例子。这就是密码子的容错性。 4、遗传信息的翻译过程 mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”------核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了生产线，还要有“工人”，才能生产 生物化学 第一章蛋白质化学 第一节蛋白质的重要性 ?蛋白质是机体最丰富的有机分子，占人体重量的16~20%，占干重的45%，肺组织高达80%。 ?蛋白质的生物学功能：生物催化作用、调节作用（激素，基因表达调控作用）、免疫防御与保护作用（细胞因子、补体、抗体）、转运和储存作用（转运蛋白）、结构功能（保护和维持细胞、组织、器官的正常生理形态，细胞骨架）、运动与支撑作用、信息接收 传递作用（受体蛋白）、生物膜功能 ?蛋白质组学：蛋白质组指的是基因组编码的全部蛋白质，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质；蛋白质组学本质上指的是在机体整体水平上系统地研究蛋白质的 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、细胞代等过程的整体而全面的认识。 第二节蛋白质的化学组成 ?蛋白质含氮量平均为16%，蛋白质的含量=含氮量x6.25。 ?天然存在的氨基酸约180种，组成蛋白质的氨基酸只有20余种（基本氨基酸）。 ?基本氨基酸的共同特点：①除脯氨酸为α-亚氨基酸外，其他组成蛋白质的基本氨基酸均为α-氨基酸；②除甘氨酸外，其他氨基酸的α-碳原子为手性碳原子，且天然蛋白质中基本氨基酸皆为L-型；③不同的氨基酸的R链不同，对蛋白质的空间结构和理化性质有重要影响。 ?20种常见氨基酸的名称和结构式（见书P11） ?氨基酸的分类非极性R基氨基酸：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸；极性不带电R基氨基酸（易溶于水）：甘氨酸、丝氨酸、 氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺；带负电的R基氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；带正电的R基氨基酸：赖氨酸、组氨酸、精氨酸。 ?氨基酸的物理性质：①高熔点，200℃以上，以离子状态存在；②一般均溶于水，溶于强酸、强碱；不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂；③氨基酸一般有味；④除甘氨酸外均有旋 光性。 ?氨基酸的化学性质：①两性解离与等电点：pH高于等电点带负电，低于等电点带正电。 等电点时主要以两性离子存在，极少量以中性分子存在。中性氨基酸的pI在微酸性围，践行氨基酸的pI在碱性围，酸性氨基酸的pI在酸性围。②紫外吸收性质：色氨酸（280nm）、酪氨酸（275nm）和苯丙氨酸（257nm）含有苯环共轭双键系统，具有紫外吸收特性。③茚三酮反应：与大多数α-氨基酸加热反应产生蓝紫色物质，与脯氨酸、羟脯氨酸反应呈黄色，与天冬酰胺反应呈棕色；④α-羧基的反应：与碱、醇、硼氢化锂反应；⑤R基的反应：Million反应（Tyr-红色）、Folin反应（Tyr-蓝色）、坂口反应（Arg-红色）、Pauly反应（His、Tyr-橘红色）、乙醛酸的反应（Trp-紫红色环）。 ?氨基酸的功能：①寡肽、多肽、蛋白质的基本结构单位；②多种生物活性物质的前体； ③作为神经递质或神经营养素；④参与生物体的物质代和能量代。 第三节蛋白质的分子结构 ?蛋白质的一级结构包括：①组成蛋白质的多肽链的数目；②多肽链的氨基酸顺序；③多肽链或链间二硫键的数目和位置。 ?体多肽和蛋白质生物合成时，均是从氨基端开始，延长到羧基端终止，因此N末端被定为多肽链的头。 ?蛋白质一级结构的概念：蛋白质是由不同种类、数量和排列顺序的氨基酸，通过肽键而构成的高分子有机含氮化合物。它是蛋白质作用的特异性、空间结构的差异性和生物学 mRNA “基因指导蛋白质的合成——遗传信息的翻译”一节的教学设计 镇江第九中学 李洁 镇江第九中学 周丽琴 一、教材分析 在人教版生物教材必修2《遗传与进化》第4章第1节“基因指导蛋白质的合成”中， 转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解，较多物质和细胞结构参与——学生易混乱，涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的生物技术无法操作…。 基于以上考虑，把本节分为2课时，遗传信息的翻译为第2课时。 确定本节课的教学目标是：⑴运用数学方法分析推测碱基与氨基酸的对应关系。⑵使用多种方式概述遗传信息的翻译。⑶不同智能倾向的学生得到成功的体验，建立学习的自信心和自尊心。⑷认同与人合作在科学研究中的重要性。 确定本节课的重难点是：如何突破将翻译的抽象复杂转化为直观形象？又如何突破将翻译的静止插图转化为动态图形？我们用了flash 动画、剪纸模型、打比方的方式，学生不仅看到了，做到了，也想到了，学生有了更多的机会学习。 二、教学准备 1、制作PowerPoint 演示文稿和翻译过程的flash 15套（1套/4 核糖体（1个） 氨基酸（12个） 个） tRNA （8个） 三、教学过程 学生活动一：运用数学方法分析推测碱基与氨基酸的对应关系 【教师导入】flash 演示转录过程，那么转录的mRNA 进入细胞质以后又是如何合成蛋白质 的呢？这节课我们就一起来学习翻译（板书）。首先，了解翻译概念： 【学生阅读】课本P64概念 【教师提问】mRNA 是如何翻译成蛋白质？我们先要知道mRNA 的碱基与氨基酸的对应 关系是怎样的？ 【学生讨论】至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？ 【学生推测】可能是3个碱基决定1个氨基酸 【教师讲解】1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA 的3个相邻 碱基决定，即密码子，1967年科学家已将20个氨基酸的密码子全部破译。 （P65表4-1）20种氨基酸的密码子表。 【教师提问】 这段mRNA 包含了几个密码子？，对应的氨基酸是什么？ 【学生查表】回答 【教师启发】查表过程中你们发现密码子有什么特点？ A C G A C A A U U G G A U A C G U G G C A A A A 第三章蛋白质化学练习卷 一、填空题 (一)基础知识填空 1. 组成蛋白质的碱性氨基酸有、和。酸性氨基酸有和。 2. 在下列空格中填入合适的氨基酸名称。 (1) 是带芳香族侧链的极性氨基酸。 (2) 和是带芳香族侧链的非极性氨基酸。 (3) 和是含硫的氨基酸。 (4) 是最小的氨基酸，是亚氨基酸。 (5)在一些酶的活性中心起重要作用并含有羟基的分子量较小的氨基酸 是，体内还有另两个含羟基的氨基酸分别是 和。 3. 氨基酸在等电点时，主要以离子形式存在，在pH>pI的溶液中， 大部分以离子形式存在，在pH 单元测试一：蛋白质化学 班级：姓名：分数： 一．填空题（每空1.5分，共30分） 1.当溶液pH等于某种氨基酸的等电点时，其带_ 零 _电荷；当溶液pH大于某种氨基酸的等电点时，其带_ 负 _电；溶液pH小于某种氨基酸的等电点时，其带_ 正电。 2.盐浓度低时，盐的加入使蛋白质的溶解度_ 增大 _，称为_ 盐溶__现象。当盐浓度高时,盐的加入使蛋白质的溶解度降低，称为盐析现象。 3.由甘氨酸、赖氨酸、谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸6种氨基酸残基组成的肽链 有 5 个肽平面，有 3 个游离羧基。 4.蛋白质分子结构包括一级结构和二级结构。 蛋白质的一级结构是由氨基酸通过肽键连接而成的多肽链。 6.蛋白质分子的基本组成单位是氨基酸。蛋白质的一级结构维持作用力是肽 键。蛋白质的分子结构决定蛋白质的性质和功能。 7.蛋白质二级结构主要有 a螺旋和B折叠形状，维持其稳定结构的化学键是 氢键。 判断题 1．用凝胶过滤(Sephadex G-100)柱层析分离蛋白质时，总是分子量大的先被洗脱下来，分子量小的后下来。对 2．变性后，蛋白质的溶解度增加（减小），这是因为电荷被中和（空间结构被破坏），以及水化膜破坏所引起的。错 3．变性后（物理变性不可逆，化学变性可逆，可复性）的蛋白质在一定条件下，有些还能复性，恢复其生物学功能。对 4．有机溶剂沉淀法分离纯化蛋白质的优点是有机溶剂容易蒸发除去，且不会使蛋白质变性。错 5.蛋白质分子的种类和差别，是由其空间结构决定的。错（一级结构） 6．蛋白质主要是由C、H、O、N四种元素组成。对 7．氨基酸通过肽键连接而成的化合物称为肽。对 8．天然蛋白质的基本组成单位主要是L-α-氨基酸。对 9．肽键(-CO-NH-)中的C-N键可自由旋转，使多肽链出现多种构象。错（不可旋转） 10．维持蛋白质二级结构的化学键是氢键及范德华力（不是）。错 11．蛋白质一级结构对空间结构起决定作用，空间结构的改变会引起功能的改变。对 12．维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是氢键。对 13．蛋白质必须具有四级结构才具有生物活性。错（肌球蛋白是三级结构可存活） 14．蛋白质四级结构中的每个亚基单独都具有生物活性。错（不具有活性） 15．具有四级结构的蛋白质分子一定是由两条或两条以上的多肽链组成的。对 16．溶液中带电粒子在电场中向电性相同（相反）的电极移动，这种现象称为电泳。错 17．溶液pH值等于7时，蛋白质不带电荷。错 18．加热、紫外线、X射线均可破坏蛋白质的空间结构。对 大学生物化学试题库三 蛋白质化学 一、填空题 1．构成蛋白质的氨基酸有种，一般可根据氨基酸侧链（R）的大小分为侧链氨基酸和侧链氨基酸两大类。其中前一类氨基酸侧链基团的共同特怔是具有性；而后一类氨基酸侧链（或基团）共有的特征是具有性。碱性氨基酸（pH6～7时荷正电）有两种，它们分别是氨基酸和氨基酸；酸性氨基酸也有两种，分别是氨基酸和氨基酸。 2．紫外吸收法（280nm）定量测定蛋白质时其主要依据是因为大多数可溶性蛋白质分子中含有氨基酸、氨基酸或氨基酸。 3．丝氨酸侧链特征基团是；半胱氨酸的侧链基团是；组氨酸的侧链基团是 。这三种氨基酸三字母代表符号分别是 4．氨基酸与水合印三酮反应的基团是，除脯氨酸以外反应产物的颜色是；因为脯氨酸是a—亚氨基酸，它与水合印三酮的反应则显示色。 5．蛋白质结构中主键称为键，次级键有、、 、、；次级键中属于共价键的是键。 6．镰刀状贫血症是最早认识的一种分子病，患者的血红蛋白分子b亚基的第六位氨酸被氨酸所替代，前一种氨基酸为性侧链氨基酸，后者为性侧链氨基酸，这种微小的差异导致红血蛋白分子在氧分压较低时易于聚集，氧合能力下降，而易引起溶血性贫血。 7．Edman反应的主要试剂是；在寡肽或多肽序列测定中，Edman反应的主要特点是。 8．蛋白质二级结构的基本类型有、、 和。其中维持前三种二级结构稳定键的次级键为 键。此外多肽链中决定这些结构的形成与存在的根本性因与、、 有关。而当我肽链中出现脯氨酸残基的时候，多肽链的a-螺旋往往会。 9．蛋白质水溶液是一种比较稳定的亲水胶体，其稳定性主要因素有两个，分别是 和。 10．蛋白质处于等电点时，所具有的主要特征是、。 11．在适当浓度的b-巯基乙醇和8M脲溶液中，RNase（牛）丧失原有活性。这主要是因为RNA酶的被破坏造成的。其中b-巯基乙醇可使RNA酶分子中的键破坏。而8M脲可使键破坏。当用透析方法去除b-巯基乙醇和脲的情况下，RNA酶又恢复原有催化功能，这种现象称为。 12．细胞色素C，血红蛋白的等电点分别为10和7.1，在pH8.5的溶液中它们分别荷的电性是、。 13．在生理pH条件下，蛋白质分子中氨酸和氨酸残基的侧链几乎完全带负电，而氨酸、氨酸或氨酸残基侧链完全荷正电（假设该蛋白质含有这些氨基酸组分）。 14．包含两个相邻肽键的主肽链原子可表示为，单个肽平面及包含的原子可表示为。 15．当氨基酸溶液的pH＝pI时，氨基酸（主要）以离子形式存在；当pH＞pI时，氨基酸（主要）以离子形式存在；当pH＜pI时，氨基酸（主要）以离子形 蛋白质化学复习总结 1、蛋白质概念：是由20种α-氨基酸通过肽键相互连接而成的具有特定空间构象和生物学活性的高分子有机化合物。几乎所有的酶都是蛋白质。 2、各种蛋白质的含氮量很接近，平均含氮16%（凯氏定氮），粗蛋白质含量=蛋白氮（样品含氮量）×6.25。 3、氨基酸(amino acids)是蛋白质的基本组成单位。组成蛋白质的标准氨基酸有20种，19种氨基酸具有一级氨基(-NH2)和羧基(-COOH)结合到α碳原子(Cα)，同时结合到(Cα)上的是H原子和各种侧链；Pro具有二级氨基(α-亚氨基酸)，各种氨基酸的差别在于侧链R基的不同。 4、20种氨基酸都属于L-构型。20种氨基酸平均分子量为138。 5、氨基酸的分类：⑴根据R的化学结构：①脂肪族氨基酸；②芳香族氨基酸；③杂环氨基酸；④杂环亚氨基酸。⑵根据R的极性：①非极性氨基酸；②极性、不带电荷氨基酸；③酸性氨基酸；④碱性氨基酸。 6、一般物理学性质：①形态：均为白色结晶或粉末，不同氨基酸的晶型结构不同。②溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于丙酮，在稀酸和稀碱中溶解性好。③熔点：氨基酸的熔点一般都比较高，一般都大于200℃，超过熔点以上氨基酸分解产生胺和二氧化碳。④旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。⑤光吸收：氨基酸在可见光范围内无光吸收，在近紫外区含苯环氨基酸有光的吸收。⑥紫外吸收：蛋白质在280nm波长下的紫外吸收性质绝大部分是由色氨酸和酪氨酸所引起的。色氨酸：279nm苯丙氨酸；259nm；酪氨酸：275nm。 7、氨基酸的化学性质： ⑴两性解离(amphoteric ionization)：氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以两性离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的-COO-负离子，所以氨基酸为两性电解质。 氨基酸在酸性环境中，主要以阳离子的形式存在，在碱性环境中，主要以阴离子的形式存在。在某一pH环境下，以两性离子（兼性离子）的形式存在。该pH称为该氨基酸的等电点。所以氨基酸的等电点可以定义为：氨基酸所带正负电荷相等时的溶液pH。 ⑵等电点( isoelectric point，pI )：在一定的pH条件下，氨基酸分子中所带的正电荷和负电荷数相等，即净电荷为零，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(isoelectric point)，用pI 表示。氨基酸在等电点时溶解度最小。当溶液的pH=pI时，氨基酸主要从两性离子形式存在。pH 第十二章蛋白质生物合成（翻译）单选题 1在蛋白质生物合成中转运氨基酸作用的物质是 A mRNA B rRNA C hnRNA D DNA E tRNA 2蛋白质生物合成过程特点是 A 蛋白质水解的逆反应 B 肽键合成的化学反应 C 遗传信息的逆向传递 D 氨基酸的聚合反应 E 在核蛋白体上以mRNA为模板的多肽链合成过程 3真核生物在蛋白质生物合成中的起始tRNA是 A 亮氨酰tRNA B 丙氨酸tRNA C 赖氨酸tRNA D 甲酰蛋氨酸tRNA E 蛋氨酸tRNA 4原核生物蛋白质生物合成中肽链延长中的直接能量提供者是： A ATP B GTP C GDP D UTP E CTP 5下列关于遗传密码的叙述哪一项是正确的？ A 由DNA链中相邻的三个核苷酸组成 B 由tRNA链中相邻的三个核苷酸组成 C 由mRNA链中相邻的三个核苷酸组成 D 由rRNA链中相邻的三个核苷酸组成 E 由多肽链中相邻的三个氨基酸组成 6mRNA可作为蛋白质合成的模板是由于： A 含有核糖核苷酸 B 代谢快 C 含量少 D 由DNA转录而来 E 含有密码子 7反密码子是指 A DNA中的遗传信息 B tRNA中的某些部分 C mRNA中除密码子以外的其他部分 D rRNA中的某些部分 E 密码子的相应氨基酸 8蛋白质合成时，氨基酸的被活化部位是 A 烷基 B 羧基 C 氨基 D 硫氢基 E 羟基 9氨基酰-tRNA合成酶的特点是： A 只对氨基酸有特异性 B 只对tRNA有特异性 C 对氨基酸和tRNA都有特异性 D 对GTP有特异性 E 对ATP有特异性 10关于蛋白质合成的终止阶段，正确的叙述是 A 某种蛋白质因子可识别终止密码子 基因控制蛋白质的合成（第2课时）编写：李英审核：申爱霞丁琼麻天中张桂玲王文军 【学习目标】 1.概述基因指导蛋白质合成的过程 2.说明密码子与氨基酸的关系 【重点难点】基因控制蛋白质合成的过程和原理 【课前预习区】 1．翻译 ①概念：在________中,以________为模板,合成具有一定氨基酸顺序的________的过程。 ②场所： ③模板： ④原料： ⑤运载工具： ⑥产物： 2．密码子 （1）概念：_______上的3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这3个相邻碱基称为_______。（2）种类：共有_______种，决定氨基酸的有_______种。 3.转运RNA （1）结构：形状像三叶草的叶，一端是携带______的部位，另一端有三个碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称为______。 （2）种类：______种 小结：基因指导蛋白质合成过程 （） ( ) 基因 mRNA 蛋白质 细胞核细胞质（核糖体） 【课堂探究区】 探究一、遗传信息的翻译 1、概念：以为模板合成具有的蛋白质的过程，叫翻译。 2、场所：。 3、条件：（1）模板：；（2）原料：； （3）酶：；（4）能量：。 4、运载氨基酸的工具： 5、过程 ①起始阶段：mRNA进入细胞质与核糖体结合，携带第一个氨基酸的tRNA通过与碱基AUG （肽链合成的起始密码）互补配对，进入第一位置； ②延伸阶段：携带第二个氨基酸的tRNA携带着相应的氨基酸以同样的方式进入第二位置；第一个氨基酸与第二个氨基酸形成而移到占据第二位置的tRNA上；核糖体沿着 移动，读取下一个，原占据第一位置的tRNA离开核糖体，点据第二位置的tRNA进入第一位置，一个新的携带相应氨基酸的tRNA进入第二位置，继续肽链的合成。重复上述步骤 ③终止阶段：核糖体读取mRNA上的，肽链的合成才告终止。 6、原则：。 7、产物：。 8、意义：将mRNA中的碱基序列转变成特定氨基酸序列的蛋白质（多肽）。 【思考题1】：细胞提高mRNA的利用效率、加快蛋白质的合成速度（或说为什么翻译过程是一个快速的过程）的机制是。 【小资料】：1、遗传信息、密码子、反密码子 遗传信息是指DNA（或说基因）上脱氧核苷酸（或说碱基对）的排列顺序，它能通过转录决定mRNA中碱基的排列顺序。密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，它能通过翻译决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。反密码子是指tRNA上与mRNA中密码子相配对的三个碱基，它能通过碱基互补配对原则识别mRNA上的密码子。不同生物的遗传信息不同，但密码子相同。在64个密码子中61个是各种氨基酸的密码子，3个是终止密码，不决定任何氨基酸，另外密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸和缬氨酸，还是翻译的起始信号，叫做起始密码子。每种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以只有一种或几种不同的密码子决定。【思考题2】：一种氨基酸可能有几个密码子，这叫做密码的简并性。密码的简并性对生物的生存发展的意义是。 《遗传信息的转录和翻译》教学设计 一、教学目标 1、知识目标 （1）概述遗传信息的转录和翻译。 （2）说出基因控制蛋白质合成的过程和原理。 2、能力目标 （1）分析DNA和RNA的对照得出类比方法。 （2）尝试利用课本插图和课件，阐明图例用意，运用分析、类比归纳的方法，对信息进行处理。 3、情感目标 认同用辨正唯物主义观点分析和认识生物体生命活动的基本规律，逐步形成科学的世界观。 二、指导思想 《遗传信息的转录和翻译》是普通高中课程人民教育出版社实验教科书《生物》第二册第四章《基因的表达》第一节的内容。本节主要讲述了基因的本质，基因控制蛋白质的合成等内容。本节教材分两课时完成。第一课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA的比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。本节的核心内容是观察、探究等活动明确基因控制蛋白质合成的过程和原理。通过探究活动，使学生学会运用科学探究方法，体验探究过程，培养学生的科学态度、探索精神、创新意识、思维能力。 三、教学重、难点 1、教学重点 遗传信息的转录和翻译的过程、原理。 2、教学难点 遗传信息翻译的过程 四、课时安排2课时 五、教学手段 本课主要利用探究—发现结合式的教学方法，适当创设问题情境和打比方，以问题为主线贯穿转录和翻译的过程，同时利用课本插图和动画课件，创设有利于学生主动探究知识的情境，展示蛋白质合成的动画过程，启发学生讨论、思考问题，引导学生探究，归纳基因控制蛋白质的过程和原理。 在实际的课堂教学中，我认为这节课在以下两方面收到了较好效果：一是通过创设问题情境、演示图片和动画、引导学生参与活动进而探究转录、翻译过程，充分激发了学生兴趣，体现了学生学习的主体性，提高了学生独立思考、分析、观察和归纳能力；二是通过收集展示相关基因研究的素材，利用课件引导学生模拟科学家研究等教学过程，锻炼了学生的处理信息、语言表达及比较、分析、想象等探究性思维能力。但教学中发现，课堂上学生动手操作能力较弱，不利于学生脑手结合形成技能，也不利于学生综合素质的提高，因此，我认为在以后的教学过程中，需要在这些方面进一步充实。生物化学-蛋白质化学练习含答案
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