2020版高中生物 第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成学案 新人教版必修2 9页

第1节　基因指导蛋白质的合成 ‎1．掌握DNA和RNA分子的异同。‎ ‎2．描述遗传信息的转录和翻译的过程。(重、难点)‎ ‎3．理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。(重点)‎ ‎　　　　　　　　　　　遗 传 信 息 的 转 录 ‎1．RNA的组成及种类 ‎(1)基本单位及组成:‎ ‎(2)结构：一般是单链，且比DNA短。‎ ‎(3)RNA的种类及功能：‎ mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构 单链 单链，呈三叶草形 单链 功能 传递遗传信息，蛋白质合成的模板 识别密码子，运载氨基酸 参与构成核糖体 ‎2.DNA和RNA的比较：‎ 比较项目 DNA RNA 组 成 单 位 基本组成 单位不同 ‎ 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖不同 脱氧核糖 核糖 碱基不同 特有的是胸腺嘧啶(或T)‎ 特有的是尿嘧啶(或U)‎ 结构不同 双螺旋结构 一般为单链，能通过核孔 ‎3.转录 9‎ ‎(1)‎ ‎(2)过程：‎ 探讨：经测定，甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基数量如下表：‎ A G C T U 甲 ‎60‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎40‎ 乙 ‎30‎ ‎20‎ ‎20‎ ‎30‎ 丙 ‎41‎ ‎23‎ ‎44‎ ‎28‎ 丁 ‎32‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎24‎ ‎13‎ ‎(1)甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？‎ ‎(2)丙中含有的核酸是哪种？生物丁的核酸中含有几种核苷酸？‎ 提示：(1)甲、乙中核酸是DNA，甲只能为单链DNA，乙最可能是双链DNA。‎ ‎(2)RNA　8种 探讨：如图表示某细胞中的转录过程，据图思考以下问题：‎ 9‎ ‎(1)a、b、c分别表示什么？‎ ‎(2)图中共有几种碱基？‎ ‎(3)在人的口腔上皮细胞，上述过程发生的场所在哪里？‎ 提示：(1)DNA、RNA、RNA聚合酶　(2)5种　(3)细胞核、线粒体 ‎1．DNA复制与转录的比较 模板 原料 能量 酶 产物 DNA复制 DNA的两条链 脱氧核苷酸 ATP 解旋酶、DNA聚合酶 DNA 转录 DNA的一条链 核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 RNA ‎2．转录有关问题分析 ‎(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。‎ ‎(2)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。‎ ‎(3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。‎ ‎1．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该(　　)‎ A．分析碱基类型，确定碱基比率 B．分析碱基类型，分析核糖类型 C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型 ‎【解析】　确定DNA或RNA，可分析碱基和五碳糖(有U或核糖者为RNA；有T或脱氧核糖者为DNA)；确定单链或双链可分析其中各种碱基所占的比率：若A与T或U相等，C与G相等，则为双链(当然也有可能是单链)；若不相等则为单链。如果分析氨基酸组成，则不能区分核酸类型。‎ ‎【答案】　A ‎2．对于下列图解，正确的说法有(　　)‎ ‎ 【导学号：10090105】‎ ‎①表示DNA复制过程 　②表示DNA转录过程　③共有5种碱基　④共有8种核苷酸　⑤共有5种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸 A．①②③　　　　 B．④⑤⑥‎ C．②③④ D．①③⑤‎ ‎【解析】　由题干信息可知，图示DNA转录过程。因为DNA与RNA的基本单位不同，‎ 9‎ 故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类为8，碱基种类数为5。‎ ‎【答案】　C ‎　　　　　　　　　　　遗 传 信 息 的 翻 译 ‎1．翻译的概念 ‎2．密码子和反密码子 ‎(1)属于密码子的是②(填序号)，位于[④]mRNA(填名称)上，其实质是决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。‎ ‎(2)属于反密码子的是①(填序号)，位于[③]tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。‎ ‎(3)密码子的种类为64种，反密码子的种类为61种。‎ ‎3．翻译过程 9‎ 探讨：观察教材P65表41回答下列问题：‎ ‎(1)找出两种起始密码子和三种终止密码子，它们都能决定氨基酸吗？‎ ‎(2)决定精氨酸的密码子有哪些？决定色氨酸的密码子有哪些？据此，归纳密码子和氨基酸的对应关系是怎样的？‎ 提示：(1)起始密码子：AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸。‎ ‎(2)决定精氨酸的密码子有CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。决定色氨酸的密码子只有UGG。‎ 密码子和氨基酸的对应关系是：1种密码子只能决定1种氨基酸(终止密码子除外)。1种氨基酸可由1种或多种密码子决定。‎ 探讨：如图表示a、b、c三个核糖体相继结合到一个mRNA分子上，并沿着mRNA移动合成肽链的过程。据图探讨以下问题：‎ ‎(1)最早与mRNA结合的是哪个核糖体？核糖体沿箭头①还是②的方向移动？‎ ‎(2)图示过程是否有水的生成？‎ ‎(3)图示过程碱基的配对方式是什么？‎ 提示：(1)核糖体c　①　(2)是　(3)A—U、G—C ‎1．遗传信息、密码子、反密码子的关系 9‎ 项目 遗传信息 密码子 反密码子 作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 种类 多样性 ‎64种 ‎61种 图解 ‎2.翻译过程中多聚核糖体模式图解读 图甲　　　　　　　　　　图乙 信息解读 ‎(1)图甲表示真核细胞中的翻译过程，图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条肽链，翻译的方向是自右向左。‎ ‎(2)图乙表示原核细胞中的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4个mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。‎ ‎3．转录与翻译的不同点比较 比较项目 转录 翻译 场所 主要是细胞核 细胞质 原料 核糖核苷酸 氨基酸 碱基配 对原则 DNA mRNA A—U T—A C—G G—C mRNA　tRNA A—U U—A C—G G—C 信息传递 DNA→mRNA mRNA→蛋白质 时间 生物生长发育的过程中 产物 RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 ‎1．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，下列哪项不是由此发生的变化(　　)‎ A．植酸酶氨基酸序列改变 B．植酸酶mRNA序列改变 9‎ C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低 D．配对的反密码子为UCU ‎【解析】　改变后的密码子仍然对应精氨酸，氨基酸的种类和序列没有改变，A项错误。由于密码子改变，植酸酶mRNA序列改变，B项正确。基因改造后，导致基因中C(G)比例下降，DNA热稳定性降低，C项正确。反密码子与密码子互补配对，为UCU，D项正确。‎ ‎【答案】　A ‎2．下列关于如图所示生理过程的描述中，最合理的是(　　)‎ A．该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内 B．表示噬菌体的转录和翻译过程 C．图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中 D．图中两核糖体合成的肽链不同 ‎ ‎【解析】　由图示可以看出，转录和翻译同时进行。人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导肽链的合成，该过程与图示不符。噬菌体是非细胞结构的生物，不能独立进行代谢过程。图中两核糖体以同一mRNA为模板，合成的肽链相同。‎ ‎【答案】　A ‎1．下列有关DNA和RNA的叙述中，正确的是(　　)‎ A．DNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态 B．DNA和RNA的基本组成单位是一样的 C．—AGCTGA—既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列 D．mRNA的碱基序列，取决于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列 ‎【解析】　DNA和RNA是两类不同的核酸，A错误；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，B错误；T为DNA的特有碱基，所以含有T的核苷酸序列只能是DNA，不可能是RNA，C错误；DNA上的遗传信息通过转录转移到mRNA上，mRNA通过翻译指导蛋白质的合成，D正确。‎ ‎【答案】　D ‎2．下列关于转录的叙述，不正确的是(　　)‎ 9‎ A．多数发生在细胞核中 B．以核糖核苷酸为原料 C．DNA的两条链都可作模板 D．边解旋边转录 ‎【解析】　DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。‎ ‎【答案】　C ‎3．下列关于图中①、②两种分子的说法中，正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：10090106】‎ A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸 C．遗传信息位于①上，密码子位于②上 D．①和②共有的碱基是A、U、G ‎【解析】　①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于①上，密码子位于mRNA上，②上具有反密码子；①和②共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。‎ ‎【答案】　A ‎4．下图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG－甲硫氨酸、GCU－丙氨酸、AAG－赖氨酸、UUC－苯丙氨酸、UCU－丝氨酸、UAC－酪氨酸)‎ ‎(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有 ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)图中含有核糖的是________(填序号)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是__________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(3)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明________________________‎ 9‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。‎ ‎(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，为b和c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。‎ ‎(2)RNA中含有核糖，图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据②mRNA上的碱基顺序组成的密码子，指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。‎ ‎(3)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。‎ ‎【答案】　(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶 ‎(2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 ‎(3)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成 课堂小结：‎ 网络构建 核心回扣 ‎1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。‎ ‎2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。‎ ‎3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。‎ ‎4.密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。‎ ‎5.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。‎ ‎6.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。‎ 9‎