2015-2016学年高中生物 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成学案 新人教版必修2

基因指导蛋白质的合成1RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。2以DNA为模板转录RNA的过程：(1)DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露；(2)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(有RNA聚合酶参与)；(3)新结合的核糖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。3游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。一、RNA的组成及分类1基本单位：核糖核苷酸。2组成成分。3结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。4种类、作用及结构。种类作用结构信使RNA(mRNA)蛋白质合成的直接模板单链结构转运RNA(tRNA)识别密码子，运载氨基酸呈三叶草形核糖体RNA(rRNA)核糖体的组成成分单链结构二、遗传信息的转录和翻译1遗传信息的转录。(1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。(2)过程：DNA解旋原料与DNA碱基互补配对并通过氢键结合mRNA新链的延伸合成的mRNA从DNA链上释放DNA复旋。2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。(2)密码子和反密码子。位置：密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。种类：密码子64种，其中3种终止密码子不决定氨基酸，决定氨基酸的有61种。(3)过程。mRNA与核糖体结合。tRNA与mRNA按照碱基互补配对原则结合，将氨基酸置于特定位置。相邻氨基酸脱水缩合形成肽键，氨基酸连接形成肽链。肽链盘曲折叠，形成成熟的蛋白质。1判断正误：(1)转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。()解析：对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中以4种核糖核苷酸为原料、以DNA的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶绿体和线粒体内也能合成RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。(2)DNA是蛋白质合成的直接模板。()解析：DNA把携带的遗传信息传递给mRNA后，由mRNA作为合成蛋白质的直接模板。(3)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。()(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。()解析：核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。2问题导学：(1)在组成上，RNA与DNA相比有哪些不同？提示：五碳糖是核糖，碱基组成中没有T，而替换为U。(2)在细胞核中转录出的RNA进入细胞质，是否体现生物膜的流动性？为什么？提示：没有。转录出的RNA通过核孔进入细胞质，不穿过核膜，没有体现生物膜的流动性。1下列各项中，不属于遗传信息转录所必需的条件的是(D)A酶 BATPC模板链 D氨基酸2从单尾金鱼卵细胞中提取RNA注入双尾金鱼受精卵中，发育成的双尾金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA最可能是(C)A遗传物质 BtRNACmRNA DrRNA3下面是细胞核中某真核细胞基因进行转录过程的部分示意图，其中相关叙述正确的是(A)A图中有5种碱基，8种核苷酸B该过程需要DNA聚合酶催化C若图中转录的基因含300个碱基对，则其指导合成的蛋白质至少含100个氨基酸D图中、的化学本质相同4某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是(A)A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNARNA杂交区域中A应与T配对CmRNA翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中5下列关于图示的说法，错误的是(B)A图中所示正在进行的过程是转录B从化学成分上看，图中的2和5相同C若已知a链上形成e链的功能段中碱基比例为ATGC1234，则e链的碱基比例是UACG1234D通过该过程，遗传信息由a传递到了e上，再由e传递到蛋白质上6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)转录在_中进行，合成的mRNA通过_出来进入细胞质中与_结合。(2)图中以为模板合成物质的过程称为_，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)一个tRNA一端的三个碱基为CGA，它运载的氨基酸是_。A精氨酸(密码CGA)B丙氨酸(密码GCU)C酪氨酸(密码UAU)D谷氨酸(密码GAG)(5)若图中所示的分子中有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数最多不超过()A166和55 B166和20C333和111 D333和20解析：图中所示为遗传信息的表达过程，具有转录和翻译两个步骤，其中分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体。(1)转录在细胞核中进行，需要核糖核苷酸合成mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质中与核糖体结合。(2)图中以为模板合成物质的过程称为翻译，进行的主要场所是核糖体，所需要的原料是氨基酸。(3)在mRNA上UCU碱基后的密码子是UAA。(4)密码子存在于mRNA分子，与tRNA上的反密码子碱基间互补配对。(5)DNA中碱基对的数目和mRNA中碱基的个数相等，mRNA上碱基的个数与密码子的个数比是31；组成蛋白质的氨基酸共有20种。答案：(1)细胞核核孔核糖体(2)翻译核糖体氨基酸(3)UAA(4)B(5)D一、选择题1以下是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述正确的是(C)A此过程有水生成，主要发生在细胞核中B上面所有的碱基都可以和上相应的碱基配对C上通常可以相继结合多个D形成后即进入高尔基体加工，然后分泌出细胞2已知1个蛋白质分子由2条多肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中A和G共有200个，则转录成mRNA的DNA分子中，最少应有C和T共多少个(C)A400 B200C600 D8003人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPC)，该蛋白无致病性。PrPC的空间结构改变后成为PrPSC(朊粒)，就具有了致病性。PrPSC可以诱导更多的PrPC转变为PrPSC，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(C)A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPC转变为PrPSC的过程属于遗传信息的翻译过程4下图代表的是某种tRNA，对此分析错误的是(B)AtRNA含有五种化学元素BtRNA只含有CUC三个碱基C决定谷氨酸的密码子之一为GAGD该结构参与蛋白质合成中的翻译过程5如图为细胞中合成蛋白质的示意图，下列相关说法不正确的是(C)A该图说明少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸C的最终结构各不相同D合成的场所在细胞核，的合成与核仁有关6下图为RNA的形成过程示意图，下列有关叙述错误的是(D)Ac是游离的核糖核苷酸Ba是编码链，b是模板链C图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右D转录完成后解开的双螺旋不再重新形成解析：题图表示转录过程，c是该过程的原料核糖核苷酸，A项正确；转录时，DNA分子某段双螺旋解开，以其中一条链为模板，图中b链为模板链，a链为编码链，B项正确；图中RNA聚合酶结合部位左边DNA双螺旋重新形成，右边DNA双螺旋解开，说明转录方向从左向右进行，C项正确；转录完成后，DNA分子结构不改变，双螺旋结构恢复，D项错误。7关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是(D)A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核中合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基D大多数氨基酸有两种以上的密码子解析：一种tRNA只能携带一种氨基酸，故A错误。DNA聚合酶是在核糖体上合成的，故B错误。反密码子是位于tRNA上相邻的三个碱基，故C错误。大多数氨基酸有两种以上的密码子，故D正确。二、非选择题8如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，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_(填数字)；由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_。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mRNA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)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9下图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。请据图回答下列问题：(1)过程的产物是DNA，则过程发生在_期，催化过程的酶是_。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，该tRNA所携带的氨基酸是_。(3)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是_。过程进行的场所有_。(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是_。从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说明_。(5)胰岛素共含51个氨基酸，控制其合成的基因上至少含有脱氧核苷酸_个。解析：(1)据图分析可知：过程指DNA的复制，在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。过程指转录，催化DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA上，据tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG，AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知：越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长，说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长，由此推出核糖体在mRNA上的移动方向为ab。过程是对蛋白质进行加工和运输，相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后，可以同时合成多条相同的肽链，提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，说明在原核细胞中边转录边翻译，转录和翻译可同时间同场所进行。(5)信使RNA上每3个相邻碱基决定1个特定的氨基酸，据此，合成含51个氨基酸的蛋白质，基因上脱氧核苷酸数至少为306个。答案：(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间RNA聚合酶(2)甲硫氨酸(3)ab内质网和高尔基体(4)短时间内能合成较多的蛋白质原核细胞中的转录和翻译是同时间同场所进行的(5)306- 8 -