2018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

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1RNA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：mRNAtRNArRNA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DNARNA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(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：AGCTU甲60406040乙30202030丙41234428丁3215162413(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)RNA8种探讨：如图表示某细胞中的转录过程，据图思考以下问题：(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1DNA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ATPRNA聚合酶RNA2转录有关问题分析(1)碱基互补配对关系：GC、CG、TA、AU。(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】A2对于下列图解，正确的说法有() 【导学号：10090105】表示DNA复制过程 表示DNA转录过程共有5种碱基共有8种核苷酸共有5种核苷酸A均代表同一种核苷酸ABC D【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，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(填序号)，位于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(填序号)，位于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？核糖体沿箭头还是的方向移动？(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(2)是(3)AU、GC1遗传信息、密码子、反密码子的关系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，图中是mRNA，是核糖体，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，图中是DNA模板链，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 mRNAAUTACGGCmRNAtRNAAUUACGGC信息传递DNAmRNAmRNA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】A2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】A1下列有关DNA和RNA的叙述中，正确的是()ADNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态BDNA和RNA的基本组成单位是一样的CAGCTGA既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列DmRNA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】D2下列关于转录的叙述，不正确的是()A多数发生在细胞核中B以核糖核苷酸为原料CDNA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】C3下列关于图中、两种分子的说法中，正确的是() 【导学号：10090106】A为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸C遗传信息位于上，密码子位于上D和共有的碱基是A、U、G【解析】为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于上，密码子位于mRNA上，上具有反密码子；和共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。【答案】A4下图表示某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_(填序号)；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