2018版高中生物 第四章 基因的表達(dá) 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成學(xué)案 新人教版必修2

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1、 第1節(jié)　基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 1．掌握DNA和RNA分子的異同。 2．描述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。(重、難點(diǎn)) 3．理解遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)別。(重點(diǎn)) 　　　　　　　　　　　遺 傳 信 息 的 轉(zhuǎn) 錄 1．RNA的組成及種類 (1)基本單位及組成: (2)結(jié)構(gòu)：一般是單鏈，且比DNA短。 (3)RNA的種類及功能： mRNA tRNA rRNA 名稱 信使RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 核糖體RNA 結(jié)構(gòu) 單鏈 單鏈，呈三葉草形 單鏈 功能 傳遞遺傳信息，蛋白質(zhì)合成的模板 識(shí)別密碼子，運(yùn)載氨基酸 參與構(gòu)成核糖體

2、 2.DNA和RNA的比較： 比較項(xiàng)目 DNA RNA 組 成 單 位 基本組成 單位不同 脫氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖不同 脫氧核糖 核糖 堿基不同 特有的是胸腺嘧啶(或T) 特有的是尿嘧啶(或U) 結(jié)構(gòu)不同 雙螺旋結(jié)構(gòu) 一般為單鏈，能通過核孔 3.轉(zhuǎn)錄 (1) (2)過程： 探討：經(jīng)測(cè)定，甲、乙、丙、丁4種生物的核酸中堿基數(shù)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 2

3、4 13 (1)甲、乙含有哪種核酸？二者有什么區(qū)別？ (2)丙中含有的核酸是哪種？生物丁的核酸中含有幾種核苷酸？ 提示：(1)甲、乙中核酸是DNA，甲只能為單鏈DNA，乙最可能是雙鏈DNA。 (2)RNA　8種 探討：如圖表示某細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄過程，據(jù)圖思考以下問題： (1)a、b、c分別表示什么？ (2)圖中共有幾種堿基？ (3)在人的口腔上皮細(xì)胞，上述過程發(fā)生的場(chǎng)所在哪里？ 提示：(1)DNA、RNA、RNA聚合酶　(2)5種　(3)細(xì)胞核、線粒體 1．DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較 模板 原料 能量 酶 產(chǎn)物 DNA復(fù)制 DNA的兩條鏈 脫氧核苷酸

4、 ATP 解旋酶、DNA聚合酶 DNA 轉(zhuǎn)錄 DNA的一條鏈 核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 RNA 2．轉(zhuǎn)錄有關(guān)問題分析 (1)堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系：G—C、C—G、T—A、A—U。 (2)mRNA與DNA模板鏈堿基互補(bǔ)，但與非模板鏈堿基序列基本相同，只是用U代替T。 (3)轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，單鏈轉(zhuǎn)錄。 1．已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA和單鏈RNA四種類型?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述哪一種類型，應(yīng)該(　　) A．分析堿基類型，確定堿基比率 B．分析堿基類型，分析核糖類型 C．分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析堿基類型 D

5、．分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析核糖類型 【解析】　確定DNA或RNA，可分析堿基和五碳糖(有U或核糖者為RNA；有T或脫氧核糖者為DNA)；確定單鏈或雙鏈可分析其中各種堿基所占的比率：若A與T或U相等，C與G相等，則為雙鏈(當(dāng)然也有可能是單鏈)；若不相等則為單鏈。如果分析氨基酸組成，則不能區(qū)分核酸類型。 【答案】　A 2．對(duì)于下列圖解，正確的說法有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：10090105】 ①表示DNA復(fù)制過程 ?、诒硎綝NA轉(zhuǎn)錄過程?、酃灿?種堿基?、芄灿?種核苷酸　⑤共有5種核苷酸?、轆均代表同一種核苷酸 A．①②③　　　　 B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤ 【解析】

6、　由題干信息可知，圖示DNA轉(zhuǎn)錄過程。因?yàn)镈NA與RNA的基本單位不同，故相同堿基代表不同核苷酸，所以圖示核苷酸種類為8，堿基種類數(shù)為5。 【答案】　C 　　　　　　　　　　　遺 傳 信 息 的 翻 譯 1．翻譯的概念 2．密碼子和反密碼子 (1)屬于密碼子的是②(填序號(hào))，位于[④]mRNA(填名稱)上，其實(shí)質(zhì)是決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。 (2)屬于反密碼子的是①(填序號(hào))，位于[③]tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基。 (3)密碼子的種類為64種，反密碼子的種類為61種。 3．翻譯過程 探討：觀察教材P65表4-

7、1回答下列問題： (1)找出兩種起始密碼子和三種終止密碼子，它們都能決定氨基酸嗎？ (2)決定精氨酸的密碼子有哪些？決定色氨酸的密碼子有哪些？據(jù)此，歸納密碼子和氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？ 提示：(1)起始密碼子：AUG、GUG，分別編碼甲硫氨酸和纈氨酸。終止密碼子：UAA、UAG、UGA，它們不編碼氨基酸。 (2)決定精氨酸的密碼子有CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。決定色氨酸的密碼子只有UGG。 密碼子和氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：1種密碼子只能決定1種氨基酸(終止密碼子除外)。1種氨基酸可由1種或多種密碼子決定。 探討：如圖表示a、b、c三個(gè)核糖體相繼結(jié)合到一個(gè)mRNA分

8、子上，并沿著mRNA移動(dòng)合成肽鏈的過程。據(jù)圖探討以下問題： (1)最早與mRNA結(jié)合的是哪個(gè)核糖體？核糖體沿箭頭①還是②的方向移動(dòng)？ (2)圖示過程是否有水的生成？ (3)圖示過程堿基的配對(duì)方式是什么？ 提示：(1)核糖體c?、佟?2)是　(3)A—U、G—C 1．遺傳信息、密碼子、反密碼子的關(guān)系 項(xiàng)目 遺傳信息 密碼子 反密碼子 作用 控制生物的性狀 直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列 識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸 種類 多樣性 64種 61種 圖解 2.翻譯過程中多聚核糖體模式圖解讀 圖甲　　　　　　　　　　圖乙 信息解讀 (1)圖甲表示真核

9、細(xì)胞中的翻譯過程，圖中①是mRNA，⑥是核糖體，②③④⑤表示正在合成的4條肽鏈，翻譯的方向是自右向左。 (2)圖乙表示原核細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4個(gè)mRNA，在核糖體上同時(shí)進(jìn)行翻譯過程。 3．轉(zhuǎn)錄與翻譯的不同點(diǎn)比較 比較項(xiàng)目 轉(zhuǎn)錄 翻譯 場(chǎng)所 主要是細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì) 原料 核糖核苷酸 氨基酸 堿基配 對(duì)原則 DNA mRNA A—U T—A C—G G—C mRNA　tRNA A—U U—A C—G G—C 信息傳遞 DNA→mRNA mRNA→蛋白質(zhì) 時(shí)間 生物生長(zhǎng)發(fā)育的過程中 產(chǎn)物 RN

10、A 有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì) 1．為在酵母中高效表達(dá)絲狀真菌編碼的植酸酶，通過基因改造，將原來的精氨酸密碼子CGG改變?yōu)榻湍钙珢鄣拿艽a子AGA，下列哪項(xiàng)不是由此發(fā)生的變化(　　) A．植酸酶氨基酸序列改變 B．植酸酶mRNA序列改變 C．編碼植酸酶的DNA熱穩(wěn)定性降低 D．配對(duì)的反密碼子為UCU 【解析】　改變后的密碼子仍然對(duì)應(yīng)精氨酸，氨基酸的種類和序列沒有改變，A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于密碼子改變，植酸酶mRNA序列改變，B項(xiàng)正確?；蚋脑旌?，導(dǎo)致基因中C(G)比例下降，DNA熱穩(wěn)定性降低，C項(xiàng)正確。反密碼子與密碼子互補(bǔ)配對(duì)，為UCU，D項(xiàng)正確。 【答案】　A 2．下列關(guān)于如圖

11、所示生理過程的描述中，最合理的是(　　) A．該生理過程可能發(fā)生于硝化細(xì)菌細(xì)胞內(nèi) B．表示噬菌體的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程 C．圖中現(xiàn)象也可能出現(xiàn)在人體細(xì)胞核基因的表達(dá)過程中 D．圖中兩核糖體合成的肽鏈不同 【解析】　由圖示可以看出，轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行。人體細(xì)胞核基因轉(zhuǎn)錄出mRNA后，mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合后指導(dǎo)肽鏈的合成，該過程與圖示不符。噬菌體是非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，不能獨(dú)立進(jìn)行代謝過程。圖中兩核糖體以同一mRNA為模板，合成的肽鏈相同。 【答案】　A 1．下列有關(guān)DNA和RNA的敘述中，正確的是(　　) A．DNA和RNA是同一物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài) B

12、．DNA和RNA的基本組成單位是一樣的 C．—AGCTGA—既可能是DNA的堿基序列，也可能是RNA的堿基序列 D．mRNA的堿基序列，取決于DNA的堿基序列，同時(shí)又決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 【解析】　DNA和RNA是兩類不同的核酸，A錯(cuò)誤；DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，B錯(cuò)誤；T為DNA的特有堿基，所以含有T的核苷酸序列只能是DNA，不可能是RNA，C錯(cuò)誤；DNA上的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)移到mRNA上，mRNA通過翻譯指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，D正確。 【答案】　D 2．下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄的敘述，不正確的是(　　) A．多數(shù)發(fā)生在細(xì)胞核中 B．以核糖核苷酸

13、為原料 C．DNA的兩條鏈都可作模板 D．邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 【解析】　DNA的兩條鏈中只有其中一條鏈可作為模板。 【答案】　C 3．下列關(guān)于圖中①、②兩種分子的說法中，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：10090106】 A．①為DNA，在正常情況下復(fù)制后形成兩個(gè)相同的DNA B．②為tRNA，一種tRNA可攜帶不同的氨基酸 C．遺傳信息位于①上，密碼子位于②上 D．①和②共有的堿基是A、U、G 【解析】?、贋镈NA，在正常情況下復(fù)制后形成兩個(gè)相同的DNA分子；②為tRNA，一種tRNA只能攜帶一種氨基酸；遺傳信息位于①上，密碼子位于mRNA上，②上具有反密碼子；①和②共有的

14、堿基是A、G、C，DNA中無U。 【答案】　A 4．下圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過程，①～⑤表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，a、b、c表示生理過程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(可能用到的密碼子：AUG－甲硫氨酸、GCU－丙氨酸、AAG－賴氨酸、UUC－苯丙氨酸、UCU－絲氨酸、UAC－酪氨酸) (1)完成遺傳信息表達(dá)的是________(填字母)過程，a過程所需的酶有 _____________________________________________________________。 (2)圖中含有核糖的是________(填序號(hào))；由②指導(dǎo)合成的多肽鏈中氨基酸序列是__________

15、________________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)若在AUG后插入三個(gè)核苷酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨酸后多一個(gè)氨基酸外，其余氨基酸序列沒有變化。由此證明________________________ _____________________________________________________________。 【解析】　分析圖示過程可知：a為DNA的復(fù)制、b為轉(zhuǎn)錄、c為翻譯。 (1)完成遺

16、傳信息表達(dá)的是轉(zhuǎn)錄和翻譯，為b和c，DNA的復(fù)制需要在解旋酶的作用下解開雙鏈，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子鏈。 (2)RNA中含有核糖，圖中含有核糖的結(jié)構(gòu)包括mRNA、tRNA、rRNA。根據(jù)②mRNA上的堿基順序組成的密碼子，指導(dǎo)合成的多肽鏈中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸。 (3)三個(gè)核苷酸對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，由此證明一個(gè)密碼子由三個(gè)相鄰的堿基(核糖核苷酸)組成。 【答案】　(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶 (2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸 (3)一個(gè)密碼子由三個(gè)相鄰的堿基(核糖核苷酸)組成 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.RNA有三種：信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)。 2.轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，條件是模板(DNA的一條鏈)、原料(4種核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。 3.翻譯的場(chǎng)所是核糖體，條件是模板(mRNA)、“搬運(yùn)工”(tRNA)、原料(20種氨基酸)、酶和能量。 4.密碼子共有64種，其中決定氨基酸的密碼子有61種，3種終止密碼子不決定氨基酸。 5.一種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子，一種密碼子最多只決定一種氨基酸。 6.每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種tRNA識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)。 9