生物人教版必修2導(dǎo)學(xué)案第4章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成問題導(dǎo)學(xué)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)與探究1．填表比較DNA與RNA核酸DNARNA分布主要存在于________中主要存在于________中基本組成單位________________________化學(xué)成分堿基________________________________五碳糖________________磷酸______空間結(jié)構(gòu)__________________________________分類通常只有____類________________________功能控制________、______和____________mRNA：______________tRNA：____________rRNA：____________2．填圖理解轉(zhuǎn)錄的過程3．三種RNA都能攜帶遺傳信息嗎？RNA還有什么功能？4．DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的主要區(qū)別有哪些？遷移與應(yīng)用DNA的兩條鏈均為模板的過程是（）。A．合成DNAB．合成mRNAC．合成tRNAD．合成rRNA1．DNA轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所主要在細(xì)胞核，葉綠體、線粒體中也有DNA，也可以發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。2．DNA的功能是儲(chǔ)存、傳遞和表達(dá)遺傳信息，其堿基排列順序代表遺傳信息；DNA可以復(fù)制得到兩份完全相同的DNA，進(jìn)而通過細(xì)胞分裂均分到子代，實(shí)現(xiàn)遺傳信息的傳遞；DNA可以在細(xì)胞內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄與翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，從而表達(dá)遺傳信息。3．RNA除了能傳遞遺傳信息、運(yùn)輸氨基酸、構(gòu)成核糖體之外，還可以作為RNA病毒的遺傳物質(zhì)，有些RNA還具有催化功能。4．轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不僅有mRNA，還有tRNA和rRNA。二、遺傳信息的翻譯活動(dòng)與探究1．密碼子與反密碼子（1）所有密碼子在蛋白質(zhì)合成過程中都決定氨基酸嗎？起始密碼子有哪些？終止密碼子有哪些？（2）在人體中，氨基酸、tRNA和密碼子是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系嗎？（3）密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)于生物體的生存發(fā)展有什么意義？2．翻譯過程（1）填空：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與________結(jié)合→tRNA與mRNA______________，將氨基酸運(yùn)到特定位置→氨基酸之間發(fā)生__________形成肽鏈→肽鏈從核糖體上脫離，經(jīng)盤曲折疊形成成熟的________。（2）翻譯時(shí)是核糖體沿著mRNA移動(dòng)，還是mRNA沿著核糖體移動(dòng)？遷移與應(yīng)用一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的一端堿基為GUA，此轉(zhuǎn)運(yùn)RNA所運(yùn)載的氨基酸是（）。A．GUA（纈氨酸）B．CAU（組氨酸）C．UAC（酪氨酸）D．AUG（甲硫氨酸）1．密碼子是mRNA上相鄰的3個(gè)堿基。2．mRNA上的堿基和DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)。3．mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對(duì)。三、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較活動(dòng)與探究填表比較DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯DNA功能傳遞遺傳信息（復(fù)制）表達(dá)遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間____________________________生長發(fā)育的連續(xù)過程中場(chǎng)所真核細(xì)胞主要在________，原核細(xì)胞在______真核細(xì)胞主要在細(xì)胞核，部分在線粒體和葉綠體；原核細(xì)胞在擬核________原料4種脫氧核苷酸____________________模板DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA條件特定的酶和ATP過程DNA邊解旋邊以______為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成兩條子鏈，子鏈與對(duì)應(yīng)母鏈螺旋化DNA解旋，以______為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成mRNA（單鏈），mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合以mRNA為模板，tRNA一端的堿基與mRNA上的密碼子配對(duì)，另一端攜帶相應(yīng)氨基酸，在核糖體合成有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)模板去向分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核苷酸特點(diǎn)__________________________，DNA雙鏈全保留個(gè)mRNA上可連續(xù)結(jié)合__________，依次合成多肽鏈產(chǎn)物兩個(gè)雙鏈DNA分子mRNA等蛋白質(zhì)意義復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代表達(dá)遺傳信息，使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀遷移與應(yīng)用關(guān)于下圖所示生理過程的描述中，最合理的是（）。A．可能發(fā)生于硝化細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)B．表示酵母菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程C．人體細(xì)胞都可以發(fā)生圖中現(xiàn)象D．圖中兩核糖體合成的蛋白質(zhì)不同遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較（1）遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。（2）mRNA的密碼子直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到識(shí)別密碼子的作用。四、基因的表達(dá)中的相關(guān)計(jì)算活動(dòng)與探究1．填空：DNA與mRNA中的堿基、蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)量關(guān)系（不考慮內(nèi)含子、終止密碼子等）：2．如果DNA分子有2N個(gè)堿基，那么在形成只有一條肽鏈（非環(huán)狀）的蛋白質(zhì)時(shí)最多形成多少個(gè)肽鍵？最多失去多少分子的水？遷移與應(yīng)用由n個(gè)堿基組成的基因，控制合成由1條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量最大為（）。A．na/6B．na/3－18（n/3－1）C．na－18（n－1）D．na/6－18（n/6－1）計(jì)算中“最多”和“最少”的分析（1）翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼不決定氨基酸，因此mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。（2）基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。（3）在回答有關(guān)問題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有個(gè)氨基酸。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1．核糖核苷酸2．核糖腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）3．單鏈短核孔4．mRNAtRNArRNA二、1．細(xì)胞核DNARNA2．細(xì)胞核DNA的一條鏈四種游離的核糖核苷酸RNAA—UT—A三、1．氨基酸mRNA一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)2．核糖體mRNA20種游離的氨基酸蛋白質(zhì)tRNAA—UU—A3．64613個(gè)相鄰的堿基預(yù)習(xí)交流：答案：基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀。不同的生物的基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯控制合成的蛋白質(zhì)不同，從而表現(xiàn)不同的性狀。課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】一、活動(dòng)與探究：1．答案：細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)脫氧核苷酸核糖核苷酸A、G、C、TA、G、C、U脫氧核糖核糖磷酸一般為雙螺旋結(jié)構(gòu)一般為單鏈結(jié)構(gòu)一mRNA、tRNA、rRNA遺傳變異蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成的模板運(yùn)輸氨基酸構(gòu)成核糖體2．答案：DNARNA聚合酶解旋酶DNA雙鏈的堿基堿基互補(bǔ)配對(duì)一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNADNA鏈雙螺旋3．答案：只有mRNA可以攜帶遺傳信息；RNA除去前述功能還具有催化和作為某些生物遺傳物質(zhì)的功能。4．答案：DNA復(fù)制以兩條鏈為模板，轉(zhuǎn)錄僅以一條鏈為模板；復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，轉(zhuǎn)錄的原料是核糖核苷酸；復(fù)制的產(chǎn)物是DNA，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA等。遷移與應(yīng)用：A解析：DNA的兩條鏈均為模板的過程是DNA復(fù)制即合成DNA，合成RNA（包括mRNA、tRNA和rRNA）的過程叫轉(zhuǎn)錄，以DNA的一條鏈為模板。二、活動(dòng)與探究：1．（1）答案：不是，只有61種密碼子對(duì)應(yīng)氨基酸。起始密碼子有AUG、GUG，終止密碼子有UAA、UAG、UGA，終止密碼子不決定氨基酸。（2）答案：密碼子有64種，tRNA有61種，氨基酸有20種，說明部分氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種tRNA，但每種tRNA都對(duì)應(yīng)特定的密碼子，只有3種終止密碼子不對(duì)應(yīng)tRNA。（3）答案：此題具有一定的開放性，可以從增強(qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。2．（1）答案：核糖體堿基互補(bǔ)配對(duì)脫水縮合蛋白質(zhì)（2）答案：翻譯時(shí)是核糖體沿著mRNA移動(dòng)。遷移與應(yīng)用：B解析：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA中的反密碼子為GUA，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推知位于mRNA上的密碼子為CAU，決定的氨基酸為組氨酸。三、活動(dòng)與探究：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期細(xì)胞核擬核核糖體4種核糖核苷酸20種氨基酸兩條鏈一條鏈邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄多個(gè)核糖體遷移與應(yīng)用：A解析：由圖可以看出，轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時(shí)進(jìn)行的，表示的是原核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成過程。四、活動(dòng)與探究：1．答案：NN/36312．答案：N/3－1，N/3－1。遷移與應(yīng)用：D解析：基因上的堿基數(shù)與其控制的蛋白質(zhì)上的氨基酸數(shù)的比值為6∶1，所以氨基酸數(shù)為n/6，這些氨基酸形成多肽時(shí)脫去（n/6－1）個(gè)水。解題時(shí)，應(yīng)看清是DNA或基因上的堿基對(duì)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)，是mRNA上的密碼子個(gè)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)。當(dāng)堂檢測(cè)1．下列關(guān)于RNA的敘述不正確的是（）。A．RNA可以催化細(xì)胞內(nèi)的某些代謝反應(yīng)B．RNA的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與DNA不同，但鏈長與DNA分子相差不大C．一條mRNA上可結(jié)合多個(gè)核糖體，每個(gè)核糖體都可合成一條完整的肽鏈D．RNA也可作為遺傳物質(zhì)答案：B解析：RNA由DNA分子上的基因轉(zhuǎn)錄而來，其長度比轉(zhuǎn)錄它的基因還要短（內(nèi)含子部分已被剪切），比整個(gè)DNA分子的長度更短。2．下列有關(guān)基因控制蛋白質(zhì)合成的敘述，正確的是（）。A．一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)B．該過程需要有三個(gè)高能磷酸鍵的ATP提供能量C．該過程一定遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)D．DNA轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料分別是核糖核苷酸和氨基酸答案：D解析：一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)兩種、三種或四種密碼子。ATP含有兩個(gè)高能磷酸鍵。翻譯過程中A與U配對(duì)。合成mRNA的原料是4種核糖核苷酸，合成蛋白質(zhì)的原料是20種氨基酸。3．DNA分子的解旋（）。A．只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄過程中B．只發(fā)生在翻譯過程中C．發(fā)生在復(fù)制和翻譯過程中D．發(fā)生在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中答案：D4．下圖是真核生物信使RNA的合成過程圖，請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說法正確的是（）。A．染色質(zhì)高度螺旋化時(shí)不能發(fā)生此過程B．圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的C．RNA聚合酶遇到起始密碼子才能開始轉(zhuǎn)錄D．圖中②合成后，通過胞吐進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在核糖體上合成蛋白質(zhì)答案：A解析：本題考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。A項(xiàng)，染色質(zhì)高度螺旋化時(shí)，以染色體形式存在，此時(shí)DNA不能解旋，也就不能轉(zhuǎn)錄；B項(xiàng)，②是以四種核糖核苷酸為原料合成的；C項(xiàng)，需要RNA聚合酶與DNA上相應(yīng)的位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄；起始密碼子是翻譯開始的位點(diǎn)。D項(xiàng)，②為mRNA，在細(xì)胞核內(nèi)合成后通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合后合成蛋白質(zhì)。5．人的血紅蛋白含有四條多肽鏈，由574個(gè)氨基酸構(gòu)成。下列有關(guān)血紅蛋白的說法，正確的是（）。A．血紅蛋白合成過程中需要574種tRNAB．轉(zhuǎn)錄合成血紅蛋白所需要