生物人教版必修2導學案第4章第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成

第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成問題導學一、遺傳信息的轉錄活動與探究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________________________化學成分堿基________________________________五碳糖________________磷酸______空間結構__________________________________分類通常只有____類________________________功能控制________、______和____________mRNA：______________tRNA：____________rRNA：____________2．填圖理解轉錄的過程3．三種RNA都能攜帶遺傳信息嗎？RNA還有什么功能？4．DNA的轉錄和復制的主要區(qū)別有哪些？遷移與應用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轉錄的場所主要在細胞核，葉綠體、線粒體中也有DNA，也可以發(fā)生轉錄過程。2．DNA的功能是儲存、傳遞和表達遺傳信息，其堿基排列順序代表遺傳信息；DNA可以復制得到兩份完全相同的DNA，進而通過細胞分裂均分到子代，實現(xiàn)遺傳信息的傳遞；DNA可以在細胞內(nèi)通過轉錄與翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，從而表達遺傳信息。3．RNA除了能傳遞遺傳信息、運輸氨基酸、構成核糖體之外，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．轉錄的產(chǎn)物不僅有mRNA，還有tRNA和rRNA。二、遺傳信息的翻譯活動與探究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和密碼子是一一對應的關系嗎？（3）密碼子的簡并對于生物體的生存發(fā)展有什么意義？2．翻譯過程（1）填空：mRNA進入細胞質(zhì)與________結合→tRNA與mRNA______________，將氨基酸運到特定位置→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）翻譯時是核糖體沿著mRNA移動，還是mRNA沿著核糖體移動？遷移與應用一個轉運RNA的一端堿基為GUA，此轉運RNA所運載的氨基酸是（）。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個堿基。2．mRNA上的堿基和DNA模板鏈上的堿基互補配對。3．mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子互補配對。三、DNA復制、轉錄和翻譯的比較活動與探究填表比較DNA的復制、轉錄和翻譯DNA功能傳遞遺傳信息（復制）表達遺傳信息轉錄翻譯時間____________________________生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所真核細胞主要在________，原核細胞在______真核細胞主要在細胞核，部分在線粒體和葉綠體；原核細胞在擬核________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，按堿基互補配對原則，合成兩條子鏈，子鏈與對應母鏈螺旋化DNA解旋，以______為模板，按堿基互補配對原則形成mRNA（單鏈），mRNA進入細胞質(zhì)與核糖體結合以mRNA為模板，tRNA一端的堿基與mRNA上的密碼子配對，另一端攜帶相應氨基酸，在核糖體合成有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)模板去向分別進入兩個子代DNA分子中恢復原樣，與非模板鏈重新形成雙螺旋結構分解成單個核苷酸特點__________________________，DNA雙鏈全保留個mRNA上可連續(xù)結合__________，依次合成多肽鏈產(chǎn)物兩個雙鏈DNA分子mRNA等蛋白質(zhì)意義復制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀遷移與應用關于下圖所示生理過程的描述中，最合理的是（）。A．可能發(fā)生于硝化細菌細胞內(nèi)B．表示酵母菌的轉錄和翻譯過程C．人體細胞都可以發(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，反密碼子則起到識別密碼子的作用。四、基因的表達中的相關計算活動與探究1．填空：DNA與mRNA中的堿基、蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)量關系（不考慮內(nèi)含子、終止密碼子等）：2．如果DNA分子有2N個堿基，那么在形成只有一條肽鏈（非環(huán)狀）的蛋白質(zhì)時最多形成多少個肽鍵？最多失去多少分子的水？遷移與應用由n個堿基組成的基因，控制合成由1條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(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）計算中“最多”和“最少”的分析（1）翻譯時，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)目比對應的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。（3）在回答有關問題時，應加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n個堿基，轉錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導合成的蛋白質(zhì)中最多有個氨基酸。答案：課前·預習導學一、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．細胞核DNARNA2．細胞核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個相鄰的堿基預習交流：答案：基因通過指導蛋白質(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【問題導學】一、活動與探究：1．答案：細胞核細胞質(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構一般為單鏈結構一mRNA、tRNA、rRNA遺傳變異蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成的模板運輸氨基酸構成核糖體2．答案：DNARNA聚合酶解旋酶DNA雙鏈的堿基堿基互補配對一條鏈核糖核苷酸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復制以兩條鏈為模板，轉錄僅以一條鏈為模板；復制的原料是脫氧核苷酸，轉錄的原料是核糖核苷酸；復制的產(chǎn)物是DNA，轉錄的產(chǎn)物是RNA等。遷移與應用：A解析：DNA的兩條鏈均為模板的過程是DNA復制即合成DNA，合成RNA（包括mRNA、tRNA和rRNA）的過程叫轉錄，以DNA的一條鏈為模板。二、活動與探究：1．（1）答案：不是，只有61種密碼子對應氨基酸。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應多種tRNA，但每種tRNA都對應特定的密碼子，只有3種終止密碼子不對應tRNA。（3）答案：此題具有一定的開放性，可以從增強密碼容錯性的角度來解釋，當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當某種氨基酸使用頻率高時，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：核糖體堿基互補配對脫水縮合蛋白質(zhì)（2）答案：翻譯時是核糖體沿著mRNA移動。遷移與應用：B解析：轉運RNA中的反密碼子為GUA，根據(jù)堿基互補配對原則，推知位于mRNA上的密碼子為CAU，決定的氨基酸為組氨酸。三、活動與探究：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期細胞核擬核核糖體4種核糖核苷酸20種氨基酸兩條鏈一條鏈邊解旋邊復制，半保留復制邊解旋邊轉錄多個核糖體遷移與應用：A解析：由圖可以看出，轉錄和翻譯是同時進行的，表示的是原核細胞的蛋白質(zhì)合成過程。四、活動與探究：1．答案：NN/36312．答案：N/3－1，N/3－1。遷移與應用：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脫去（n/6－1）個水。解題時，應看清是DNA或基因上的堿基對數(shù)還是堿基個數(shù)，是mRNA上的密碼子個數(shù)還是堿基個數(shù)。當堂檢測1．下列關于RNA的敘述不正確的是（）。A．RNA可以催化細胞內(nèi)的某些代謝反應B．RNA的化學組成、結構與DNA不同，但鏈長與DNA分子相差不大C．一條mRNA上可結合多個核糖體，每個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分子上的基因轉錄而來，其長度比轉錄它的基因還要短（內(nèi)含子部分已被剪切），比整個DNA分子的長度更短。2．下列有關基因控制蛋白質(zhì)合成的敘述，正確的是（）。A．一個密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉運B．該過程需要有三個高能磷酸鍵的ATP提供能量C．該過程一定遵循堿基互補配對原則，即A一定與T配對，G一定與C配對D．DNA轉錄和翻譯的原料分別是核糖核苷酸和氨基酸答案：D解析：一種氨基酸可能對應兩種、三種或四種密碼子。ATP含有兩個高能磷酸鍵。翻譯過程中A與U配對。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)生在轉錄過程中B．只發(fā)生在翻譯過程中C．發(fā)生在復制和翻譯過程中D．發(fā)生在復制和轉錄過程中答案：D4．下圖是真核生物信使RNA的合成過程圖，請據(jù)圖判斷下列說法正確的是（）。A．染色質(zhì)高度螺旋化時不能發(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錄D．圖中②合成后，通過胞吐進入細胞質(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錄過程。A項，染色質(zhì)高度螺旋化時，以染色體形式存在，此時DNA不能解旋，也就不能轉錄；B項，②是以四種核糖核苷酸為原料合成的；C項，需要RNA聚合酶與DNA上相應的位點結合，催化遺傳信息的轉錄；起始密碼子是翻譯開始的位點。D項，②為mRNA，在細胞核內(nèi)合成后通過核孔進入細胞質(zhì)，與核糖體結合后合成蛋白質(zhì)。5．人的血紅蛋白含有四條多肽鏈，由574個氨基酸構成。下列有關血紅蛋白的說法，正確的是（）。A．血紅蛋白合成過程中需要574種tRNAB．轉錄合成血紅蛋白所需要