生物學(xué)案：互動課堂第四章第節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精互動課堂疏導(dǎo)引導(dǎo)1.DNA與RNA的比較核酸種類比較項目DNARNA化學(xué)組成基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖（C5H10O4）核糖（C5H10O5）堿基A、G、C、TA、G、C、U無機酸磷酸磷酸結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)分類通常只有一類分mRNA、tRNA、rRNA三類功能主要的遺傳物質(zhì)在不存在DNA的生物里是遺傳物質(zhì)；在存在DNA的生物里是輔助DNA完成功能存在（真核生物)主要存在于細胞核中，少量在葉綠體、線粒體中主要存在于細胞質(zhì)中提示：核酸分為DNA和RNA。所以：（1）構(gòu)成核酸的堿基共有5種：A、G、C、T、U（T為DNA特有、U為RNA特有）；（2)構(gòu)成核酸的核苷酸共有8種：四種脫氧核苷酸（分別含A、G、C、T）和四種核糖核苷酸（分別含A、G、C、U)；（3）RNA又分為：mRNA、tRNA、rRNA。2。DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間細胞分裂（有絲分裂和減數(shù)第一次分裂）的間期個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細胞核主要在細胞核細胞質(zhì)的核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶等)、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA產(chǎn)物2個雙鏈DNA一個單鏈RNA（mRNA,tRNA，rRNA）多肽鏈模板去向分別進入2個子代DNA分子中恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個核苷酸特點半保留，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA上結(jié)合多個核糖體，順次合成多條肽鏈堿基配對A—T，T—A，C-G，G—CA-U,T—A,C—G,G—CA-U，U-A，C-G，G—C遺傳信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)意義使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀提示：①復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在的部位（因為這兩個過程都是以DNA為模板的)，如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒等部位。②轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有3類RNA，但是攜帶遺傳信息的是mRNA,mRNA在翻譯過程起模板作用。③從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈，多肽鏈還要在相應(yīng)的細胞器（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體）內(nèi)加工，才最后合成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。3。遺傳信息、密碼子、反密碼子(1)遺傳信息①通常指基因中的（或DNA中的）控制遺傳性狀的堿基排列順序，也指核酸中的堿基排列順序；②對于某個基因來說，其中的堿基對的數(shù)目、種類、排列順序是固定不變的;③不同的基因之間堿基對的種類、數(shù)目、排列順序是各不相同的，這樣既保證了遺傳信息的穩(wěn)定性又保證了遺傳信息的多樣性。（2）密碼子①概念：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基。②特點③種類（3）反密碼子①概念與mRNA分子中密碼子互補配對的tRNA上的3個堿基；②特點反密碼子的三個堿基與相應(yīng)的DNA模板鏈上對應(yīng)的堿基相同,只是DNA鏈上堿基T的位置在tRNA上為U；③種類61種，反密碼子與61種決定氨基酸的密碼子對應(yīng)。(4）圖示DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子的對應(yīng)關(guān)系①一種密碼子只對應(yīng)一種氨基酸，但一種氨基酸可以由不止一種密碼子決定，類似于數(shù)學(xué)中的“映射”；②一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸，但一種氨基酸可以由不止一種tRNA轉(zhuǎn)運.4.基因表達中相關(guān)數(shù)量計算（1）轉(zhuǎn)錄時,組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄,另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。因此,轉(zhuǎn)錄形成的RNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。（2）翻譯過程中，信使RNA中每3個堿基決定一個氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信使RNA堿基數(shù)目的1/3。綜上可知：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=tRNA數(shù)目=mRNA堿基數(shù)目=DNA堿基數(shù)目。（3)計算中“最多”和“最少”的分析①翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準確地說，mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(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(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,應(yīng)加上“最多”或“最少”等字.如：mRNA上有n個堿基,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有個氨基酸?；顚W(xué)巧用1。噬菌體、煙草花葉病毒、煙草體內(nèi)核苷酸的種類依次是（)A.4、4、4 B.4、4、8C.4、8、8 D。8、8、8解析：本題主要考查三種生物體內(nèi)的核酸種類及其組成單位.構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸共有四種，構(gòu)成RNA的核糖核苷酸也有四種，噬菌體(一種病毒）體內(nèi)只有DNA，煙草花葉病毒體內(nèi)只有RNA，而煙草體內(nèi)既有DNA又有RNA,因此，它們體內(nèi)核苷酸的種類依次是4、4、8。答案:B2.對于下列圖解，正確的說法有（）①表示DNA復(fù)制過程②表示DNA轉(zhuǎn)錄過程③共有5種堿基④共有8種核苷酸⑤共有5種核苷酸⑥A均代表同一種核苷酸A.①②③ B.④⑤⑥C。②③④ D.①③⑤解析：由圖可知，此過程是DNA轉(zhuǎn)錄過程,整個過程涉及5種堿基；A、T、C、G、U，但由于組成DNA和RNA的五碳糖不同，故分別有4種核苷酸，共8種。答案：C3.如圖代表人體胰島細胞中發(fā)生的某一過程（AA代表氨基酸），下列敘述正確的是(）A.能給該過程提供遺傳信息的只能是DNAB.該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素C。有多少個密碼子,就有多少個反密碼子與之對應(yīng)D。該過程有水產(chǎn)生解析：翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA，A項不對；翻譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)加工后形成蛋白質(zhì)，而酶與激素不都是蛋白質(zhì)，B項不對；終止密碼子不與氨基酸對應(yīng)，所以沒有與終止密碼子對應(yīng)的反密碼子，C項也不對；氨基酸脫水縮合形成多肽，D項正確.答案：D4.在真核生物的下列生理過程中，發(fā)生DNA分子解旋的是（）①DNA復(fù)制②轉(zhuǎn)錄③翻譯④逆轉(zhuǎn)錄A.①② B.③④C.②③ D.①④解析：本題考查遺傳信息傳遞與表達過程中的基礎(chǔ)知識.DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),復(fù)制時首先在解旋酶作用下，兩條鏈之間連接堿基對的氫鍵斷開，打開雙螺旋結(jié)構(gòu)，在DNA聚合酶作用下,以每一條鏈為模板合成新的子鏈。每一條子鏈與其對應(yīng)的模板鏈形成一個雙螺旋的子代DNA分子.轉(zhuǎn)錄則是以解開螺旋的DNA分子的一條鏈的部分區(qū)段為模板，在酶的作用下合成單鏈的mRNA分子，從而使DNA分子中的遺傳信息傳遞到mRNA分子上，通過tRNA的識別作用，將mRNA分子中的核苷酸順序翻譯為蛋白質(zhì)分子中的氨基酸順序。逆轉(zhuǎn)錄則是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以單鏈RNA為模板，在DNA聚合酶作用下形成雙鏈DNA的過程，在此過程中沒有解旋過程.答案：A5。據(jù)蛋白質(zhì)的合成過程，完成下列問題。（1）填表DNAGMrnaAtRNA氨基酸丙氨酸注:丙氨酸的密碼子為：GCUGCCGCAGCG（2）從上表可以看出，在基因控制蛋白質(zhì)的合成時，DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=_________。解析：本題考查了蛋白質(zhì)合成過程中的三個互補關(guān)系及三個數(shù)量關(guān)系。即DNA的兩條鏈的堿基是互補的;mRNA與它的DNA模板鏈是互補的，tRNA的一端的三個堿基與mRNA上相應(yīng)的密碼子是互補的。先確定丙氨酸的密碼子,而密碼子在mRNA上,從而mRNA的三個堿基確定，再根據(jù)其互補關(guān)系確定DNA和tRNA的堿基。從數(shù)量關(guān)系上分析,DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)，mRNA是單鏈結(jié)構(gòu)，則DNA片段中堿基數(shù)與mRNA的堿基數(shù)之比應(yīng)為2∶1，而mRNA上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸,則mRNA上的堿基數(shù)與其指導(dǎo)合成的肽鏈中的氨基酸數(shù)之比即為3∶1,故答案為6∶3∶1。答案:（1）DNAGCACGTMrnaGCAtRNACGU氨基酸丙氨酸（2)6∶3∶16。一條多肽鏈中有氨基酸1000個,則作為合成該多肽鏈模板的mRNA分子和用來轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子分別至少需要堿基()A.3000個和3000個B。1000個和2000個C.2000個和4000個D。3