高中生物 第四章 基因的表达 4.2 基因指导蛋白质的合成（第2课时）教案 新人教版必修2.doc

第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成第2课时一、翻译【知识点讲解】 1.翻译(1)概念场所细胞质的核糖体上模板mrna原料20种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质2.比较转录和翻译过程名称转录翻译场所主要是细胞核核糖体模板dna的一条链mrna原料4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸产物rna多肽链【典型例题】（2016江苏卷.18）近年诞生的具有划时代意义的crispr/cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导rna引导核酸内切酶cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导rna中20个碱基的识别序列，可人为选择dna上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是（ ）a. cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成b. 向导rna中的双链区遵循碱基配对原则c. 向导rna可在逆转录酶催化下合成d. 若链剪切点附近序列为tccacaatc则相应的识别序列为uccacaauc 【答案】c【解析】蛋白质由相应基因指导在核糖中合成，a正确；向导rna中双链间遵循碱基互补配对原则，b正确；向导rna可通过转录形成，逆转录酶以rna为模板合成dna，c错误；由于链与识别序列的互补序列相同，故两链碱基相同，只是其中t与u互换，d正确。【变式训练】（2015江苏卷.12） 下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是（ ）a. 图中结构含有核糖体 rnab. 甲硫氨酸处于图中a的位置c. 密码子位于 trna 的环状结构上d. mrna 上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类【答案】a【解析】图示为翻译过程，图中结构含有mrna、trna和rrna，a正确；甲硫氨酸的密码子是起始密码子，甲硫氨酸位于第一位，故甲硫氨酸不在图中a位置，b错误；密码子位于mrna上，是mrna上三个相邻的碱基，c错误；由于密码子的简并性，mrna上碱基改变不一定改变肽键的氨基酸的种类，d错误。二、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子【知识点讲解】(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子(2)密码子：mrna上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。(3)反密码子：位于trna上的与mrna上的密码子互补配对的3个碱基。(3)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种trna转运。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种trna只能转运一种氨基酸。密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。【方法点拨】密码子和反密码子的比较项目密码子反密码子位置mrnatrna作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运氨基酸特点与dna模板链上的碱基互补与mrna中密码子的碱基互补【典型例题】（2016江苏卷.22）（多选）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，由此发生的变化有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【答案】bcd【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错误；由于密码子改变，植酸酶mrna序列改变，b正确；由于密码子改变后c（g）比例下降，dna热热稳定性降低，c正确；反密码子与密码子互补配对，为ucu，d正确。【变式训练】（2015海南卷.20）关于密码子和反密码子的叙述，正确的是（ ）a密码子位于mrna上，反密码子位于rna上 b密码子位于trna上，反密码子位于mrna上c密码子位于rrna上，反密码子位于trna上 d密码子位于rrna上，反密码子位于mrna上【答案】a【解析】密码子位于mrna上，是指mrna中相邻三个碱基的排列顺序，具有不重叠无间隔的特点；反密码子位于trna上，在翻译时与mrna中的密码子配对，决定氨基酸的位置，所以a正确，b、c、d错误。三、基因的表达中相关数量的计算【知识点讲解】蛋白质中氨基酸的数目1/3mrna中的碱基数目1/6dna(基因)中的碱基数目【方法点拨】dna和mrna之间对应碱基及数量的计算找准dna和mrna之间对应碱基及其比例关系，即dna模板链中at(或cg)与mrna中au(或cg)相等，则(at)总%(au)mrna%。【典型例题】现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mrna序列中有a和u共313个，则合成的生长激素基因中g至少有()a.130个 b.260个c.313个 d.无法确定【答案】b【解析】此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mrna中最少有573个碱基，又知mrna中au为313个，所以mrna中gc为573313260(个)，故dna的两条链中gc共有520个，即该基因中g至少有260个。【变式训练】一个mrna分子有m个碱基，其中g+c有n个；由该mrna合成的蛋白质有两条肽链。则其模板dna分子中的a+t数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是（ ）【答案】d【点拨】dna碱基数为2m，其（g+c)数为2n，故（a+t)数=2m-2n；合成蛋白质氨基酸数为（2m)/6,肽键数= （2m)/6-1。四、遗传密码的特性和破译【知识点讲解】1.特性1 传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）2 一个密码子决定一个特定的氨基酸。3 简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。4 通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。 证明生物之间的亲缘关系。 2.破译克里克得出3个碱基决定1个氨基酸。尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成技术，在每个试管分别加入一种氨基酸，再加入除去dna和mrna的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入苯丙氨酸的试管出现多聚苯丙氨酸肽链，得出苯丙氨酸密码子为uuu。后来科学家采用该思路，破译出全部密码子。 （1）多聚尿嘧啶核苷酸的作用： 。（2）各试管加入的细胞提取液提供： 。（3）细胞提取液除去dna和mrna目的： 。（4）对照组是： 。（5）想知道更多种类氨基酸的密码子，怎样改变实验： 。【答案】（1）作为模板mrna控制蛋白质合成。（2）能量、酶、核糖体、trna。 （3）排除细胞原有的dna和mrna对蛋白质合成的影响。（4）加入其他种类氨基酸的3组。 （5）依次用不同种类的多聚核苷酸代替多聚尿嘧啶核苷酸。 【典型例题】为在酵母菌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改变为酵母菌偏爱的密码子aga（精氨酸的密码子有：cgu、cgc、cga、cgg、aga、agg），对此发生的变化的叙述，错误的是（ ）a植酸酶氨基酸序列改变b植酸酶mrna序列改变c配对的反密码子为ucud控制植酸酶的基因含有的氢键数目减少【答案】a【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；反密码子与密码子互补配对，为ucu，c项正确；由于密码子改变后c（g）比例下降，所以控制植酸酶的基因含有的氢键数目减少，d项正确；【变式训练】经研究发现，人体血清白蛋白的第一个氨基酸不是甲硫氨酸，这是新生肽链经过加工修饰的结果。而aug是甲硫氨酸的密码子，也是起始密码子。下列有关叙述中，不正确的是( )amrna是控制合成人体血清白蛋白的模板bdna分子上直接控制合成起始密码子aug的碱基是tacc加工修饰多肽链的