高中生物第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成教学案人教版

1、1 / 15第1节基因指导蛋白质的合成学习导航1阅读教材图文，辨析三种 RNA 勺结构和功能。2.结合教材图 4 4、4 -6，概 述转录、翻译的过程和特点。3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。重难点击转录、翻译的过程及特点。-课堂导入课堂导入- 】美国科幻电影侏罗纪公园中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子 体内的恐龙DNA 制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测 基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的

2、呢？这一节我们一起来学习基因指导蛋白质的合成。一、遗传信息的转录1.DNA 与 RNA 的比较种类DNARNA基本单位脱氧核糖 核苷酸（4 种）核糖核苷酸（4 种）五碳糖脱氧核糖核糖特有碱基TU共有碱基A G C空间结构规则的双螺旋结构多呈单链结构基础梳理奔丈基础突破叢点2 / 15真核生物中的分布主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体中主要在细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中3 / 152.遗传信息的转录(1)概念：是指在细胞核中,以 DNA 的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA 的过程。过程1.请思考图中 DNA 的转录方向为 J(用“T”或表示)。2.a 为启动

3、上述过程必需的有机物，其名称是RNA聚合酶。3.b 和 c 的名称分别是什么？答案 b 是胞嘧啶脱氧核苷酸；c 是胞嘧啶核糖核苷酸。4 在根尖细胞中，上述过程发生的场所是哪里？答案细胞核、线粒体。5 .产物 d 一定是 mRNA 马？答案不一定。产物有 mRNA tRNA、rRNA6.若 d 中 A 占 35% U 占 19%贝 U d 对应的 DNA 分子片段中 T 和 C 分别占 27% 23%第 1 步：DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露。第 2 步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA 的碱基互补时，两者以氢键结合。第 3 步：在 RNA 聚合

4、酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的第 4 步：合成的 mRNA 从 DNA 链上释放，DNA 双链恢复。mRNA 分子上。问题探究理解升华車瞄透析如图表示某真核生物细胞内 DNA 的转录过程，请据图分析回答下列问题:3 代翌台酣mRN A%.%.P P4 / 15分析 d 是以 DNA 的条链为模板转录来的，若 d 中 A= 35% O 19% A+ U= 54%则对应的5 / 15DNA 分子片段中 A+ T= 54% G+ C= 46% 故 A= T= 27% G= C= 23%知识整合转录的方向和 RNA 聚合酶移动的方向一致；DNA 中碱基 C 和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧

5、啶脱氧核苷酸；RNA 中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细 胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA tRNA、rRNA。拓展应用剖析題曼提堀方法1 .下列关于 RNA 的叙述，错误的是（）A. 有些 RNA 可催化细胞内的某些生化反应B. RNA 是一种遗传物质C. RNA 参与构成核糖体D. RNA 参与构成细胞膜答案 D解析有些酶是 RNA RNA 是某些病毒的遗传物质，rRNA 参与构成核糖体。2.下列关于转录的叙述，不正确的是（）A.多数发生在细胞核中 B.以核糖核苷酸为原料C. DNA 的两条链都可作模板 D.边解旋边转录答案 C解析 DNA 的两条链

6、中只有其中一条链可作为模板。F 图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是（A.转录结束后和重新形成双螺旋结构B. 不一定是 mRNAC. 是游离的脱氧核苷酸D.该过程中存在 T 与 A 的碱基配对方式答案 C等，故 B 正确。是形成 RNA 的原料，是游离的核糖核苷酸，故C 错误。该过程中 DNA 中的T 可以与 RNA 中的 A 配对，故 D 正确。二、遗传信息的翻译解析转录结束后和重新形成双螺旋结构，故A 正确。转录的产物有mRNA tRNA、rRNA6 / 15基础梳理夯实毘础靈嗾妾点1 .翻译场所：细胞质的核糖体上模板：mRNA条件八 原料：20 种氨基酸产物：一定氨基酸序列的

7、蛋白质2.密码子和反密码子(1) 密码子：位于 mRNA 上，其实质是决定一个氨基酸的3 个相邻的碱基，有 64 种。(2) 反密码子：位于 tRNA 上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3 个相邻的碱基。3 翻译过程起始：mRNA 与核糖体结合运输：tRNA 携带氨基酸置于特定位置延伸：核糖体沿 mRNA 移动，读取下一个密码子，由对应tRNA 运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。(一个 mRNA 可以结合多个核糖体)终止：当核糖体到达 mRNAb 的终止密码子时，合成停止脱离：肽链合成后从核糖体与 mRNA 勺复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质4 .翻译能精确进行的原

8、因(1) mRNA 为翻译提供了精确的模板。(2) 通过碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。5.翻译能高效进行的原因：1 个 mRNA 可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。7 / 15因问题探究律鋼升华重粗透析下图是翻译过程的示意图，请据图分析：8 / 151 .图甲中I、n、w分别是哪种分子或结构？答案i、n、w分别是 tRNA、核糖体、多肽链。2.川是 mRNA 其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？答案 起始密码子：AUG 编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA 不编码氨基酸。3.密码子 GCI 编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA 中该密码子的第三个

9、碱基由 U 变为了C,那么编码的氨基酸还是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什么意义？答案一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。4.遗传密码具有通用性， 即地球上几乎所有的生物都共用这一套遗传密码，这说明了什么？ 答案 这说明所有生物可能有着共同的起源。5图乙中、分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？ 答案 、分别是 mRNA 核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。6 .最终合成的多肽链、的氨基酸序列相同吗？为什么？答案相同；因为它们的模板是同一条mRNA知识整合起始密码子有 AUG GUG 分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止

10、密码子有UAA UAGUGA 它们不编码氨基酸； 密码子具有简并性， 一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物 性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起 源。拓展应用剖析题憂淀炼方法腳卩图乙9 / 154 下列对蛋白质的翻译过程的说法中，错误的是（）A. 以细胞质中游离的氨基酸为原料B. 以核糖体 RNA 乍为遗传信息模板10 / 15C. 以转运 RNA 为氨基酸运输工具D. 合成具有一定氨基酸序列的蛋白质答案 B解析 翻译是以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,的基本组成单位是氨基酸，故 A、D 正确；在翻译过程中，搬运工是tRN

11、A, C 正确。5如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是（）A.图示 mRNA 中起始密码子位于 RNA 链上的左侧B. mRNAb 决定甘氨酸的密码子都是 GGUC. 图中碱基的配对方式有 A- U、C- G A-TD.图示过程的正常进行需要ATP 和 RNA 聚合酶答案 A解析 根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A 正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定， B 错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A- U C- G, C 错误；RNA 聚合酶在转录过程中起作用，D 错误。6 .下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是

12、A. 过程中碱基配对情况相同B. 过程发生的场所相同C. 过程所需要的酶相同D. 过程中核糖体的移动方向是由左向右答案 D解析 图中过程是 DNA 的复制，过程是转录，过程是翻译。复制是DNADNA 转录是DNAmRNA 不同的碱基配对方式是A T、A U;核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；过程需要解旋酶和DNA 聚合酶，过程需要 RNA 聚合酶；从图可以看出，最B 错误；由于蛋白质11 / 15右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体 的移动方向是由左向右。12 / 15易混辨析：真核生物 DNA 复制、转录和翻译的辨析DNA功能传递遗传

13、信息（复制）表达遗传信息转录翻译场所主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核核糖体原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20 种氨基酸模板DNA 的两条链DNA 的 一条链mRNA条件解旋酶、DNA 聚合酶、能量RNA 聚合酶、能量酶、ATP tRNA、能量碱基配对A- T、T AC- G G CA- U T- A、C- G G- CA- U、U A、C- G G- C特点边解旋边复制；半保留复制边解旋边转录一个 mRNA分子上可结 合多个核糖体，同时合 成多条肽链产物两个双链 DNA 分子一条单链 mRNA蛋白质龜课堂小结吕林L产杯莘瞬翻1 .下列关于 RNA 勺叙述，错误的是（）A. 有些

14、生物中的 RNA 具有催化功能遗传侑息唾型_-DNAr r主耍场所主耍场所： 细胞桟细胞桟mRNA rRNA IRNA -RNA筈码孑牛sirmRNA含有-模板:原料;-产物:厂场所:DMA分产的二条链四艸吃帮孩苛酸RNA细胞质傲糖休翻译一-模板:_原料:inRMA蓟种氨展酿*氨基酸13 / 15B. tRNA 上的碱基只有三个C. mRNAf tRNA 在核糖体上发生配对D. RNA 也可以作为某些生物的遗传物质答案 B解析 tRNA 是运载氨基酸的工具，是 RNA 中的一种，与其他种类的 RNA 一样，是单链结构， 属于生物大分子。tRNA 并非只有三个碱基，tRNA 在某些部分配对并扭曲

15、成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNAk 的密码子配对，称为反密码子。2 .下图代表的是某种转运 RNA 对此分析正确的是（）C U CA. 此转运 RNA 含有五种元素、两种含氮碱基B. 该结构参与蛋白质合成中的翻译过程C. 合成此转运 RNA 的场所是核糖体D.若与此转运 RNA 上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构 的改变答案 B解析 此转运 RNA 含有 C H O N P 五种元素，A C G U 四种含氮碱基；转运 RNA 主要 在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA 中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。3

16、 四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖 体的形成，有的能阻止 tRNA 和 mRNA合，这些抗生素阻断了下列过程中的（ ）A.染色体活动 B . DNA 复制过程C.转录过程 D 翻译过程答案 D解析抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA 和 mRNA 吉合，均是阻止翻译过程。4 真核细胞中 DNAM制、转录和翻译的主要场所依次是（）A. 细胞核、细胞核、核糖体B. 细胞核、细胞质、核糖体C. 细胞核、细胞核、高尔基体D. 细胞核、细胞质、内质网答案 A14 / 15解析 DNA 的复制、转录都是以 DNA 为模板，DNA 主要在细胞核中，故 DN

17、A 复制、转录的主要 场所是细胞核；翻译是在细胞质中的核糖体上完成的。5下图表示以 DNA 为模板转录形成 RNA 的过程。请据图分析回答下列问题：(1) 在玉米的叶肉细胞中，能够进行该生理过程的细胞结构有 _。(2) 转录过程中在_ 的催化作用下，以其中的 _ 链作为模板链，以_ 为原料，由_ 提供能量，按照 _原则，合成出 _。(3) 通过转录，DNA 分子中的遗传信息被准确地转移到 _ 中。(4) 在真核细胞的细胞核中， 转录的产物通过 _ 进入细胞质中，与_结合在一起直接指导蛋白质的合成过程。答案(1)细胞核、线粒体、叶绿体 (2)4RNA 聚合酶甲 3 四种游离的核糖核苷酸ATP 碱

18、基互补配对2 RNA信使 RNA核孔 核糖体解析 玉米叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中都有DNA 可进行 DNA 的转录；转录时以DNA 的一条链为模板，需要 ATP 供能和 RNA 聚合酶的催化，以四种游离的核糖核苷酸为原料， 按照碱基互补配对原则合成RNA 转录的结果是 DNA 上的遗传信息转移到 mRNAk, mRNA 从核孔出来进入细胞质中与核糖体结合，直接指导蛋白质的合成。课时作业学考达标1.关于 RNA 的叙述，错误的是()A. 少数 RNA 具有生物催化作用B. 真核细胞内 mRNA 和 tRNA 都是在细胞质中合成的C. mRNAb 决定 1 个氨基酸的 3 个相邻碱基称为密

19、码子D. 细胞中有多种 tRNA, 种 tRNA 只能转运一种氨基酸答案 B解析 真核细胞内 mRNZ 和 tRNA 主要在细胞核中合成。2 下列关于图中、两种分子的说法中，正确的是()15 / 15A.为 DNA 在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB. 为 tRNA, 一种 tRNA 可携带不同的氨基酸C. 遗传信息位于上，密码子位于上D. 和共有的碱基是 A、U、G答案 A解析 为 DNA 在正常情况下复制后形成两个相同的 DNA 分子；为 tRNA, 种 tRNA 只能 携带一种氨基酸；遗传信息位于上，密码子位于 mRNAt,上具有反密码子；和共有 的碱基是 A G C, DNA中无

20、 U。3 正常出现肽链终止，是因为（）A.一个与终止密码子对应的转运RNA 不能携带氨基酸B.不具有与终止密码子对应的转运RNAC. 信使 RNA 在终止密码子处停止合成D. 转运 RNA 上出现终止密码子答案 B解析终止密码子没有对应的转运 RNA4.如图是雌性激素与相应受体结合情况的示意图。由图可知，雌性激素与相应的受体结合后形成“激素一受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的什么过程（）伯号分孑-eA. DNA 复制 B .转录C.翻译 D .转录和翻译答案 B解析 由图可知，“激素一受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA 从而转录出相应的 mRNA 并合成相应

21、的多肽，可见该复合体影响转录过程。5.段原核生物的 mRNA 通过翻译可合成一条含有 11 个肽键的多肽，则此 mRNA 分子含有的 碱基个数、16 / 15合成这段多肽需要的 tRNA 个数及转录此 mRNA 勺基因中碱基个数至少依次为（）A. 33 11 66 B . 36 12 72C. 12 36 72 D . 11 36 66答案 B解析一条含有 11 个肽键的多肽，贝U含有 12 个氨基酸。mRNA 中每 3 个相邻的碱基决定一个 氨基酸；一个氨基酸需要一个 tRNA 来转运。因此，mRNA 中至少含有 36 个碱基，至少需要 12 个 tRNA, DNA中至少含有 72 个碱基。

22、6 .下图中a、B是真核细胞某基因的两条链，丫是另外一条多核苷酸链，下列说法正确的A. 图中的酶是 DNA 聚合酶B.Y彻底水解后能生成 6 种小分子物质C. 该过程只发生在细胞核中D.3链中碱基 G 占 28%贝U丫链中碱基 A 占 22%答案 B解析据图分析，该基因正在以其中一条链为模板转录生成RNA 故该酶为 RNA 聚合酶，故 A错。RNA 彻底水解后生成 4 种碱基、1 种核糖、1 种磷酸，故 B 正确。细胞质中的线粒体和叶 绿体含有的 DNA 也能转录，故 C 错。B链中碱基 G 占 28%贝U a链 C 占 28%不知a链 T 比例，因不知 丫链中A 的比例，故 D 错。17 /

23、 15咼考提能7.如图中的 a、b、c、d 分别代表人体内的四种大分子化合物，下列有关说法不正确的是()A.分子 c 的种类约 61 种，只含三个碱基，分子量比b 小得多B.b、c、d 的合成离不开化合物 a,这四种大分子化合物的主要合成场所相同C. b、c、d 三种化合物能同时存在于同一个细胞器中D. a、b 彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物答案 A解析 a、b、c、d 分别代表 DNA mRNA tRNA、rRNA。c 为 tRNA,有 3 个与密码子结合的游离碱基，并不是只含 3 个碱基；密码子有 64 种，其中 3 个终止密码子不对应 tRNA,故分子 c 的种类约6

24、1 种。b、c、d 的合成叫转录，a 的合成是 DNA 的复制，它们主要在细胞核中进行。 线粒体和叶绿体能翻译形成部分蛋白质，故其内含有这三种RNA a、b 彻底水解后可得到四种不同的化合物一一核糖、脱氧核糖、T、U,四种相同的化合物是 A C G 磷酸。8下列有关图中的生理过程(图中代表核糖体，代表多肽链)的叙述，不正确的是()A. 图中所示的生理过程主要有转录和翻译B. 链中(A + T)/(G + C)的比值与链中此比值相同C.一种细菌的由 480 个核苷酸组成，它所编码的蛋白质一定含160 个氨基酸D.遗传信息由传递到需要tRNA 作工具答案 C解析 以 DNA 一条链(链)为模板合成

25、的链含碱基U,故为 mRNA 此过程为转录；与结合后以为模板形成肽链，此过程为翻译。DNA 双链中 A 与 T 配对，G 与 C 配对，故(A1+ T1)/(G1+ C) = (A2+ T2)/(G2+ G),即链中(A + T)/(G + C)的比值与链中此比值相同;由 480 个核苷酸即 160 个密码子组成，这些密码子中可能有不决定氨基酸的终止密码子，故 编码的蛋白质含有的氨基酸可能小于160 个。遗传信息由传递到的过程中，需 tRNA 作运18 / 15载工具，才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制。9 .已知 AUG GUG 为起始密码子，UAA UGA UAG 为终止密码子。某原核生物

26、的一个信使 RNA 碱基排列顺序如下： A-U-U-C- G-A U-G-A C(40 个碱基)c U C-U-A G-A U c U,此信使 RNA 控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为 ( )A. 20 个 B . 15 个 C . 16 个 D . 18 个答案 C解析 先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45 个碱基，对应 15 个密码子，决定 15 个氨基酸，注意起始密码子也决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16 个氨基酸。10.下面表格是真核生物细胞核内三种RNA 聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是( )名称分布主要功能RNA 聚合酶I核仁合成 rRNARNA 聚

27、合酶n核液合成 mRNARNA 聚合酶川核液合成 tRNAA. 真核生物的转录场所主要是细胞核B. 三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同C. 三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程D. 任一种 RNA 聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成答案 B解析 RNA 聚合酶属于蛋白质，在核糖体中合成，而蛋白质合成过程中均需要这3 种酶作用形成的产物(rRNA、mRNAtRNA)的参与。这 3 种聚合酶发挥作用的场所不同。11如图表示真核生物体内DNA 传递遗传信息的某过程，请据图回答下列问题：，厂i I |i I I |* IL-i I 1 I I L. j. h . I1I 1I1I-C A T

28、G C A(1) 图示两种物质的组成元素有 _ 。(2) 该图所示的是遗传信息传递的 _过程，该过程发生的主要场所是 _ 。物质是以 DNA 的哪一条链为模板形成的？ _ 。试写出的碱基序列(4)组成物质的基本单位是 _ ，它有_种。如果中 A 占 26% U 占 28% 那么，相应的 DNA 片段中，T 占_ , C 占_ 。答案 (1)C、HON、P (2)转录 细胞核(3) CAUGCA核糖核苷酸4 (5)27%19 / 1523%解析 在真核生物体内以 DNA 分子的一条链为模板控制合成mRNA 勺过程称为转录，主要在细胞核内进行。是以为模板转录来的，若中A= 26% U= 28% A

29、+ U= 54%则相应的 DNA20 / 15分子片段中 A+ T= 54% G+ C= 46% 故 A= T= 27% G= C= 23%12下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答下列问题:(1) 在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为 _ ，图中的结构名称是 _该过程的模板是 _ 。(2) 由图中信息可推知 DNA 模板链上对应的碱基序列为 _ 。(3) 根据图并参考下表分析：_ 上携带的氨基酸是 _ 。氨基酸丙氨酸苏氨酸精氨酸色氨酸密码子GCAACUCGUUGGGCGACCCGCGCCACACGAGCUACGCGG答案翻译核糖体(或 mRNA)(2)ACCCGATT

30、TCGC (3)tRNA 丙氨酸解析(1)图中所示过程是发生于核糖体中的“翻译”，的名称为核糖体，翻译的模板是mRNA (2)由 mRNAh 的碱基序列为 UGGGCUAAAGCG 碱基互补配对原则可写出 DNA 模板 链上的碱基序列为 ACCCGATTTCG(C)由 mRNA 中密码子为 GCU 并查得密码子表，可知tRNA 上携带的氨基酸为丙氨酸。13.如图表示某动物细胞 DNA 片段遗传信息的传递过程，表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG-甲硫氨酸、GC丙氨酸、UC丝氨酸、UAC-酪氨酸)UL二二nTUU苯丙氨酸、21 / 15(1)反映遗传信息表达的是 _(填字母)过程，b 过程所需的酶是 _ 。加工成熟的场所是_ 。图中含有核糖的是_ (填数字)；由指导合成的多肽链中氨基酸序列是该 DNA 片段应有 _ 个游离的磷酸基，氢键有_ 个，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为 _ 个。答案（1）b、c RNA 聚合酶细胞核（2）甲硫氨酸一丙氨酸一丝氨酸一苯