2020_2021学年新教材高中生物第二章遗传的分子基础3.1DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成课件苏教版必修2202103132287

1、第三节 遗传信息控制生物的性状 第一课时DNA分子通过RNA指导蛋 白质的合成 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录 1.RNA1.RNA的结构和种类的结构和种类: : 选一选选一选: :下列关于下列关于RNARNA的结构和种类说法正确的有的结构和种类说法正确的有:_:_。 RNA RNA 初步水解产物是初步水解产物是4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 RNARNA彻底水解产物有彻底水解产物有6 6种种, ,分别是磷酸、核糖、分别是磷酸、核糖、A A、G G、C C、T T RNARNA有三种有三种, ,分别是信使分别是信使RNARNA、转运、转运RNARNA、核

2、糖体、核糖体RNARNA RNARNA一般是单链一般是单链, ,可以通过核孔从细胞核转移到细胞质可以通过核孔从细胞核转移到细胞质 2.2.转录的概念转录的概念: : RNARNA主要是在主要是在_中以中以_为模板为模板, ,按照碱基互补配对原则按照碱基互补配对原则 合成的合成的, ,这一合成过程称为转录。这一合成过程称为转录。 细胞核细胞核DNADNA分子的一条链分子的一条链 3.3.转录的过程转录的过程: : 填一填填一填: :根据遗传信息的转录过程图解进行填空根据遗传信息的转录过程图解进行填空: : 4.4.遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向:DNARNA:DNARNA。 【问问答答】

3、RNARNA分子中都不存在氢键吗分子中都不存在氢键吗? ? 提示提示: :不是不是,tRNA,tRNA呈呈“三叶草三叶草”型型, ,存在氢键。存在氢键。 二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译 1.1.翻译的场所翻译的场所: :_。 2.2.判一判判一判: :基于对密码子和反密码子的理解基于对密码子和反密码子的理解, ,判断下列说法的正误判断下列说法的正误: : (1)(1)密码子是指密码子是指mRNAmRNA上决定氨基酸的上决定氨基酸的3 3个相邻核苷酸。个相邻核苷酸。( )( ) (2)(2)密码子的种类有密码子的种类有6464种种, ,所以对应所以对应6464种氨基酸。种氨基酸。( )(

4、) 提示提示: :密码子有密码子有6464种种, ,但组成蛋白质的氨基酸约但组成蛋白质的氨基酸约2020种。种。 (3)(3)反密码子有反密码子有6464种种, ,位于位于mRNAmRNA上。上。( )( ) 提示提示: :反密码子有反密码子有6161种种, ,位于位于tRNAtRNA上。上。 核糖体核糖体 (4)(4)一种密码子对应一种氨基酸。一种密码子对应一种氨基酸。( )( ) (5)(5)一种氨基酸对应多种密码子。一种氨基酸对应多种密码子。( )( ) 提示提示: :一种氨基酸对应一种或多种密码子。一种氨基酸对应一种或多种密码子。 3.3.翻译的概念翻译的概念: : 在细胞中在细胞中,

5、 ,以以_为模板为模板, ,从一个特定的起始位点开始从一个特定的起始位点开始, ,按照每三个相邻的按照每三个相邻的 _代表一个氨基酸的原则代表一个氨基酸的原则, ,依次合成依次合成_ 的过程。的过程。 mRNAmRNA 核糖核苷酸核糖核苷酸具有一定氨基酸顺序的多肽链具有一定氨基酸顺序的多肽链 4.4.翻译的过程翻译的过程: : 填一填填一填: :基于对翻译过程图解的理解进行填空基于对翻译过程图解的理解进行填空: : 第第1 1步步:mRNA:mRNA进入细胞质进入细胞质, ,与与_结合结合, ,携带甲硫氨酸的携带甲硫氨酸的tRNA,tRNA,通过与碱基通过与碱基 _互补配对互补配对, ,进入第

6、一位置。进入第一位置。 第第2 2步步: :携带携带_的的tRNAtRNA以同样的方式进入以同样的方式进入_位置。位置。 第第3 3步步: :甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成_而转移到占据而转移到占据_位置的位置的tRNAtRNA上。上。 第第4 4步步: :核糖体读取下一个密码子核糖体读取下一个密码子, ,原来占据原来占据_位置的位置的tRNAtRNA离开核糖体离开核糖体, , 占据第二位置的占据第二位置的tRNAtRNA进入进入_位置位置, ,一个新的携带一个新的携带_的的tRNAtRNA进入第二进入第二 位置位置, ,继续肽链的合成。继续肽链的合成。 核糖体核糖体 A

7、UGAUG 异亮氨酸异亮氨酸第二第二 第二第二 第一第一 第一第一甘氨酸甘氨酸 肽键肽键 【问问答答】 教材二次开发教材二次开发: :教材教材【积极思维积极思维】拓展拓展: :科学家已经发现密码子有科学家已经发现密码子有6464种种, ,而组成而组成 蛋白质的氨基酸约有蛋白质的氨基酸约有2020种种, ,二者之间有什么样的对应关系二者之间有什么样的对应关系? ? 提示提示: :除除3 3种终止密码子外种终止密码子外, ,一种密码子对应一种氨基酸一种密码子对应一种氨基酸, ,一种氨基酸对应一种或一种氨基酸对应一种或 多种密码子。多种密码子。 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 遗

8、传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译 1.1.相关图解及分析相关图解及分析: : (1)(1)图解图解: : (2)(2)分析分析: : 2.DNA2.DNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较: : 项目项目DNADNA复制复制转录转录翻译翻译 场所场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核 细胞中的细胞中的 核糖体核糖体 模板模板DNADNA的两条链的两条链DNADNA的一条链的一条链mRNAmRNA 原料原料4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸 时间时间细胞分裂间期细胞分裂间期生物生长发育的过程中生物生长发育的过程中 项

9、目项目DNADNA复制复制转录转录翻译翻译 产物产物 2 2个相同的个相同的 DNADNA RNA(mRNARNA(mRNA、 tRNAtRNA、rRNA)rRNA) 具有一定氨基酸顺序具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的蛋白质 特点特点 边解旋边复制边解旋边复制, ,半保半保 留复制留复制 边解旋边转录边解旋边转录,DNA,DNA仍保仍保 留留 1 1个个mRNAmRNA分子可结合多分子可结合多 个核糖体个核糖体, ,提高合成蛋提高合成蛋 白质的速度白质的速度 研究研究 方法方法 可用放射性同位素可用放射性同位素 标记标记“T T” 可用放射性同位素标记可用放射性同位素标记 “U U” 可用放射性

10、同位素标可用放射性同位素标 记记“氨基酸氨基酸” 3.DNA3.DNA、RNARNA、蛋白质的关系、蛋白质的关系: : 特别提醒特别提醒: : 转录时转录时, ,解开解开DNADNA双链的不是解旋酶双链的不是解旋酶, ,而是而是RNARNA聚合酶。聚合酶。 转录的产物不只是转录的产物不只是mRNA,mRNA,还有还有tRNAtRNA和和rRNArRNA。 翻译时翻译时, ,核糖体沿着核糖体沿着mRNAmRNA移动移动, ,而而mRNAmRNA不动。不动。 一个一个mRNAmRNA可以相继结合多个核糖体可以相继结合多个核糖体, ,同时进行多条相同肽链的合成。同时进行多条相同肽链的合成。 【知识拓

11、展知识拓展】 真核生物的前体真核生物的前体mRNAmRNA加工过程加工过程 真核生物真核生物RNARNA前体一般无生物学特性前体一般无生物学特性, ,需要进行加工修饰需要进行加工修饰,RNA,RNA加工修饰主要的加加工修饰主要的加 工方式是切断和碱基修饰工方式是切断和碱基修饰, ,包括下面几步包括下面几步: : 加帽加帽: :发生在细胞核内发生在细胞核内, ,在转录的早期或转录终止前已经形成。在转录的早期或转录终止前已经形成。 加尾加尾: :也是在细胞核内完成。也是在细胞核内完成。 剪接剪接: :一般需一般需snRNA(snRNA(一种小核一种小核RNA)RNA)通过形成套索结构而将内含子切除

12、掉。通过形成套索结构而将内含子切除掉。 内部甲基化内部甲基化: :对某些碱基进行甲基化处理。对某些碱基进行甲基化处理。 【典例示范典例示范】 DNADNA携带的遗传信息通过转录和翻译传递到细胞质中指导蛋白质的合成。下列携带的遗传信息通过转录和翻译传递到细胞质中指导蛋白质的合成。下列 关于关于DNADNA复制、转录、翻译的叙述复制、转录、翻译的叙述, ,正确的是正确的是( () ) A.RNAA.RNA聚合酶与聚合酶与DNADNA分子结合只能使一个基因的双螺旋解开分子结合只能使一个基因的双螺旋解开 B.DNAB.DNA复制时复制时, ,两条脱氧核苷酸链均可作为模板两条脱氧核苷酸链均可作为模板,

13、,转录以一条核糖核苷酸链为模转录以一条核糖核苷酸链为模 板板 C.C.多个核糖体串联在一个多个核糖体串联在一个mRNAmRNA上上, ,共同完成一条多肽链的合成共同完成一条多肽链的合成, ,提高了翻译效率提高了翻译效率 D.D.转录时转录时, ,会形成会形成RNA-DNARNA-DNA杂交区域杂交区域 【解题思维解题思维】解答本题需突破以下两个关键点解答本题需突破以下两个关键点: : 【解析解析】选选D D。RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA分子结合可以使分子结合可以使DNADNA分子上多个基因的双螺旋解分子上多个基因的双螺旋解 开开,A,A错误错误;DNA;DNA复制时复制时, ,两条

14、脱氧核苷酸链均可作为模板两条脱氧核苷酸链均可作为模板, ,转录以一条脱氧核苷酸转录以一条脱氧核苷酸 链为模板链为模板,B,B错误错误; ;同一条同一条mRNAmRNA分子能够同多个核糖体结合分子能够同多个核糖体结合, ,同时合成若干条蛋白同时合成若干条蛋白 质多肽链质多肽链, ,从而提高了翻译效率从而提高了翻译效率,C,C错误错误; ;转录时转录时, ,以一条脱氧核苷酸链为模板以一条脱氧核苷酸链为模板, ,会会 形成形成RNA-DNARNA-DNA杂交区域杂交区域,D,D正确。正确。 【审答误区审答误区】混淆混淆DNADNA复制、转录和翻译的模板复制、转录和翻译的模板 (1)DNA(1)DNA

15、复制复制: :模板为模板为DNADNA的两条链。的两条链。 (2)DNA(2)DNA转录转录: :模板为模板为DNADNA的一条链。的一条链。 (3)(3)翻译翻译: :模板为模板为mRNAmRNA。 【母题追问母题追问】 (1)RNA(1)RNA聚合酶有什么作用聚合酶有什么作用? ? 提示提示: :催化催化DNADNA双链解旋双链解旋, ,同时催化游离的核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。同时催化游离的核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。 (2)(2)人体细胞中的核糖体可以分布在哪些场所人体细胞中的核糖体可以分布在哪些场所? ? 提示提示: :游离在细胞质基质中游离在细胞质基质中; ;附着在内质网上附着

16、在内质网上; ;分布于线粒体中。分布于线粒体中。 【类题精练类题精练】 如图为基因控制蛋白质合成的示意图如图为基因控制蛋白质合成的示意图, ,相关分析正确的是相关分析正确的是( () ) 氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸 苯丙苯丙 氨酸氨酸 赖氨酸赖氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸 密码子密码子 GCAGCAUUUUUUAAAAAAAUGAUG GCGGCGUUCUUCAAGAAG GCCGCC GCUGCU A.A.真核细胞中真核细胞中a a过程只发生在细胞核中过程只发生在细胞核中, ,需要需要RNARNA聚合酶的催化聚合酶的催化 B.B.若中共有若中共有360360个碱基个碱基, ,并考虑结构中终止密码子的情

17、况下并考虑结构中终止密码子的情况下, ,则通过图示过则通过图示过 程合成的肽链最多有程合成的肽链最多有6060个氨基酸个氨基酸 C.C.的形成方式是脱水缩合的形成方式是脱水缩合, ,脱去的水中的氧只来自羧基脱去的水中的氧只来自羧基 D.D.上携带的氨基酸是赖氨酸上携带的氨基酸是赖氨酸 【解析解析】选选C C。a a为转录过程为转录过程, ,在真核细胞中主要发生在细胞核中在真核细胞中主要发生在细胞核中, ,此外在线粒体此外在线粒体 和叶绿体中也能发生和叶绿体中也能发生,A,A错误错误; ;若中共有若中共有360360个碱基个碱基, ,则结构中的碱基个数最则结构中的碱基个数最 多有多有180180

18、个个, ,密码子最多有密码子最多有6060个个, ,若考虑终止密码子若考虑终止密码子, ,则能够编码氨基酸的密码子则能够编码氨基酸的密码子 最多有最多有5959个个, ,因此合成的肽链最多有因此合成的肽链最多有5959个氨基酸个氨基酸,B,B错误错误; ;是多肽链是多肽链, ,由氨基酸由氨基酸 脱水缩合形成脱水缩合形成, ,脱去的水中的氧只来自羧基脱去的水中的氧只来自羧基,C,C正确正确; ;的反密码子是的反密码子是AAG,AAG,其对应其对应 的密码子是的密码子是UUC,UUC,编码苯丙氨酸编码苯丙氨酸, ,因此上携带的氨基酸是苯丙氨酸因此上携带的氨基酸是苯丙氨酸,D,D错误。错误。 【补偿

19、训练补偿训练】 如图表示蓝细菌如图表示蓝细菌DNADNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列 说法中正确的是说法中正确的是( () ) A.A.由图分析可知链应为由图分析可知链应为DNADNA的的链链 B.DNAB.DNA形成的过程发生的场所是细胞核形成的过程发生的场所是细胞核 C.C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUGAUG、CUACUA D.D.图中与配对的过程需要在核糖体上进行图中与配对的过程需要在核糖体上进行 【解析解析】选选D D。据碱基互补配对原则。据碱基互补配对原则, ,可知链是可知链是DNA

20、DNA的的链链,A,A错误错误; ;蓝细菌属于蓝细菌属于 原核生物原核生物, ,没有由核膜包被的细胞核没有由核膜包被的细胞核,B,B错误错误;tRNA;tRNA的一端的三个相邻的碱基是反的一端的三个相邻的碱基是反 密码子密码子, ,密码子在密码子在mRNAmRNA上上,C,C错误错误; ;图中与配对的过程是翻译图中与配对的过程是翻译, ,需要在核糖体需要在核糖体 上进行上进行,D,D正确。正确。 知识点二知识点二 转录、翻译过程中概念比较和碱基计算转录、翻译过程中概念比较和碱基计算 1.1.遗传信息、密码子、反密码子的比较遗传信息、密码子、反密码子的比较: : 项目项目遗传信息遗传信息密码子密

21、码子反密码子反密码子 位置位置主要在主要在DNADNA上上mRNAmRNAtRNAtRNA 作用作用控制生物体的性状控制生物体的性状 直接决定蛋白质中直接决定蛋白质中 的氨基酸序列的氨基酸序列 识别密码子识别密码子 种类种类多样性多样性6464种种6161种种 图解图解 2.2.基因表达过程中的相关计算基因表达过程中的相关计算: : (1)DNA(1)DNA(基因基因) )、mRNAmRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。 图示图示: : 规律规律: :蛋白质中氨基酸数目蛋白质中氨基酸数目=1/3 mRNA=1/3 mRNA中碱基数目中碱基数目=1/6 DN

22、A(=1/6 DNA(或基因或基因) )中碱基数中碱基数 目。目。 计算公式计算公式: :蛋白质中肽链数蛋白质中肽链数+ +肽键数肽键数= =氨基酸数氨基酸数=1/3 mRNA=1/3 mRNA中碱基数中碱基数=1/6=1/6基因中基因中 碱基数。碱基数。 (2)(2)计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析。的分析。 翻译时翻译时,mRNA,mRNA上的终止密码子有的不决定氨基酸上的终止密码子有的不决定氨基酸, ,则则mRNAmRNA上的碱基数目是蛋白上的碱基数目是蛋白 质中氨基酸数目的质中氨基酸数目的3 3倍或多于倍或多于3 3倍。倍。 基因或基因或DNADNA中存在不编码氨基酸的碱

23、基序列中存在不编码氨基酸的碱基序列, ,因此其中的碱基数目比对应的蛋因此其中的碱基数目比对应的蛋 白质中氨基酸数目的白质中氨基酸数目的6 6倍还要多一些。倍还要多一些。 在回答问题时应加上在回答问题时应加上“最多最多”或或“最少最少”等字等字, ,如如mRNAmRNA上有上有n n个碱基个碱基, ,转录产转录产 生它的基因中最少有生它的基因中最少有2 2n n个碱基个碱基, ,该该mRNAmRNA指导合成的蛋白质中最多有指导合成的蛋白质中最多有n n/3/3个氨基酸。个氨基酸。 特别提醒特别提醒: : 由于终止密码子的参与由于终止密码子的参与, ,翻译并不是翻译并不是mRNAmRNA上所有碱基

24、都对应氨基酸。上所有碱基都对应氨基酸。 蛋白质的相对分子质量蛋白质的相对分子质量= =氨基酸的平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数氨基酸数-18-18肽键数。肽键数。 【知识拓展知识拓展】 RNARNA的功能的功能 (1)mRNA(1)mRNA蛋白质合成的直接模板。蛋白质合成的直接模板。 (2)rRNA(2)rRNA核糖体的重要组成成分。核糖体的重要组成成分。 (3)tRNA(3)tRNA氨基酸的转运工具。氨基酸的转运工具。 (4)(4)病毒病毒RNARNARNARNA病毒的遗传物质。病毒的遗传物质。 (5)(5)酶酶少数酶为少数酶为RNA,RNA,可降低化学反应的活化能可降低化学

25、反应的活化能, ,起催化作用。起催化作用。 【典例示范典例示范】 某条多肽的相对分子质量为某条多肽的相对分子质量为3 318,3 318,若氨基酸的平均相对分子质量为若氨基酸的平均相对分子质量为128,128,如考虑如考虑 终止密码子终止密码子, ,则编码该多肽的基因长度至少是则编码该多肽的基因长度至少是( () ) A.75A.75对碱基对碱基B.78B.78对碱基对碱基 C.90C.90对碱基对碱基D.93D.93对碱基对碱基 【解题思维解题思维】解答本题需要突破两个关键点解答本题需要突破两个关键点: : 【解析解析】选选D D。蛋白质相对分子质量。蛋白质相对分子质量= =氨基酸平均相对分

26、子质量氨基酸平均相对分子质量氨基酸个数氨基酸个数- - 水的个数水的个数18=12818=128氨基酸个数氨基酸个数-(-(氨基酸个数氨基酸个数-1)-1)18=3318,18=3318,计算可得氨基酸计算可得氨基酸 数目为数目为3030个。个。DNA(DNA(或基因或基因) )中碱基数中碱基数mRNAmRNA上碱基数上碱基数氨基酸个数氨基酸个数=631,=631,该该 多肽含有多肽含有3030个氨基酸个氨基酸, ,若考虑终止密码子若考虑终止密码子, ,则编码该多肽的基因长度至少是则编码该多肽的基因长度至少是 (30+1)(30+1)6 62=932=93对。对。 【类题精练类题精练】 如图为

27、蛋白质的合成过程示意图如图为蛋白质的合成过程示意图, ,请据图回答有关问题请据图回答有关问题: : (1)(1)图中发生在细胞核中的过程是图中发生在细胞核中的过程是_。 (2)(2)图中基因表达的最后阶段是在图中基因表达的最后阶段是在_上完成的上完成的, ,这一过程中还需要这一过程中还需要 mRNAmRNA、氨基酸、氨基酸、_、_和和_。 (3)(3)图中称为图中称为_,_,在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mRNAmRNA上上 的遗传信息联系起来的物质是的遗传信息联系起来的物质是_。 (4)(4)若中共有碱基若中共有碱基120120个个, ,则其

28、翻译的多肽链最多由则其翻译的多肽链最多由_个氨基酸组成个氨基酸组成( (考考 虑终止密码子虑终止密码子) )。 【解析解析】(1)(1)图示细胞核中图示细胞核中DNADNA分子正在进行转录分子正在进行转录;(2);(2)基因表达的最后阶段为翻基因表达的最后阶段为翻 译译, ,是在核糖体上完成的是在核糖体上完成的, ,翻译需要翻译需要mRNAmRNA、氨基酸、氨基酸、ATPATP、tRNAtRNA和酶和酶;(3);(3)为为 mRNAmRNA上相邻的三个碱基上相邻的三个碱基, ,属于密码子属于密码子, ,由于由于tRNAtRNA一端存在反密码子一端存在反密码子, ,另一端携带另一端携带 相应的氨

29、基酸相应的氨基酸, ,所以所以tRNAtRNA是将多肽链中氨基酸种类与是将多肽链中氨基酸种类与mRNAmRNA上的遗传信息联系起上的遗传信息联系起 来的物质来的物质;(4)mRNA;(4)mRNA中中120120个碱基最多构成个碱基最多构成4040个密码子个密码子, ,其中终止密码子不对应氨其中终止密码子不对应氨 基酸基酸, ,故多肽链中最多有故多肽链中最多有3939个氨基酸。个氨基酸。 答案答案: :(1)(1)转录转录(2)(2)核糖体酶核糖体酶tRNAtRNAATPATP (3)(3)密码子密码子tRNAtRNA(4)39(4)39 1.1.【生活情境生活情境】随着抗生素的广泛使用甚至滥

30、用随着抗生素的广泛使用甚至滥用, ,目前细菌对抗生素的耐药性目前细菌对抗生素的耐药性 问题已十分严重问题已十分严重, ,抗生素耐药性正在对全球健康构成威胁。因此抗生素耐药性正在对全球健康构成威胁。因此, ,发展新型抗生发展新型抗生 素势在必行素势在必行, ,基于不同机制的新型抗生素正处于研发的不同阶段。红霉素、环基于不同机制的新型抗生素正处于研发的不同阶段。红霉素、环 丙沙星、利福平等抗菌药物能抑制细菌的生长丙沙星、利福平等抗菌药物能抑制细菌的生长, ,抗菌机制如下表抗菌机制如下表: : 核心素养核心素养情境探究情境探究 抗菌药物抗菌药物抗菌机制抗菌机制 红霉素红霉素能与核糖体结合能与核糖体结

31、合, ,抑制肽链的延伸抑制肽链的延伸 环丙沙星环丙沙星抑制细菌抑制细菌DNA DNA 的复制的复制 利福平利福平抑制细菌抑制细菌RNARNA聚合酶的活性聚合酶的活性 青霉素青霉素抑制细菌细胞壁的合成抑制细菌细胞壁的合成 探究探究: : (1)(1)结合遗传信息传递途径和上表结合遗传信息传递途径和上表, ,分析这几种药物在遗传信息传递途径中的作分析这几种药物在遗传信息传递途径中的作 用。用。( (生命观念生命观念) ) 提示提示: :红霉素能与核糖体结合红霉素能与核糖体结合, ,抑制肽链的延伸抑制肽链的延伸, ,故抑制细菌的翻译过程。环丙故抑制细菌的翻译过程。环丙 沙星抑制细菌沙星抑制细菌DNA

32、 DNA 的复制。利福平抑制细菌的复制。利福平抑制细菌RNARNA聚合酶的活性聚合酶的活性, ,故抑制细菌的转故抑制细菌的转 录过程。青霉素抑制细菌细胞壁的合成录过程。青霉素抑制细菌细胞壁的合成, ,影响遗传信息的传递和表达。影响遗传信息的传递和表达。 (2)(2)根据生活常识和题干分析根据生活常识和题干分析, ,应如何使用抗生素应如何使用抗生素?(?(社会责任社会责任) ) 提示提示: :轻微感冒不必使用抗生素治疗轻微感冒不必使用抗生素治疗, ,可选用一般感冒药即可可选用一般感冒药即可, ,用抗生素治疗用抗生素治疗, ,不不 仅仅“大材小用大材小用”, ,还会干扰体内正常菌群还会干扰体内正常

33、菌群, ,或造成耐药菌株增多。许多人误认为或造成耐药菌株增多。许多人误认为 最新的药就是最好的药最新的药就是最好的药, ,如果一开始就用最新的抗生素药物如果一开始就用最新的抗生素药物, ,会加快病菌出现对会加快病菌出现对 新药的抗药性新药的抗药性, ,使得病菌在与人类研制新药的斗争中处于领先位置。针对病症使得病菌在与人类研制新药的斗争中处于领先位置。针对病症 选用合理的抗生素。选用合理的抗生素。 2.2.【学习情境学习情境】原核生物基因分为编码区与非编码区。编码区就是能转录为相原核生物基因分为编码区与非编码区。编码区就是能转录为相 应的信使应的信使RNA,RNA,进而指导蛋白质的合成进而指导蛋

34、白质的合成; ;非编码区则相反非编码区则相反, ,但是非编码区对遗传信但是非编码区对遗传信 息的表达是必不可少的息的表达是必不可少的, ,因为在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列因为在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列, , 它位于编码区的上游及下游。它位于编码区的上游及下游。 探究探究: : (1)(1)在调控遗传信息表达的核苷酸序列中最重要的是位于编码区上游的在调控遗传信息表达的核苷酸序列中最重要的是位于编码区上游的RNARNA聚合聚合 酶结合位点。酶结合位点。RNARNA聚合酶结合位点的基本组成单位是什么聚合酶结合位点的基本组成单位是什么?RNA?RNA聚合酶的作用是聚合酶的

35、作用是 什么什么?(?(生命观念生命观念) ) 提示提示: :脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。RNARNA聚合酶的作用是能识别调控序列中的结合位点聚合酶的作用是能识别调控序列中的结合位点, ,催化催化DNADNA 转录为转录为RNARNA。 (2)(2)已知大肠杆菌细胞中核糖体蛋白已知大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)(RP)中有一段氨基酸序列为中有一段氨基酸序列为“- -丝氨酸丝氨酸- -组组 氨酸氨酸- -谷氨酸谷氨酸-”,-”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNAtRNA上的反密码子分别为上的反密码子分别为AGAAGA、 GUGGUG、CUU,CUU,则则RPRP基因中

36、决定该氨基酸序列的模板链碱基序列是怎样的基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列是怎样的?(?(科学思科学思 维维) ) 提示提示: :因为转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的因为转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNAtRNA上的反密码子分别为上的反密码子分别为AGAAGA、GUGGUG、 CUU,CUU,所以可以推测出所以可以推测出RPRP基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为- - AGAGTGCTT-AGAGTGCTT-。 课堂检测课堂检测素养达标素养达标 1.DNA1.DNA分子通过分子通过RNARNA指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成, ,该过程包括转录和

37、翻译。下列说法正确该过程包括转录和翻译。下列说法正确 的是的是_。 一个一个tRNAtRNA分子中只有三个碱基分子中只有三个碱基 一种一种tRNAtRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸 转录和翻译都可在细胞核中发生转录和翻译都可在细胞核中发生 每种氨基酸可由一种或多种密码子编码每种氨基酸可由一种或多种密码子编码 mRNAmRNA、tRNAtRNA以及以及rRNArRNA都参与翻译的过程都参与翻译的过程 转录和翻译过程都存在转录和翻译过程都存在T-AT-A、A-UA-U、G-CG-C的碱基配对方式的碱基配对方式 【解析解析】选。一个选。一个tRNAtRNA分子中含有几十个到上百个碱基分子中

38、含有几十个到上百个碱基, ,错误错误; ;一种一种tRNAtRNA 只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸, ,错误错误; ;翻译发生在核糖体上翻译发生在核糖体上, ,错误错误; ;每种氨基酸可由一每种氨基酸可由一 种或多种密码子编码种或多种密码子编码, ,正确正确;mRNA;mRNA作为翻译的模板作为翻译的模板,tRNA,tRNA作为翻译的搬运工作为翻译的搬运工 具具,rRNA,rRNA是组成核糖体的成分是组成核糖体的成分, ,三种三种RNARNA都参与翻译的过程都参与翻译的过程, ,正确正确; ;翻译过程不翻译过程不 存在存在T-A,T-A,错误。错误。 2.(20192.(2019山东合格

39、考山东合格考) )与与DNADNA相比相比,RNA,RNA特有的化学组成是特有的化学组成是( () ) A.A.核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶 B.B.脱氧核糖和尿嘧啶脱氧核糖和尿嘧啶 C.C.核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶 D.D.脱氧核糖和胸腺嘧啶脱氧核糖和胸腺嘧啶 【解析解析】选选A A。RNARNA的糖是核糖不是脱氧核糖的糖是核糖不是脱氧核糖, ,碱基是尿嘧啶不是胸腺嘧啶。碱基是尿嘧啶不是胸腺嘧啶。 3.(20203.(2020天津等级考天津等级考) )对于基因如何指导蛋白质合成对于基因如何指导蛋白质合成, ,克里克认为要实现碱基克里克认为要实现碱基 序列向氨基酸序列的转换序列向氨基酸序列的转

40、换, ,一定存在一种既能识别碱基序列一定存在一种既能识别碱基序列, ,又能运载特定氨基又能运载特定氨基 酸的分子。该种分子后来被发现是酸的分子。该种分子后来被发现是( () ) A.DNAA.DNAB.mRNAB.mRNAC.tRNAC.tRNAD.rRNAD.rRNA 【解析解析】选选C C。本题考查遗传信息的表达。本题考查遗传信息的表达。DNADNA分子中特定的碱基排列顺序代表分子中特定的碱基排列顺序代表 遗传信息遗传信息, ,可通过转录形成可通过转录形成RNA,RNA,但不能运载特定的氨基酸但不能运载特定的氨基酸,A,A项不符合题意项不符合题意;mRNA;mRNA 中三个相邻的碱基决定一

41、个氨基酸中三个相邻的碱基决定一个氨基酸, ,是翻译的模板是翻译的模板, ,也不能运载特定的氨基酸也不能运载特定的氨基酸,B,B 项不符合题意项不符合题意;tRNA;tRNA中的反密码子可识别中的反密码子可识别mRNAmRNA中的密码子中的密码子, ,一种一种tRNAtRNA可运载特定可运载特定 的氨基酸的氨基酸,C,C项符合题意项符合题意;rRNA;rRNA参与核糖体的合成参与核糖体的合成, ,与碱基序列的识别和氨基酸的与碱基序列的识别和氨基酸的 转运没有直接关系转运没有直接关系,D,D项不符合题意。项不符合题意。 4.mRNA4.mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换上决定氨基酸

42、的某个密码子的一个碱基发生替换, ,则识别该密码子的则识别该密码子的 tRNAtRNA及转运的氨基酸发生的变化是及转运的氨基酸发生的变化是( () ) A.tRNAA.tRNA一定改变一定改变, ,氨基酸一定改变氨基酸一定改变 B.tRNAB.tRNA不一定改变不一定改变, ,氨基酸不一定改变氨基酸不一定改变 C.tRNAC.tRNA一定改变一定改变, ,氨基酸不一定改变氨基酸不一定改变 D.tRNAD.tRNA不一定改变不一定改变, ,氨基酸一定改变氨基酸一定改变 【解析解析】选选C C。tRNAtRNA一端相邻的一端相邻的3 3个碱基构成反密码子个碱基构成反密码子, ,能与密码子互补配对能

43、与密码子互补配对, ,因因 此密码子的一个碱基发生替换此密码子的一个碱基发生替换, ,则识别该密码子的则识别该密码子的tRNAtRNA一定改变一定改变; ;密码子具有简密码子具有简 并性并性, ,其上一个碱基发生替换后其上一个碱基发生替换后, ,它转运的氨基酸不一定会发生改变。它转运的氨基酸不一定会发生改变。 5.5.如图表示某细胞中的转录过程如图表示某细胞中的转录过程, ,相关叙述不正确的是相关叙述不正确的是( () ) A.aA.a表示表示DNADNA B.bB.b表示表示RNARNA C.cC.c表示解旋酶表示解旋酶 D.D.图中有图中有5 5种碱基种碱基 【解析解析】选选C C。本题考

44、查基因表达中的转录过程。由题图可知。本题考查基因表达中的转录过程。由题图可知,a,a表示双链表示双链DNA,ADNA,A 项正确。项正确。b b表示转录形成的单链表示转录形成的单链RNA,BRNA,B项正确。项正确。RNARNA在在c c的作用下合成的作用下合成,c,c表示表示RNARNA 聚合酶聚合酶,C,C项错误。图中项错误。图中DNADNA含有含有A A、T T、C C、G 4G 4种碱基种碱基,RNA,RNA含有含有A A、U U、C C、G 4G 4种种 碱基碱基, ,共共5 5种碱基种碱基,D,D项正确。项正确。 6.6.合成一条含合成一条含1 0001 000个氨基酸的多肽链个氨

45、基酸的多肽链, ,需要转运需要转运RNARNA的个数、信使的个数、信使RNARNA上的碱基上的碱基 个数和双链个数和双链DNADNA上的碱基对数至少依次是上的碱基对数至少依次是( () ) A.1 000A.1 000个个,3 000,3 000个和个和3 0003 000对对 B.1 000B.1 000个个,3 000,3 000个和个和6 0006 000对对 C.3 000C.3 000个个,3 000,3 000个和个和3 0003 000对对 D.1 000D.1 000个个,3 000,3 000个和个和1 0001 000对对 【解析解析】选选A A。根据信使。根据信使RNAR

46、NA上的三个相邻碱基决定一个氨基酸的特点上的三个相邻碱基决定一个氨基酸的特点, ,合成一合成一 条含条含1 0001 000个氨基酸的多肽链个氨基酸的多肽链, ,则其信使则其信使RNARNA上的碱基个数是上的碱基个数是1 0001 0003=3 0003=3 000个个, , 又因为基因片段是双链又因为基因片段是双链, ,所以双链所以双链DNADNA上的碱基对数至少是上的碱基对数至少是3 0003 000对对, ,由于一个转由于一个转 运运RNARNA只能转运一个氨基酸只能转运一个氨基酸, ,所以所以1 0001 000个氨基酸需要转运个氨基酸需要转运RNARNA的个数是的个数是1 0001

47、000个。个。 7.7.如图表示某如图表示某DNADNA片段遗传信息的传递过程片段遗传信息的传递过程, , 表示物质或结构表示物质或结构,a,a、b b、c c表表 示生理过程。据图回答示生理过程。据图回答( (已知已知:AAG-:AAG-赖氨酸、赖氨酸、UUC-UUC-苯丙氨酸苯丙氨酸):): (1)(1)物质为物质为_,b_,b过程为过程为_,c_,c过程为过程为_。 (2)(2)图中为图中为_;_;携带的氨基酸为携带的氨基酸为_。 (3)(3)该该DNADNA片段中碱基数目为片段中碱基数目为_个个, ,该该DNADNA复制一次要消耗复制一次要消耗_个鸟嘌个鸟嘌 呤脱氧核苷酸。呤脱氧核苷酸

48、。 (4)(4)以下生物能独立完成以下生物能独立完成a a、b b、c c三个过程的是三个过程的是( () ) A.A.肌肉细胞肌肉细胞 B.B.烟草花叶病毒烟草花叶病毒 C.C.洋葱根尖分生区细胞洋葱根尖分生区细胞 D.T2D.T2噬菌体噬菌体 【解析解析】(1)(1)由题意可知由题意可知, ,是是mRNA,bmRNA,b表示转录过程表示转录过程,c,c表示翻译过程。表示翻译过程。(2)(2)为为 核糖体核糖体, ,是是tRNA,tRNA,其反密码子为其反密码子为AAG,AAG,密码子为密码子为UUC,UUC,决定的氨基酸为苯丙氨酸。决定的氨基酸为苯丙氨酸。 (3)mRNA(3)mRNA碱基

49、序列为碱基序列为AUGGCUUCUUUC,AUGGCUUCUUUC,共含有共含有1212个碱基个碱基, ,因此双链因此双链DNADNA中碱基数目为中碱基数目为 2424个个, ,根据根据mRNAmRNA中的中的C C和和G G的数目可知该的数目可知该DNADNA片段中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸片段中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸5 5个个, ,因因 此此DNADNA复制一次要消耗复制一次要消耗5 5个鸟嘌呤脱氧核苷酸。个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(4)a(4)a、b b、c c表示的过程只有由细表示的过程只有由细 胞构成的生物才能独立完成胞构成的生物才能独立完成, ,病毒不能独立完成病毒不能独立完成, ,肌肉细胞高度

50、分化肌肉细胞高度分化, ,不分裂不分裂, ,不不 能完成能完成a a。 答案答案: :(1)mRNA(1)mRNA转录翻译转录翻译 (2)(2)核糖体苯丙氨酸核糖体苯丙氨酸 (3)24(3)245 5(4)C(4)C 【补偿训练补偿训练】 如图为如图为DNADNA控制蛋白质的合成过程示意图控制蛋白质的合成过程示意图, ,下面的说法正确的是下面的说法正确的是( () ) DNADNA片段片段 -T-A-G-T-A-G -A-T-C-A-T-C 信使信使RNA RNA -U-A-G-U-A-G 转运转运RNA RNA -A-U-C-A-U-C 氨基酸氨基酸 A.A.图中标出的碱基符号图中标出的碱基

51、符号, ,包括了包括了8 8种核苷酸种核苷酸 B.DNAB.DNA双链中、均为模板链双链中、均为模板链 C.C.密码子位于和链上密码子位于和链上 D.D.的转录过程只能发生在细胞核中的转录过程只能发生在细胞核中 【解析解析】选选A A。根据题干信息分析。根据题干信息分析, ,图中有图中有DNADNA和和RNA,RNA,构成构成DNADNA的碱基有的碱基有A A、T T、C C、 G 4G 4种种, ,构成构成RNARNA的碱基有的碱基有A A、U U、C C、G 4G 4种种, ,由于由于RNARNA和和DNADNA中所含有的五碳糖不同中所含有的五碳糖不同, , 所以图中标出的碱基符号所以图中

52、标出的碱基符号, ,包括了包括了8 8种核苷酸种核苷酸,A,A正确正确; ;根据根据mRNAmRNA上碱基序列上碱基序列, ,可判可判 断为转录的模板断为转录的模板,B,B错误错误; ;密码子只位于上密码子只位于上,C,C错误错误; ;的转录过程除发生的转录过程除发生 在细胞核中外在细胞核中外, ,还可以发生在线粒体、叶绿体中还可以发生在线粒体、叶绿体中,D,D错误。错误。 课时素养评价课时素养评价 八八DNADNA分子通过分子通过RNARNA指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成 【合格性考试合格性考试】(20(20分钟分钟7070分分) ) 一、选择题一、选择题( (共共8 8小题小题, ,每小

53、题每小题5 5分分, ,共共4040分分) ) 1.1.下列有关细胞中三种下列有关细胞中三种RNARNA的叙述的叙述, ,正确的是正确的是( () ) A.A.组成三种组成三种RNARNA的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶 B.B.原核细胞的原核细胞的rRNArRNA的合成需要核仁的参与的合成需要核仁的参与 C.C.三种三种RNARNA中只有中只有mRNAmRNA是以是以DNADNA的一条链为模板合成的的一条链为模板合成的 D.D.翻译过程中需要三种翻译过程中需要三种RNARNA同时参与同时参与 【解析】【解析】选选D D。组成三种。组成三种RNA

54、RNA的碱基有腺嘌呤的碱基有腺嘌呤(A)(A)、鸟嘌呤、鸟嘌呤(G)(G)、尿嘧啶、尿嘧啶(U)(U)和胞和胞 嘧啶嘧啶(C),A(C),A错误错误; ;原核细胞内没有细胞核原核细胞内没有细胞核, ,也就没有核仁这一结构也就没有核仁这一结构,B,B错误错误; ;三种三种 RNARNA都是以都是以DNADNA的一条链为模板合成的的一条链为模板合成的,C,C错误错误; ;翻译时的模板是翻译时的模板是mRNA,mRNA,氨基酸的氨基酸的 运载工具是运载工具是tRNA,tRNA,场所是核糖体场所是核糖体, ,组成核糖体的是组成核糖体的是rRNArRNA和蛋白质和蛋白质, ,因此翻译过程因此翻译过程 中

55、需要三种中需要三种RNARNA同时参与同时参与,D,D正确。正确。 【方法规律方法规律】RNARNA功能总结功能总结 2.2.如图为如图为tRNAtRNA的结构示意图。相关叙述正确的是的结构示意图。相关叙述正确的是( () ) A.A.碱基碱基T T合成合成RNARNA的结构是核糖体的结构是核糖体 B.B.每种每种tRNAtRNA在在a a处都可以携带多种氨基酸处都可以携带多种氨基酸 C.tRNAC.tRNA主要在细胞质中发挥作用主要在细胞质中发挥作用 D.cD.c处表示密码子处表示密码子, ,可以与可以与mRNAmRNA碱基互补配对碱基互补配对 【解析解析】选选C C。碱基。碱基T T是构成

56、是构成DNADNA的组分的组分, ,不是构成不是构成RNARNA的组分的组分,A,A错误错误; ;每种每种tRNAtRNA 只能转运一种氨基酸只能转运一种氨基酸, ,故每种故每种tRNAtRNA在在a a处只可以携带一种氨基酸处只可以携带一种氨基酸,B,B错误错误;tRNA;tRNA参参 与翻译过程与翻译过程, ,翻译主要在细胞质中的核糖体上进行翻译主要在细胞质中的核糖体上进行,tRNA,tRNA主要在细胞质中发挥主要在细胞质中发挥 作用作用, ,少量少量tRNAtRNA在线粒体和叶绿体中发挥作用在线粒体和叶绿体中发挥作用,C,C正确正确;c;c处表示反密码子处表示反密码子, ,可以可以 与与

57、mRNAmRNA碱基互补配对碱基互补配对,D,D错误。错误。 3.3.如图表示基因的表达过程的部分示意图如图表示基因的表达过程的部分示意图, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () ) A.A.该图一般发生在真核生物细胞中该图一般发生在真核生物细胞中 B.B.该步骤发生的场所是细胞核该步骤发生的场所是细胞核 C.C.人体脂肪细胞中不可能发生该过程人体脂肪细胞中不可能发生该过程 D.D.为为tRNA,tRNA,一种一种tRNAtRNA可转运一种或一类氨基酸可转运一种或一类氨基酸 【解析解析】选选A A。该图表示翻译过程。该图表示翻译过程, ,因为翻译并没有与转录同时进行因为翻译并没有与转录同

58、时进行, ,说明该图说明该图 一般发生在真核生物细胞中一般发生在真核生物细胞中,A,A正确正确; ;真核细胞中翻译发生的场所是细胞质真核细胞中翻译发生的场所是细胞质,B,B错错 误误; ;人体脂肪细胞也需要合成蛋白质人体脂肪细胞也需要合成蛋白质, ,比如酶比如酶, ,因此也会发生翻译因此也会发生翻译,C,C错误错误; ;一种一种 tRNAtRNA只能转运一种氨基酸只能转运一种氨基酸,D,D错误。错误。 4.4.某段某段DNADNA片断转录形成的片断转录形成的mRNAmRNA分子中腺嘌呤分子中腺嘌呤(A)(A)占碱基总数的占碱基总数的10%,10%,尿嘧啶尿嘧啶(U)(U) 占碱基总数的占碱基总

59、数的30%,30%,则转录出该则转录出该mRNAmRNA的的DNADNA片断中片断中, ,腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)所占的比例为所占的比例为( ( ) ) A.10%A.10%B.20%B.20%C.30%C.30%D.40%D.40% 【解析解析】选选B B。mRNAmRNA是以是以DNADNA的一条链为模板转录而来的的一条链为模板转录而来的, ,已知某已知某mRNAmRNA中中,A,A占占 10%,U10%,U占占30%,30%,即即A+UA+U占占40%,40%,则转录该则转录该mRNAmRNA的模板链中的模板链中T+AT+A占占40%40%。根据碱基互补。根据碱基互补 配对原则配对原则,

60、 ,整个整个DNADNA分子中分子中A+TA+T占双链碱基总数的比例等于每条单链中占双链碱基总数的比例等于每条单链中A+TA+T占该占该 链碱基总数的比例链碱基总数的比例, ,所以该所以该DNADNA分子分子A+TA+T也占也占40%,40%,且且A=T,A=T,则指导合成该则指导合成该mRNAmRNA的基的基 因中因中,A,A占占40%40%2=20%2=20%。 5.5.下列关于如图所示生理过程的描述中下列关于如图所示生理过程的描述中, ,最合理的是最合理的是( () ) A.A.该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内 B.B.可表示噬菌体内的转录和翻译过程可