基因指导蛋白质的合成教学案

1、4.1基因指导蛋白质的合成教学案人教版必修二生物一、RNA.基本单位的组成.结构：般是单链，长度比DNA短。.分类：分为信使 RNA转运RNA核糖体 RNA注意RNA是 RNA病毒的遗传物质；部分酶的化学本质是RNA二、遗传信息的转录注意转录和复制都遵循碱基互补配对原则，复制时A- T配对，转录时A- U配对。判断某核酸片段是 DNA还是RNA采用以下方法 根据五碳糖不同。 根据含氮碱基不同。 利用甲基绿一吡罗红染液进行染色。三、遗传信息的翻译注意一个RNA翻译出的多肽链不一定是一条，可以同时附着 多个核糖体，翻译出多条多肽链。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码 一种氨基酸可以保

2、证翻译的速率。重点聚焦.哪些细胞组分参与了蛋白质的合成？.什么是遗传密码？.基因如何指导蛋白质的合成？共研探究.根据教材 P6263图4- 1、4 -2和DNA分子的结构， 填写下表：DNARNA分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中化学组成基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤嘧啶胞嘧啶、胸腺嘧啶胞嘧啶、尿嘧啶五碳糖脱氧核糖核糖结构规则的双螺旋结构通常为单链结构如图为一段DNA分子，如果以B链为模板进行转录，试 回答下列问题：写出对应的RNA的碱基序列。提示：AUGAUAGGGAAAc。RNA与B链的碱基序列互补配对。RNA与a链碱基序列的差异。 相同点：

3、a.碱基数目相等；b.都含A、G c3种碱基。 不同点：RNA中含有碱基U, a链中含有碱基 ToRNA为什么能作为DNA的信使？提示：RNA的基本组成单位是核苷酸， 含有4种碱基, 可以储存遗传信息； RNA一般是单链，比 DNA短，能通过 核孔，从细胞核进入细胞质；组成 RNA的碱基也严格遵循 碱基互补配对原则。总结升华.三种RNA的比较RNAtRNArRNA分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体结构续表RNAtRNArRNA功能翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸的工具参与核糖体的组成联系组成相同：4种核糖核苷酸； 相同：都由转录产生； 功能协同：都与翻译有关转录有关问题分析碱基

4、互补配对关系： G c、cG TA、A U。RNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基 本相同，只是用U代替To【易错易混】转录的基本单位是基因，而不是整个DNA在真核细胞内，转录出来的 RNA需经过加工才具有生物 活性。对点演练.从单尾金鱼卵细胞中提取 RNA注入金鱼受精卵中，发 育成的金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA最可能是A. 遗传物质B. tRNAc. RNAD rRNA解析：选c 金鱼的遗传物质是 DNA A错误；tRNA和 rRNA不参与性状的控制，B、D错误；RNA携带着遗传信息， 可以直接控制生物性状，c正确。共研探究.根据图甲回答下列问题：图甲表示翻译过程，发

5、生场所为细胞质。翻译过程:原料：游离在细胞质中的各种氨基酸。模板:RNA结果：合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。.由图乙可知：一条 RNA可同时附着多个核糖体，产生多条多肽链。.碱基与氨基酸之间的对应关系：组成生物体的氨基酸有20种，RNA上的碱基有4种个碱基决定1个氨基酸时，可以编码41 = 4种氨基酸。个碱基决定1个氨基酸时，可以编码42 = 16种氨基酸。个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43 = 64种氨基酸。所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。.结合教材P65表4- 1,回答下列问题：密码子有64种，终止密码子有 3种，决定氨基酸的密 码子有61种。判

6、断正误 一种氨基酸对应一种密码子。 密码子的简并性对遗传的稳定性和提高翻译速率有一定的意义。 密码子中一个碱基发生改变，对应的氨基酸一定改 解析：一种氨基酸可以有多个密码子，如缬氨酸有GUU GUA GUc等密码子。AcU变为Acc,对应的氨基酸仍 为苏氨酸。答案：X"X.结合图解，回答下列问题：基因中的碱基数：RNA分子中的碱基数：蛋白质分子中的氨基酸数等于6 : 3 ： 1。在蛋白质合成过程中，基因中碱基数、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比不一定遵循以上数量关 系，因为在一段多肽链对应的 RNA中含有不编码氨基酸的终 止密码子，在其对应的 DNA中，还含有一些不能

7、转录为RNA的DNA片段。总结升华.DNA复制、转录与翻译的比较项目DNA复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞质中的核糖体模板DNA的两条链DNA的一条链RNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸时间细胞分裂间期生物生长发育的过程中产物2个相同的DNARNAf 一定氨基酸排列顺序的蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录 1个RNA分子可结合多个核糖 体，提高蛋白质的合成速率研究方法可用放射性同位素标记“ T”可用放射性同位素标记“ U”可用放射 性同位素标记“氨基酸”联系.遗传信息、密码子和反密码子的关系项目遗传信息密码子反密码子作用控制生物的性状直接决定蛋白质中

8、的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类多样性64种61种图解密码子、反密码子及氨基酸数量的对应关系由图可得出如下结论：由可知：除终止密码子外，一种密码子对应一种反 密码子。由可知：一种氨基酸对应一种或多种密码子。由可知：一种密码子只对应一种氨基酸。.转录、翻译中的有关计算基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系 转录时只以DNA勺一条链为模板，因此转录形成的RNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。 翻译过程中，RNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所 以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是 RNA中碱基数目 的 1/3。基因控制蛋白质合成过程中的相关数量关系基因中碱基数：RNA中碱基数：

9、蛋白质中氨基酸数=6 : 3 ： 1。【易错易混】从核糖体上脱离下来的肽链还要进一步加工，才能成为 具有生物活性的蛋白质。由于终止密码子的存在，RNA中碱基数比氨基酸数的 3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。对点演练.下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是A. DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B. 核基因转录形成的 RNA穿过核孔进入细胞质中参与 翻译过程c. DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核 糖核苷酸和氨基酸D. DNA复制和转录都是以 DNA的一条链为模板，翻译则以RNA为模板 解析：选D DNA复制以DNA的两条链为模板，而转录以DNA

10、的一条链为模板，翻译则以 RNA为模板。1.下列哪 项是DNA和RNA共同具有的A. 双螺旋结构B. 脱氧核糖c .尿嘧啶D.腺嘌呤解析：选D具有双螺旋结构的是 DNA脱氧核糖是DNA 中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA 和RNA共同具有的碱基。.如图是DNA转录过程中的一个片段，其核苷酸的种类有A. 4种B. 5种c. 6种D. 8种解析：选c 作为模板的DNA中的A和转录而成的 RNA 中的A表示不同的核苷酸，分别为腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌 呤核糖核苷酸，以此类推，可知模板中的核苷酸一共有 3种， 而RNA中的核苷酸一共也有 3种，故共有6种核苷酸。.tRNA与RNA

11、碱基互补配对现象可出现在真核细胞的A.细胞核中B.核糖体上c .核膜上D.核孔处解析：选B tRNA与RNA的碱基互补配对现象发生在翻译过程中，而翻译的场所是核糖体。.根据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格中的空白处填入相应的字母并回答问题。丙氨酸的密码子是，决定编码该氨基酸的密码子的碱基是。第二个氨基酸应是 O 半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸链为转录的模板链，是储存遗传信息的链，密码子位于链上。在控制合成胰岛素的基因中，至少含有 个脱氧核苷酸。解析：首先根据 RNA上的密码子和tRNA上的反密码子碱基互补配对，即 c链和d链碱基互补配对，可以得出c链上第四个碱基是 U,恰好与a链相应位

12、置上的 A互补，由此 得出c链是以a链为模板转录而来的。理清上述关系，就可 以将题中表格填写完整，具体如下：DNA双链 cGTAcGs链GcATGcb链RNAGcAUGc链tRNAcGUAcG链氨基酸丙氨酸半胱氨酸/根据表格可以看出丙氨酸的密码子是GcA决定编码该氨基酸的密码子的碱基是a链上的cGT。第二个密码子是UGc所以第二个氨基酸应是半胱氨酸。根据表格可以看出 a链为转录的模板链，是储存遗传信息的链，密码子位于c链上。基因中碱基数：RNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数=6 :3 : 1。故控制合成胰岛素的基因中至少含有的脱氧核苷酸数 为 51 X 6 = 306。答案：GcA cGT半胱氨酸

13、 a c 306【基础题组】.下列关于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RNA和tRNA都是在细胞质中合成的c. RNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA, 一种tRNA只能转运一种氨基酸 解析：选B少数RNA是酶，具有催化作用；真核细胞 内的RNA和tRNA主要是在细胞核中合成的； RNA上决定1个 氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子；tRNA具有特异性， 一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。.下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和它们 的碱基构成的叙述，正确的是A. 遗传信息位于 RNA上,遗传密码位于 DNA上,碱基

14、 构成相同B. 遗传信息位于 DNA上，遗传密码位于 RNA tRNA或 rRNA上，碱基构成相同c .遗传信息和遗传密码都位于 DNA上,碱基构成相同D.遗传信息位于 DNA上，遗传密码位于 RNA上，碱基 构成不同解析：选D遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列 顺序。RNA分为RNA tRNA和rRNA, RNA上具有密码子，tRNA 具有运载氨基酸的作用，故 A、B、c错误。构成DNA的碱基 是A、T、G c，构成RNA的碱基是A、U、G c，故它们的 碱基构成不同。.如图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个 阶段的示意图，丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分 析合理的是A.

15、甲、乙两过程均主要发生在细胞核内B. 甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内c.催化甲、乙两过程的酶 1、酶2、酶3是相同的D.图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸解析：选A图甲为DNA的复制过程，图乙为转录过程， 两过程均主要发生在细胞核内，故 A正确，B错误。由于酶 具有专一性，所以酶 3与酶1、酶2不同，c错误。图丙中 既含有脱氧核苷酸又含有核糖核苷酸， 因此含有8种核苷酸， D错误。.下列关于复制、转录和翻译的叙述，正确的是A.转录时以脱氧核糖核苷酸为原料B.真核细胞染色体 DNA的复制发生在有丝分裂前期c .转录时RNA聚合酶能识别 DNA中特定碱基序列D.细胞中有多种tRN

16、A，一种tRNA能转运多种氨基酸 解析：选c转录时以核糖核苷酸为原料合成RNA A错误；真核细胞染色体 DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数 次分裂前的间期，B错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸， D错误。.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链 DNA上的碱基对数至 少依次是A. 1000 个，3000 个和 3000 对B. 1000 个，3000 个和 6000 对c. 300 个，300 个和 3000 对D. 1000 个，3000 个和 1000 对解析：选A DNA分子控制蛋白质合成时， 氨基酸数目： tRNA的个数：信使 RNA

17、上的碱基个数：双链 DNA上的碱基对 数=1 : 1 : 3 : 3，本题中即为 1000 : 1000 : 3000 : 3000。.据图分析，下列有关叙述不正确的是A. 若甲是DNA乙为RNA则此过程要以甲为模板，酶 为RNA聚合酶等B. 若甲是DNA乙为DNA则此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶等c .若甲是RNA乙为DNA则此过程为转录，原料为脱 氧核苷酸D.若甲是RNA乙为蛋白质，则此过程为翻译，原料为 氨基酸解析：选c转录时以DNA的一条链为模板，原料是核 糖核苷酸，产物是RNA.下列关于细胞中基因复制与表达的叙述，正确的是A. 种密码子可以编码多种氨基酸B. 种氨基酸可能由一种

18、或多种tRNA转运c.基因上增加一个碱基对，只会改变肽链上的一个氨 基酸D.基因经过复制传递给子代细胞中的遗传信息都会表达解析：选B 一种密码子只能编码一种氨基酸，A错误;基因上增加一个碱基对，一般会改变肽链上的多个氨基酸， B错误；基因经过复制传递给子代细胞后，会在不同的子代 细胞中进行选择性表达， D错误。.如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程，下列叙述正确的是A. 能为该过程提供遗传信息的只能是DNAB. 该过程合成的产物一定是酶或激素c .有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应D.该过程中有水产生解析：选D图示为翻译过程，为该过程提供遗传信息 的是RNA A错误；该过程合成的产物是蛋

19、白质，但不一定 是酶或激素，B错误；在64种密码子中有3种终止密码子， 它们不编码任何的氨基酸，没有反密码子与之对应，c错误；翻译过程的实质是氨基酸在核糖体上发生脱水缩合反应。【能力题组】.在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱 基数目的54%其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链 碱基总数的22°% 28%则由该链转录的信使 RNA中鸟嘌呤 与胞嘧啶分别占碱基总数的A. 24% 22%B 22% 28%c. 26% 24%D 23% 27%解析：选 A由碱基互补配对原则及题干分析可知，在 DNA分子中，一条链上的鸟嘌呤 G和胸腺嘧啶T分别占该核 苷酸链碱基的22%和28%

20、那么，由该链转录出来的信使 RNA 中的鸟嘌呤G等于该链中的胞嘧啶，即一 22%= 24%胞嘧啶 等于该链的鸟嘌呤，即 22%0 .如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列 说法正确的是A. 链的碱基 A与链的碱基T互补配对B. 是以4种核糖核苷酸为原料合成的c .如果表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D.转录完成后，需通过两层生物膜才能与核糖体结 合解析：选B图中链为模板链，链为 RNA合成RNA 的原料是4种核糖核苷酸；链中的碱基 A与链中的碱基 U互补配对；表示 RNA聚合酶；转录完成后，通过核孔 进入细胞质，穿过0层生物膜。1.对于下列图解，说法不正确的是DNA A T G c

21、c c RNAU A c J J J A. 在DNA分子的一条单链中相邻的碱基 A与T的连接 需通过“一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一”B. 该过程可表示一个 DNA分子转录成 RNAc .该图中的产物穿过 0层生物膜与细胞质中的核糖体 结合，进行遗传信息的翻译D.该图中共有7种核苷酸解析：选 D DNA单链中相邻的碱基是通过“一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一”连接的，A正确；该图可表示 DNA转录形成RNA的过程，B正确；转录得到的产物 RNA通过核 孔进入细胞质中参与翻译，没有穿过生物膜结构，c正确；该图中共有8种核苷酸，D错误。.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，据图判断，下列叙述不

22、正确的是A. 主要在细胞核内合成，通过核孔进入细胞质B. 彻底水解产物的种类比彻底水解产物的种类多c .此过程还需要 RNA聚合酶参与D.图示过程可提高蛋白质合成速率解析：选c此过程为翻译过程，不需要RNA聚合酶的参与。是 RNA在细胞核中合成，通过核孔进入细胞质。 是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，彻底水解产物包括20多种氨基酸和4种核糖核苷酸；是多肽链，彻底水解产物 包括20多种氨基酸。一条 RNA链可同时附着多个核糖体， 翻译出多条多肽链，从而提高蛋白质合成速率。3.如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。请据图 回答下列问题：过程的产物是D

23、NA,则过程发生在 期，催化过程的酶是已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG UAc,某tRNA 一端的三个碱基是 UAc,该tRNA所携带的氨基酸是a、b为RNA的两端，核糖体在 RNA上的移动方向是。过程进行的场所有 。一个RNA上连接多个核糖体叫多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA吉合在一起，这说明解析：据图分析可知：过程指DNA的复制，在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数次分裂前的间期。过程 指转录，催化 DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。决定氨基 酸的密码子在 RNA上,根据tRNA上的反密码子是 UAc可推 知密码子为AUG AUG决定的

24、氨基酸是甲硫氨酸。据图可知： 越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长，说明越接近b端的核糖体在RNA上移动的距离越长，由此推出核糖体在RNA上的移动方向为a bo过程是对蛋白质进行加工和运输的 过程，相应的场所有内质网和高尔基体。当一个RNA上连接多个核糖体以后，可以同时合成多条相同的肽链，提高蛋白 质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA吉合在一起，说明在原核细胞中，转录和翻译同时同地点进行答案：有丝分裂的间期和减数次分裂前的间RNA聚合酶甲硫氨酸 由a b内质网和高尔基体短时间内能合成较多的蛋白质原核细胞中的转录和翻译同时同地点进行的.如图所示，图1为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合 成示意图，图2为其中一个生理过程的模式图。请回答下列 问题：结构I、H代表的结构或物质分别为：、完成过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们据图分析，基因表达过程中转录的发生