生物人教版必修2导学案第4章第1节基因指导蛋白质的合成

第1节基因指导蛋白质的合成问题导学一、遗传信息的转录活动与探究1．填表比较DNA与RNA核酸DNARNA分布主要存在于________中主要存在于________中基本组成单位________________________化学成分碱基________________________________五碳糖________________磷酸______空间结构__________________________________分类通常只有____类________________________功能控制________、______和____________mRNA：______________tRNA：____________rRNA：____________2．填图理解转录的过程3．三种RNA都能携带遗传信息吗？RNA还有什么功能？4．DNA的转录和复制的主要区别有哪些？迁移与应用DNA的两条链均为模板的过程是（）。A．合成DNAB．合成mRNAC．合成tRNAD．合成rRNA1．DNA转录的场所主要在细胞核，叶绿体、线粒体中也有DNA，也可以发生转录过程。2．DNA的功能是储存、传递和表达遗传信息，其碱基排列顺序代表遗传信息；DNA可以复制得到两份完全相同的DNA，进而通过细胞分裂均分到子代，实现遗传信息的传递；DNA可以在细胞内通过转录与翻译控制蛋白质的合成，从而表达遗传信息。3．RNA除了能传递遗传信息、运输氨基酸、构成核糖体之外，还可以作为RNA病毒的遗传物质，有些RNA还具有催化功能。4．转录的产物不仅有mRNA，还有tRNA和rRNA。二、遗传信息的翻译活动与探究1．密码子与反密码子（1）所有密码子在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？起始密码子有哪些？终止密码子有哪些？（2）在人体中，氨基酸、tRNA和密码子是一一对应的关系吗？（3）密码子的简并对于生物体的生存发展有什么意义？2．翻译过程（1）填空：mRNA进入细胞质与________结合→tRNA与mRNA______________，将氨基酸运到特定位置→氨基酸之间发生__________形成肽链→肽链从核糖体上脱离，经盘曲折叠形成成熟的________。（2）翻译时是核糖体沿着mRNA移动，还是mRNA沿着核糖体移动？迁移与应用一个转运RNA的一端碱基为GUA，此转运RNA所运载的氨基酸是（）。A．GUA（缬氨酸）B．CAU（组氨酸）C．UAC（酪氨酸）D．AUG（甲硫氨酸）1．密码子是mRNA上相邻的3个碱基。2．mRNA上的碱基和DNA模板链上的碱基互补配对。3．mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子互补配对。三、DNA复制、转录和翻译的比较活动与探究填表比较DNA的复制、转录和翻译DNA功能传递遗传信息（复制）表达遗传信息转录翻译时间____________________________生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在________，原核细胞在______真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞在拟核________原料4种脱氧核苷酸____________________模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP过程DNA边解旋边以______为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化DNA解旋，以______为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA（单链），mRNA进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，在核糖体合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点__________________________，DNA双链全保留个mRNA上可连续结合__________，依次合成多肽链产物两个双链DNA分子mRNA等蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状迁移与应用关于下图所示生理过程的描述中，最合理的是（）。A．可能发生于硝化细菌细胞内B．表示酵母菌的转录和翻译过程C．人体细胞都可以发生图中现象D．图中两核糖体合成的蛋白质不同遗传信息、密码子和反密码子的比较（1）遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。（2）mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。四、基因的表达中的相关计算活动与探究1．填空：DNA与mRNA中的碱基、蛋白质中的氨基酸的数量关系（不考虑内含子、终止密码子等）：2．如果DNA分子有2N个碱基，那么在形成只有一条肽链（非环状）的蛋白质时最多形成多少个肽键？最多失去多少分子的水？迁移与应用由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为（）。A．na/6B．na/3－18（n/3－1）C．na－18（n－1）D．na/6－18（n/6－1）计算中“最多”和“最少”的分析（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。（3）在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有个氨基酸。答案：课前·预习导学一、1．核糖核苷酸2．核糖腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）3．单链短核孔4．mRNAtRNArRNA二、1．细胞核DNARNA2．细胞核DNA的一条链四种游离的核糖核苷酸RNAA—UT—A三、1．氨基酸mRNA一定氨基酸顺序的蛋白质2．核糖体mRNA20种游离的氨基酸蛋白质tRNAA—UU—A3．64613个相邻的碱基预习交流：答案：基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状。不同的生物的基因通过转录、翻译控制合成的蛋白质不同，从而表现不同的性状。课堂·合作探究【问题导学】一、活动与探究：1．答案：细胞核细胞质脱氧核苷酸核糖核苷酸A、G、C、TA、G、C、U脱氧核糖核糖磷酸一般为双螺旋结构一般为单链结构一mRNA、tRNA、rRNA遗传变异蛋白质合成蛋白质合成的模板运输氨基酸构成核糖体2．答案：DNARNA聚合酶解旋酶DNA双链的碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNADNA链双螺旋3．答案：只有mRNA可以携带遗传信息；RNA除去前述功能还具有催化和作为某些生物遗传物质的功能。4．答案：DNA复制以两条链为模板，转录仅以一条链为模板；复制的原料是脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸；复制的产物是DNA，转录的产物是RNA等。迁移与应用：A解析：DNA的两条链均为模板的过程是DNA复制即合成DNA，合成RNA（包括mRNA、tRNA和rRNA）的过程叫转录，以DNA的一条链为模板。二、活动与探究：1．（1）答案：不是，只有61种密码子对应氨基酸。起始密码子有AUG、GUG，终止密码子有UAA、UAG、UGA，终止密码子不决定氨基酸。（2）答案：密码子有64种，tRNA有61种，氨基酸有20种，说明部分氨基酸可能对应多种tRNA，但每种tRNA都对应特定的密码子，只有3种终止密码子不对应tRNA。（3）答案：此题具有一定的开放性，可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，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证翻译的速度。2．（1）答案：核糖体碱基互补配对脱水缩合蛋白质（2）答案：翻译时是核糖体沿着mRNA移动。迁移与应用：B解析：转运RNA中的反密码子为GUA，根据碱基互补配对原则，推知位于mRNA上的密码子为CAU，决定的氨基酸为组氨酸。三、活动与探究：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期细胞核拟核核糖体4种核糖核苷酸20种氨基酸两条链一条链边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录多个核糖体迁移与应用：A解析：由图可以看出，转录和翻译是同时进行的，表示的是原核细胞的蛋白质合成过程。四、活动与探究：1．答案：NN/36312．答案：N/3－1，N/3－1。迁移与应用：D解析：基因上的碱基数与其控制的蛋白质上的氨基酸数的比值为6∶1，所以氨基酸数为n/6，这些氨基酸形成多肽时脱去（n/6－1）个水。解题时，应看清是DNA或基因上的碱基对数还是碱基个数，是mRNA上的密码子个数还是碱基个数。当堂检测1．下列关于RNA的叙述不正确的是（）。A．RNA可以催化细胞内的某些代谢反应B．RNA的化学组成、结构与DNA不同，但链长与DNA分子相差不大C．一条mRNA上可结合多个核糖体，每个核糖体都可合成一条完整的肽链D．RNA也可作为遗传物质答案：B解析：RNA由DNA分子上的基因转录而来，其长度比转录它的基因还要短（内含子部分已被剪切），比整个DNA分子的长度更短。2．下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是（）。A．一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运B．该过程需要有三个高能磷酸键的ATP提供能量C．该过程一定遵循碱基互补配对原则，即A一定与T配对，G一定与C配对D．DNA转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸答案：D解析：一种氨基酸可能对应两种、三种或四种密码子。ATP含有两个高能磷酸键。翻译过程中A与U配对。合成mRNA的原料是4种核糖核苷酸，合成蛋白质的原料是20种氨基酸。3．DNA分子的解旋（）。A．只发生在转录过程中B．只发生在翻译过程中C．发生在复制和翻译过程中D．发生在复制和转录过程中答案：D4．下图是真核生物信使RNA的合成过程图，请据图判断下列说法正确的是（）。A．染色质高度螺旋化时不能发生此过程B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的C．RNA聚合酶遇到起始密码子才能开始转录D．图中②合成后，通过胞吐进入细胞质中，在核糖体上合成蛋白质答案：A解析：本题考查遗传信息的转录过程。A项，染色质高度螺旋化时，以染色体形式存在，此时DNA不能解旋，也就不能转录；B项，②是以四种核糖核苷酸为原料合成的；C项，需要RNA聚合酶与DNA上相应的位点结合，催化遗传信息的转录；起始密码子是翻译开始的位点。D项，②为mRNA，在细胞核内合成后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后合成蛋白质。5．人的血红蛋白含有四条多肽链，由574个氨基酸构成。下列有关血红蛋白的说法，正确的是（）。A．血红蛋白合成过程中需要574种tRNAB．转录合成血红蛋白所需要