学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx

上传人:b****8 文档编号:29817760 上传时间:2023-07-27 格式:DOCX 页数:20 大小:202.01KB
下载 相关 举报
学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx_第1页
第1页 / 共20页
学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx_第2页
第2页 / 共20页
学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx_第3页
第3页 / 共20页
学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx_第4页
第4页 / 共20页
学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx_第5页
第5页 / 共20页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx

《学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

学年人教版必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 学案.docx

学年人教版必修2第4章第1节基因指导蛋白质的合成学案

第1节 基因指导蛋白质的合成

[学习目标] 1.掌握DNA和RNA分子的异同。

2.描述遗传信息的转录和翻译的过程。

3.理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。

一、RNA的组成及分类

1.基本单位:

核糖核苷酸。

2.组成成分

3.结构:

一般是单链,且比DNA短。

4.分类

种类

作用

信使RNA(mRNA)

蛋白质合成的直接模板

转运RNA(tRNA)

运载氨基酸

核糖体RNA(rRNA)

核糖体的组成成分

归纳总结

 DNA和RNA的比较

种类

DNA

RNA

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

T

U

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

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

例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是某些病毒的遗传物质

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。

例2

 对比RNA和DNA的化学成分,RNA特有的是(  )

A.核糖和尿嘧啶

B.脱氧核糖和尿嘧啶

C.核糖和胸腺嘧啶

D.脱氧核糖和胸腺嘧啶

答案 A

解析 DNA与RNA两种核酸化学成分的区别是五碳糖不同,碱基不完全相同。

RNA的五碳糖是核糖,特有的碱基是尿嘧啶。

规律方法

 DNA与RNA的判定方法

(1)根据五碳糖种类来判定:

若有核糖,一定为RNA;若有脱氧核糖,一定为DNA。

(2)根据含氮碱基种类来判定:

若含T,一定为DNA;若含U,一定为RNA。

(3)根据含氮碱基含量比较来判定:

若嘌呤数≠嘧啶数,则肯定不是双链DNA。

二、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。

2.过程

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聚合酶的作用下,新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。

第4步:

合成的mRNA从DNA链上释放,DNA双链恢复。

归纳总结

 

1.转录不是转录整个DNA,是转录其中的基因,不同种类的细胞,由于基因的选择性表达,mRNA的种类和数量不同,但tRNA和rRNA的种类没有差异。

2.细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质,穿过0层膜,需要能量。

3.完成正常使命的RNA易迅速降解,保证生命活动的有序进行。

4.质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。

例3

 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.转录时,DNA的两条链都可作模板

D.边解旋边转录

答案 C

解析 转录时,DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。

例4

 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.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对

B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的

C.如果③表示酶分子,则它的名称是DNA聚合酶

D.转录完成后,②需穿过两层生物膜才能与核糖体结合

答案 B

解析 ①链为模板链,②链为RNA,①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对;③表示RNA聚合酶;转录完成后,②通过核孔进入细胞质,穿过0层生物膜。

三、遗传信息的翻译

1.概念

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。

特别提醒

 密码子的特性

(1)简并性

①当密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,从而减少变异发生的频率。

②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保证翻译的速率。

(2)通用性:

说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。

3.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mRNA上的终止密码子时,合成终止

脱离:

肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子

4.翻译能精确进行的原因

(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。

归纳总结

1.密码子、反密码子、氨基酸数量的对应关系

2.遗传信息与密码子和反密码子的关系

3.原核生物和真核生物基因的转录和翻译

真核细胞的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中,在空间和时间上被分隔开进行,而原核细胞的转录和翻译没有分隔,可以同时进行,边转录边翻译。

例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.mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU

C.图中碱基的配对方式有A-U、C-G、A-T

D.图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶

答案 A

解析 由图可知,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,决定甘氨酸的密码子有GGU、GGC、GGA、GGG,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。

例6

 (2018·曲阜师大高一检测)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tRNA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 mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸,这样相邻的三个碱基称为密码子;每个tRNA上有三个碱基与密码子相配对,这样的三个碱基称为反密码子,即密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上,A项正确,B、C、D项错误。

1.判断正误

(1)DNA和RNA都含有核糖(  )

(2)转录是以DNA的两条链作为模板,只发生在细胞核中,以4种核糖核苷酸为原料(  )

(3)DNA是蛋白质合成的直接模板(  )

(4)密码子位于mRNA上,ATC一定不是密码子(  )

(5)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质(  )

(6)每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸(  )

答案 

(1)× 

(2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×

2.在烟草叶肉细胞的核糖体中,核苷酸共有(  )

A.4种B.5种

C.7种D.8种

答案 A

解析 核糖体的成分为rRNA和蛋白质,构成RNA的核苷酸有4种。

3.下列有关DNA和RNA的叙述,不正确的是(  )

A.RNA中含有核糖,DNA中含有脱氧核糖

B.DNA和RNA都可以分布于真核生物的细胞核和细胞质中

C.RNA中不含氢键,DNA中含有氢键

D.RNA和DNA都可以作为遗传物质

答案 C

解析 DNA是脱氧核糖核酸,含脱氧核糖,主要分布于真核细胞的细胞核中,少量分布于细胞质中。

RNA是核糖核酸,含核糖,主要分布于真核细胞的细胞质中,少量分布于细胞核中,A、B正确;tRNA中有双链区域,遵循碱基互补配对原则,含氢键,C错误;有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,D正确。

4.下图表示某细胞中的转录过程,相关叙述不正确的是(  )

A.①表示DNAB.②表示RNA

C.③表示解旋酶D.图中可有5种碱基

答案 C

解析 题图表示转录过程,①是双链,已部分解旋,表示DNA;②是以DNA的一条链为模板合成的,表示RNA;③表示的是RNA聚合酶,不是解旋酶;图中既有DNA,又有RNA,所以含有A、T、C、G、U共5种碱基。

5.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④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:

[①]________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

GCA

ACU

CGU

UGG

GCG

ACC

CGC

GCC

ACA

CGA

GCU

ACG

CGG

答案 

(1)翻译 核糖体 ③(或mRNA)

(2)ACCCGATTTCGC (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”,④的名称为核糖体,翻译的模板是[③]mRNA。

(2)由mRNA上的碱基序列为UGGGCUAAAGCG,据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。

(3)由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表,可知[①]tRNA上携带的氨基酸为丙氨酸。

[对点训练]

题组一 RNA的组成及分类

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.mRNA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

答案 B

解析 真核细胞内mRNA和tRNA主要在细胞核中合成。

2.(2018·北京师大附中)下列关于RNA的叙述,正确的是(  )

A.线粒体中含有mRNA、tRNA和rRNA3种RNA

B.在翻译时,mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应

C.mRNA和tRNA的种类都是64种

D.由基因转录形成的mRNA经加工后部分形成tRNA和rRNA

答案 A

解析 线粒体中含有少量DNA、RNA和核糖体,DNA转录生成mRNA、tRNA和rRNA,参与蛋白质合成,A正确;mRNA的终止密码子不决定氨基酸,无tRNA与之对应,B错误;mRNA的种类不确定,mRNA上的终止密码子不编码氨基酸,没有与之相对应的tRNA,故tRNA的种类是61种,C错误;基因转录形成的mRNA经加工后形成成熟mRNA,D错误。

3.如图为生物体内转运氨基酸m的tRNA,对此叙述正确的是(  )

A.该tRNA还能识别并转运其他氨基酸

B.氨基酸m只能由该tRNA转运

C.氨基酸m的密码子是UUA

D.tRNA是由许多个核糖核苷酸构成的

答案 D

解析 一种tRNA只能转运一种氨基酸,A错误;一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运,B错误;氨基酸m的反密码子为UUA,密码子为AAU,C错误;tRNA是由许多个核糖核苷酸连接而成的,D正确。

题组二 遗传信息的转录

4.(2017·全国Ⅲ,1)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是(  )

A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来

B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生

C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生

D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补

答案 C

解析 转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,合成RNA的过程,包括tRNA、rRNA和mRNA三种,A正确;不同的RNA由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B正确;细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生,在线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA,C错误;转录时遵循碱基互补配对原则,所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D正确。

5.下图表示在人体细胞核中进行的某一生理过程,据图分析,下列说法正确的是(  )

A.该过程共涉及5种核苷酸

B.在不同组织细胞中该过程的产物相同

C.该过程需要脱氧核苷酸和DNA模板

D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗

答案 D

解析 由图可知,此为人体细胞核中发生的转录过程,涉及碱基互补配对和ATP的消耗;DNA含4种脱氧核苷酸,转录产生的RNA中含4种核糖核苷酸,故该过程涉及8种核苷酸;转录需要核糖核苷酸做原料,而不是脱氧核苷酸;基因的表达具有选择性,故不同组织细胞转录产生的mRNA有差异。

6.如图中α、β是真核细胞某基因的两条链,γ是另外一条多核苷酸链,下列说法正确的是(  )

A.图中的酶是DNA聚合酶

B.γ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.β链中碱基G占28%,则γ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错误;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错误;β链中碱基G占28%,但不知道在整个DNA双链中的比例,故无法判断γ链中碱基A的比例,故D错误。

7.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—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(  )

A.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—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并合成相应的多肽,可见该复合体影响转录过程。

题组三 遗传信息的翻译

8.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作为遗传信息模板

C.以转运RNA为氨基酸运输工具

D.合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质

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,B错误;由于蛋白质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tRNA,C正确。

9.如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽链的示意图,下列叙述正确的是(  )

A.图中结构含有核糖体RNA

B.甲硫氨酸处于图中

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 核糖体是氨基酸形成肽链的场所,核糖体由核糖体RNA和蛋白质构成,A正确;甲硫氨酸是第一个氨基酸,位于

的左边,B错误;密码子位于mRNA上,tRNA的环状结构上有反密码子,C错误;由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变不一定改变肽链中氨基酸的种类,D错误。

10.如图为细胞中合成蛋白质的过程,下列说法正确的是(  )

A.该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同

B.f在a上的移动方向是左→右

C.a的合成与核仁有关,且图中4个核糖体在a上的结合位点相同

D.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质

答案 D

解析 由于b、c、d、e以同一个mRNA为模板翻译形成,所以结构相同,A错误;根据肽链的长度可判断核糖体在mRNA上移动的方向是右→左,B错误;核糖体的形成与核仁有关,mRNA的合成与核仁无关,C错误;多聚核糖体是在一条肽链没有合成完之前就开始合成下一条肽链,所以少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,D正确。

11.已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子。

某原核生物的一个信使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。

12.下列关于如图所示生理过程的描述中,最合理的是(  )

A.该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内

B.可表示噬菌体内的转录和翻译过程

C.图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中

D.图中两核糖体合成的肽链不同

答案 A

解析 由图示可以看出,转录和翻译同时进行。

人体细胞核基因转录出mRNA后,mRNA通过核孔进入细胞质,与核糖体结合后指导肽链的合成,该过程与图示不符;噬菌体是非细胞结构的生物,不能独立进行代谢过程,故不能进行转录和翻译;图中两核糖体是以同一mRNA为模板,合成的肽链相同。

[综合强化]

13.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)4 RNA聚合酶 甲 3 四种游离的核糖核苷酸 ATP 碱基互补配对 2 RNA (3)信使RNA (4)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mRNA上,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。

14.如图所示为真核细胞中RNA参与蛋白质合成的翻译过程示意图。

据图回答下列问题:

(1)在翻译过程中,参与的RNA有①________________、③______________和②中的____________。

(2)根据给出的密码子判断,图中①所携带的氨基酸为________。

该过程中②的移动方向为________(填“向左”或“向右”),合成的多肽链共有________个肽键。

(3)很多多肽链合成时第一个氨基酸都是甲硫氨酸,然而细胞中大部分蛋白质的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这是因为很多多肽链要在__________________________处进行加工、修饰。

(4)若以③为模板合成一条多肽链需要的时间是1s,但在2s内③却指导合成了数条同种多肽链,原因是____________________________________。

答案 

(1)转运RNA(tRNA) 信使RNA(mRNA) 核糖体RNA(rRNA) 

(2)脯氨酸 向右 8 (3)内质网和高尔基体 (4)一个③可以相继结合多个核糖体,同时进行多条相同多肽链的合成

解析 

(1)在翻译过程中,mRNA是合成蛋白质的模板,tRNA是运输氨基酸的工具,核糖体是翻译的场所,核糖体中含有rRNA。

(2)①携带的反密码子与mRNA上的密码子CCG配对,密码子CCG编码的氨基酸是脯氨酸。

从mRNA上找到起始密码子AUG和终止密码子UAA,起始密码子AUG在左,终止密码子UAA在右,因此,在整个翻译过程中②的移动方向为向右。

从起始密码子到终止密码子共有10个密码子,终止密码子不编码氨基酸,因此合成的多肽链共含有9个氨基酸,8个肽键。

(3)真核生物细胞的内质网和高尔基体具有对新合成的肽链进行加工、修饰的作用。

(4)在蛋白质合成过程中,一个mRNA上可以相继结合多个核糖体,进行多条相同多肽链的合成,因此,若以③为模板合成一条多肽链需要的时间是1s,则在2s内能合成多条同种多肽链。

15.如图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤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、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)

(1)反映遗传信息表达的是________(填字母)过程,b过程所需的酶是______________。

②加工成熟的场所是________。

(2)图中含有核糖的是________(填数字);由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________。

(3)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)②③⑤甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 (3)2 29 28

解析 

(1)遗传信息表达包括转录和翻译两个过程,即图中b、c。

转录b需要RNA聚合酶,mRNA加工成熟的场所是细胞核。

(2)核糖存在于RNA中,②是mRNA,③是核糖体,由rRNA和蛋白质组成,⑤是tRNA。

由②中密码子的排列顺序查密码子表可知氨基酸的排列顺序是“甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸”。

(3)DNA有2个游离的磷酸基,DNA片段转录的RNA中碱基有1个A和6个U、2个G、3个C,在DNA分子中A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,共有29个氢键;第三次复制增加4个DNA分子,每个DNA中有胸腺嘧啶7个,共28个。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 外语学习 > 韩语学习

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1