高中生物必修二第四章基因的表达导学案.docx
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高中生物必修二第四章基因的表达导学案
葛洲坝中学20XX年高二秋季学期
生物学科必修二导学案
第四章基因的表达
第１节基因指导蛋白质的合成
第２节基因对性状的控制
编写审核 高二生物组
班级 姓名
第1节基因指导蛋白质的合成第1课时
【学习目标】
1.概述遗传信息的转录的过程
2.RNA的种类和功能
3.DNA复制和转录的比较
【自主探究】
一、遗传信息的转录
基因是有遗传效应的DNA片段；DNA主要存在__________中，而蛋白质的合成是在_________中进行的。
DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中呢？
1.填写下表完成RNA与DNA的比较
DNA
RNA
组成元素
C、H、O、N、P
基本单位
（4种）
（4种）
化学组成
磷酸；脱氧核糖
碱基：
、、、
磷酸；核糖
碱基：
、、、
结构
规则的双螺旋结构
一般单链结构
功能
贮存遗传信息,控制蛋白质合成
传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来
分布
总结RNA适合做DNA信使的原因：
（1）基因是有_____________的_________片段；DNA主要存在于____________中，而蛋白质的合成是在___________中进行的。
（2）RNA一般是____链，比DNA短，因此能够通过____________，从_____________转移到__________中。
例1：
下列哪组物质的对应是正确的（ ）
A．胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中
B．核糖存在于RNA中而不存在于DNA中
C．mRNA合成于细胞核并在其中传递遗传信息
D．DNA是双螺旋结构而RNA是单链结构
变式1：
核酸彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基，噬菌体和烟草花叶病毒的遗传物质彻底水解后，产物中种类相同的是（ ）
A．磷酸 B．碱基C．磷酸和五碳糖D．磷酸、五碳糖和碱基
2.RNA的种类：
（观察课本P63图4-3）
mRNA:
______________________________________
tRNA:
______________________________________
rRNA:
______________________________________
3.遗传信息的转录
总结转录的概念：
________________________________________________
例题2：
DNA解旋发生在（）
A．复制与转录中B．转录中C．翻译中D．复制中
变式2：
（1）RNA有mRNA、tRNA和rRNA三种，都可作为基因表达的媒介。
（ ）
（2）转录主要发生在细胞核中，DNA的两条链同时作模板。
（ ）
（3）转录的原料是4种核糖核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶。
（ ）
【课外达标】
（）1.DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过几层磷脂双分子层。
A．6层B．0层C．2层D．4层
（）2.已知一段mRNA含有30个碱基其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是
A．12B．24C．18D．30
（）3.有一核酸分子，其碱基比是A＋G/T＋C=1．5，试推断该核酸是
A．信使RNAB．转运RNAC．单链DNAD．双链DNA
（）4.信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的
A．转运RNA中的核苷酸的排列序列B．蛋白质分子中的氨基酸的排列序列
C．核糖体RNA中核苷酸的排列序列D．DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列
（）5.有3个核酸，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条核苷酸链，则它们是
A.一个DNA和两个RNAB.两个DNA和一个RNA
C．三个DNAD.三个RNA
（）6.DNA和RNA的区别是
A．五碳糖不同B.碱基种类不同C.空间结构不同D.以上都是
（）7.构成双链DNA的碱基有4种，下列哪项碱基数量比因生物的种类不同而不同
A.（A+G）/（T+C）B.（A+C）/（T+G）C.（A+T）/（G+C）D.A/T
（）8.实验室模拟生物体内DNA转录的必须条件是
①酶②游离的核糖核苷酸③ATP④DNA分子
⑤信使RNA⑥转运RNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度
A.①②③④⑤③B.②③④⑤③①
C.①②③⑤⑦⑧D.①②③④⑦⑧
（）9.对于下列图解，正确的说法有
①表示DNA复制过程 ②表示转录过程 ③共有5种碱基
④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A．①②③B．④⑤⑥C．②③④D．①⑤⑥
第1节基因指导蛋白质的合成第2课时
【学习目标】
1.概述遗传信息的翻译
2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系
3.比较遗传信息、密码子、反密码子
【新知预习】
总结翻译的概念：
__________________________________________________.
一、遗传信息的翻译
1．碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
密码子：
在______________上相邻的______个碱基
终止子：
UAA、UAG、UGA
种类起始子：
AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）
（64种）其他密码子：
只能编码氨基酸
能够编码氨基酸的密码子有______个；一个密码子对应______个氨基酸；但一个氨基酸可能有______个密码子（简并性）。
密码子具有简并性和（所有的生物共用一套遗传密码）
2.遗传信息、密码子和反密码子的对比
遗传信息
密码子
反密码子
概
念
是指______上特定的脱氧核苷酸排列顺序
_________决定一个氨基酸的3个相邻碱基
与mRNA分子中______互相配对的tRNA上的3个碱基
作
用
决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
翻译时决定肽链的________排列顺序
与上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置
种
类
多种多样
共____种，编码蛋白质的密码子共61种，终止密码共3种，不能编码蛋白质
___种
例题1：
根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（）
A.TGUB.UGA
C.ACUD.UCU
3．游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
需要“搬运工”——。
反密码子：
tRNA呈________形，其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对，称为________，另一端可以携带________，tRNA有______种；一个tRNA只能携带______种氨基酸；一个氨基酸可以由______种tRNA携带。
4．翻译的过程
（1）mRNA进入细胞质，与结合。
（2）携带一个特定氨基酸的tRNA，通过与第一个密码子互补配对，进入位点1.
（3）携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点2.
（4）位点1位点2相应的氨基酸形成，位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
（5）核糖体读取下一个，原占据位点1的离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链合成。
重复进行，直到读取到。
（6）肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合体上脱离，经一系列步骤，盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。
例2：
mRNA的核苷酸序列与（）
A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补
B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补
C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补
D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补
思考1：
已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,请写出对应的氨基酸序列________________________________________。
相反，你由一个氨基酸序列，能否写出对应的MRNA的碱基序列？
为什么？
思考2：
为什么少量的mRNA分子在短时间内就可以迅速合成出大量的蛋白质？
总结：
基因指导蛋白质合成过程
（）（）
基因mRNA蛋白质
细胞核细胞质（核糖体）
例3：
图4－1－3为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．该过程的模板是脱氧核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸
B．4条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同
C．最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同
D．合成①的场所主要在真核细胞的细胞核，⑥的形成与核仁有关
二、碱基与氨基酸的相关计算
1．根据碱基种类和数量（或比例），推测核酸类型或过程
（1）种类：
①有T无U，必为；②有U无T，必为；
③有T也有U，为。
（2）数量：
①A＝T且C＝G，通常为；②A≠T或C≠G，无U，必为；
③A＝T＋U且C＝G，为。
2．基因表达中相关数量计算
在不考虑DNA上的无遗传效应片段、不考虑mRNA上的终止密码等等情况下，DNA（基因）中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中AA数＝。
（所以在计算时，往往加上“最多”、“最少”的字眼）
例4：
某基因中含有1200个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是（）
A．198B．398个C．400个D．798个
【课堂小结】
复制
转录
翻译
场所
细胞核（主要）
核糖体
模板
DNA片段中一条链
原料
脱氧核苷酸（4种）
氨基酸（20种）
碱基配对方式
A-T、T-A、G-C、C-G
A-U,T-A,G-C,C-G
A-U、U-A、G-C,C-G
产物
蛋白质
【课外达标】
（）1．已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则该mRNA中的C和U不能少于
A．200个 B．400个 C．600个 D．800个
（）2.下列对转运RNA的描述，正确的是
A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内
（）3.在下列细胞结构中，有可能发生碱基配对行为的一组是
A．细胞核、线粒体、叶绿体、中心体
B．细胞核、核糖体、中心体、线粒体
C．线粒体、叶绿体、细胞核、高尔基体
D．线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
（）4.已知某mRNA的碱基中U占20%，A占10%，则转录该mRNA的基因中胞嘧啶占
A.25%B.30%C.35%D.70%
（）5．已知tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的
A．GATB．GAAC．CUAD．CTA
（）6.由n个碱基组成的基因，控制合成由一条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为
A.na/6B.na/3－18（n/3－1）
C.na－18（n－1）D.na/6－18（n/6－1）
（）7.某DNA分子中的S片段有360个碱基，问该片段控制合成的多肽链中，最多有多少种氨基酸
A.120种B.60种C.360种D.20种
（）8．如果有两种生物，它们的DNA碱基比例有显著差异，那么在下列RNA中，哪些在碱基比例上也存有差异
A．mRNAB．tRNAC．rRNAD．tRNA和rRNA
（）9．下列叙述错误的是
A．DNA复制、转录及翻译过程都会发生碱基互补配对
B．细胞核中的基因转录形成的mRNA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、氨基酸
D．DNA复制、转录都是只以DNA一条链为模板，翻译则以mRNA为模板
（）10.已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。
信使RN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控制合成的氨基酸
A．20个B．17个C．16个D．15个
11.根据下图，分析并回答下面的问题。
（1）图甲所示为遗传信息的_______过程，聚合成的多肽为______肽。
（2）图乙为___________的结构示意图。
如果图乙中的反密码子为UAG,则对应的密码子是__________，转录出该密码子的基因模板链上对应的碱基是________。
mRNA上能决定氨基酸的密码子共有______种。
（3）在人体内该过程不可能发生在（）
A.神经元 B.肝细胞
C.心肌细胞 D.成熟的红细胞
（4）人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的（）
A.DNA中碱基排列顺序不同B.核糖体不同
C.转运RNA不同D.信使RNA不同
12. 图4－1－2中甲、乙分别表示细胞内的两个生理过程，请分析回答下列问题。
（1）在生物体内图甲所示的生理过程是__________，进行的主要场所是____________，所需要的原料是_________________，产物为____________
（2）图乙所示的生理过程是____________，进行的场所是___________，所需原料的主要种类有____种，其结构通式可以表示为________________。
（3）碱基2是__________。
图乙中的Ⅰ是__________。
若其上的三个碱基为UAC，则对应的e链上的三个碱基（序列）是____________，它们构成一个____________。
（4）从化学成分角度分析，乙图中结构Ⅱ与以下哪一项的化学组成最相（ ）
A．黄色短杆菌 B．噬菌体C．染色体D．烟草花叶病毒
第2节基因对性状的控制
【学习目标】
1.了解中心法则的发展历程及中心法则中遗传信息的流向
2.了解基因、蛋白质与性状之间的关系
3.理解基因型与表现型之间的关系
【知识链接】
1．基因是有遗传效应的DNA片段，基因通过和两个过程指导蛋白质的合成，蛋白质是生命活动的。
2．DNA复制、转录和翻译后形成的产物分别是（）
A.DNA、RNA和氨基酸B.DNA、RNA和蛋白质
C.RNA、DNA和核糖D.RNA、DNA和蛋白质
【新知预习】
一、中心法则的提出及其发展（请阅读教材P68页的内容，结合图4—7中心法则图解，回答下列问题）
1．1957年克里克提出的中心法则表述的问题是（也称信息流）。
（1）遗传信息可以从流向，即DNA的自我复制；
（2）遗传信息可以从流向，进而流向，即遗传信息的转录和翻译。
画一画：
中心法则图解
2．中心法则的发展（请阅读教材P69页的资料分析，补充和完善中心法则图解，建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。
）
思考1：
DNA病毒内不含RNA，其遗传信息的传递是否遵循中心法则的内容，为什么？
思考2：
请分别作出DNA生物和RNA生物中遗传信息的流向
例1：
如图所示，下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
二、基因、蛋白质和性状的关系（请仔细阅读教材P69—70页的内容，回答下列问题）
1．基因对性状的控制方式
（1）间接控制：
基因→→细胞代谢→
实例：
①豌豆粒形（圆粒，皱粒）与的合成有关。
圆粒豌豆→有淀粉分支酶基因→→淀糖含量高→圆粒
皱粒豌豆→无淀粉分支酶基因→不产生→淀糖含量低→皱粒
②人的白化症：
黑色素的形成与的合成有关。
（2）直接控制：
基因→→生物性状
实例：
①
CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常，异常→患者支气管内黏液增多→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
②镰刀型细胞贫血症
编码基因的碱基对替换→血红蛋白中氨基酸替换→红细胞结构异常呈镰刀形→易破裂患溶血性贫血
2．基因与性状的关系
（1）关系：
基因与性状的关系并不是简单的___________关系。
（2）实例：
例如人的身高可能由___________基因决定的，其中每一个基因对身高都_________一定的作用。
同时，身高也不是完全是由___________决定的，后天的________和__________也有重要作用。
（3）调控网络：
基因与________、基因与__________、基因与________之间存在着复杂的____________，这种相互作用形成了一个_____________的网络，精细地调控着生物体的性状。
思考3：
DNA上的基因都能表达出其所控制的性状吗？
例2：
下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是（ ）
A．一对相对性状可由一对基因控制也可由多对基因控制
B．基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状
C．隐性基因控制的性状在后代中不能得到表现
D．在相同条件下，基因型相同，表现型就相同
三、细胞质基因
1．为了与细胞核基因相区别，人们将和中的基因称作细胞质基因。
和、及等疾病都与线粒体DNA缺陷有关，表现出的特点。
例3：
判断正误
（1）克里克提出的中心法则只适用于真核生物。
（ ）
（2）DNA复制只发生在细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生在任何。
（ ）
（3）RNA复制和逆转录发生在RNA病毒体内。
（ ）
（4）一种基因只能控制一种性状，但一种性状可由多对基因控制。
（ ）
（5）基因型相同表现型不一定相同，表现型相同基因型也不一定相同。
（ ）
【课外达标】
（）1.中心法则描述的是
A.碱基互补配对的原则B.基因控制蛋白质合成的过程
C.遗传信息的流动方向D.遗传信息的转录和翻译过程
（）2.理论上讲，同一生物个体内每一个表皮细胞与神经细胞核内所含DNA是一样的，而所含蛋白质不一样的原因是
A.不同细胞的基因经过不同的重组，所以合成的蛋白质不一样。
B.不同细胞中的基因数量不一样多，所以合成的蛋白质不一样。
C.不同细胞被转录的基因不一样多，所以合成的蛋白质不一样。
D.不同细胞的基因复制速度不同，所以合成的蛋白质不一样。
（）3.从单尾鳍金鱼的成熟卵中提出RNA，注入双尾鳍金鱼受精卵中，结果幼小金鱼中有一些出现单尾鳍性状，这种RNA之所以对性状的遗传有明显的作用，是因为
A.它是鱼类的主要遗传物质B.是有关蛋白质合成的运输工具
C.是核糖体的基本化学成分D.以密码子的形成携带特定遗传信息
（）4.在一个细胞周期内，T和U两种碱基被大量利用时，细胞的生理活动是
选项
大量利用的碱基
细胞生理活动
A
U
DNA分子正在复制
B
U和T
正处于分裂间期
C
T
正在大量合成转运RNA
D
T
正在大量合成蛋白质
（）5.囊性纤维病的实例可以说明
A.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
B.DNA中某个碱基发生改变，生物体合成的蛋白质必然改变
C.基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状
D.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
（）6.人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的
A.DNA碱基排列顺序不同B.核糖体不同
C.tRNA不同D.mRNA不同
（）7.观赏植物藏报春，花红色（A）对白色（a）为显性。
在20℃—25℃的条件下，基因型为AA或Aa的藏报春开红花，基因型为aa的藏原子春开白花。
如果把开红花的藏报春移到30℃条件下，虽然基因型仍为AA或Aa，但新开的花全是白色的，这说明
A.基因完全决定性状B.基因对性状的控制受到环境因素的影响
C.基因型相同，环境条件改变，性状一定改变
D.每种植物在环境条件改变时都能开多种颜色的花
（）8.提取双尾鳍鲫鱼卵细胞细胞质中的RNA，将它注射到单尾鳍鲫鱼的受精卵中，此后有部分受精卵发育成具双尾鳍性状的鱼。
在此过程中，遗传信息的传递不包括
A．DNA以其中的一条链为模板合成RNAB．按照mRNA密码子的排列顺序合成蛋白质C．DNA按照碱基互补配对原则自我复制D．以RNA为模板逆转录合成DNA
（）9．中心法则是指
A.遗传信息的转录与翻译过程B.遗传信息的转录、翻译及表达过程
C.DNA复制以及转录和逆转录的过程D.遗传信息的复制、转录、翻译及传递过程
（）10.下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有
⑴染色体⑵中心体⑶纺锤体⑷核糖体
A.⑴⑵B.⑴⑷C.⑵⑶D.⑶⑷
（）11．如图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是
A．①②B．③④⑥
C．⑤⑥D．②④
12.如下图所示，在A，B试管内加入的DNA都含有30对碱基。
四个试管内都有产物生成，请回答：
⑴A、D两试管内的产物是相同的，但A试管内模拟的是过程；D试管内模拟的是过程。
⑵B、C两试管内的产物都是，但B试管内模拟的是过程；C试管内模拟的是过程；B试管的产物中最多含有个碱基，有个密码子，若要在B试管中继续获得多肽，则至少还应加入。
13.中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。
请回答下列问题：
⑴a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和
⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。
⑶a过程发生在真核细胞分裂的期。
⑷在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是
⑸能特异性识别信RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是
⑹RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表达）：
①
②
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