資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
新人教（2019）生物必修2同步學案
4.1　基因指導蛋白質的合成
一、遺傳信息的轉錄
1．RNA的結構及種類
(1)基本單位及組成
①磷酸；②核糖；③堿基：A、U、G、C；④核糖核苷酸。
(2)空間結構：一般是單鏈，且比DNA短。
(3)RNA與DNA的比較
比較項目 DNA RNA
組成單位 基本組成單位不同 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
五碳糖不同 脫氧核糖 核糖
堿基不同 特有的是胸腺嘧啶(T) 特有的是尿嘧啶(U)
結構不同 規則的雙螺旋結構 一般為單鏈
(4)RNA的種類及其作用
①
②
③
2．轉錄
(1)概念：RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。
(2)過程
(1)轉錄只發生在細胞核內(　　)
(2)RNA是某些病毒的遺傳物質(　　)
(3)遺傳信息轉錄的產物只有mRNA(　　)
(4)轉錄以DNA的兩條鏈作為模板，以4種核糖核苷酸為原料(　　)
(5)轉錄是以DNA的完整的一條鏈為模板合成RNA的過程(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
易錯警示　(1)轉錄不是轉錄整個DNA，是轉錄其中的基因。
(2)細胞核中轉錄形成的RNA通過核孔進入細胞質，穿過0層膜，需要能量。
(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保證生命活動的有序進行。
(4)線粒體、葉綠體中也可進行轉錄。
1．RNA適于做DNA的信使的原因是RNA分子組成與DNA相似，基本單位是核苷酸，也含四種堿基，可以攜帶遺傳信息；RNA為單鏈，且比DNA短，能通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
2．如圖表示某真核生物細胞內DNA的轉錄過程，請據圖分析回答下列問題：
(1)圖中DNA的轉錄方向為←(用“→”或“←”表示)。
(2)a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是RNA聚合酶。
(3)b和c的名稱分別是胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。
(4)此過程中的堿基配對方式為A—U、T—A、C—G、G—C。
二、遺傳信息的翻譯
1．翻譯
2．tRNA的結構和功能特點
(1)結構和功能
(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。
3．密碼子和反密碼子
(1)屬于密碼子的是②(填序號)，位于[④]mRNA(填名稱)上，其實質是決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。
(2)屬于反密碼子的是①(填序號)，位于[③]tRNA(填名稱)上，其實質是與密碼子發生堿基互補配對的3個相鄰的堿基。
(3)密碼子的種類為64種，其中AUG既可以編碼甲硫氨酸，又是起始密碼子；GUG在原核生物中，可以作為起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸；在其他情況下，它編碼纈氨酸。UGA在正常情況下是終止密碼子，在特殊情況下可以編碼硒代半胱氨酸。
4．翻譯過程
5．翻譯能高效進行的原因
一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。
特別提醒　(1)DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子的對應關系
(2)基因表達過程中相關的數量關系
比較(不考慮終止密碼子) 數目/個
DNA中的堿基數(脫氧核苷酸數) 6n
mRNA中的堿基數(核糖核苷酸數) 3n
蛋白質中的氨基酸數 n
參與轉運氨基酸的tRNA數 n
基因表達過程中，蛋白質中氨基酸的數目＝參加轉運的tRNA數目＝mRNA的堿基數目＝基因中的堿基數目。
(3)原核生物和真核生物基因的轉錄和翻譯
真核細胞的轉錄主要發生在細胞核中，翻譯發生在細胞質中，在空間和時間上被分隔開進行；而原核細胞的轉錄和翻譯沒有分隔，可以同時進行，邊轉錄邊翻譯。
(1)tRNA由三個堿基構成(　　)
(2)密碼子位于mRNA上，ATC一定不是密碼子(　　)
(3)mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質(　　)
(4)每種轉運RNA能識別并轉運一種或多種氨基酸(　　)
(5)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼(　　)
(6)tRNA由單鏈構成，因此不含氫鍵(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
易錯警示　(1)1種氨基酸可由1種或多種密碼子編碼。
(2)1種氨基酸可由1種或多種tRNA轉運。
(3)一種tRNA只能轉運一種氨基酸。
(4)核糖體在mRNA上移動。
下圖是翻譯過程的示意圖，請據圖分析：
(1)圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是哪種分子或結構？該過程發生的堿基互補配對與DNA復制和轉錄相比完全一樣嗎？
提示　Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是tRNA、核糖體、多肽鏈；不完全一樣，復制：A—T、T—A、G—C、C—G，轉錄：A—U、T—A、C—G、G—C，翻譯：A—U、U—A、C—G、G—C。
(2)判斷甲圖中核糖體沿著mRNA移動的方向？根據教材中密碼子表，寫出甲圖中翻譯出的氨基酸序列。
提示　核糖體沿著mRNA從左向右移動；甲圖中對應的氨基酸序列為甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸。
(3)圖乙中①、⑥分別是什么分子或結構？核糖體移動的方向是怎樣的？
提示　①、⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。
(4)最終合成的多肽鏈②、③、④、⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？
提示　相同；因為它們的模板是同一條mRNA。
(5)圖乙所示的翻譯特點，其意義是什么？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。
歸納總結　DNA復制、轉錄與翻譯的比較
項目 復制 轉錄 翻譯
時間 分裂前的間期 個體發育的整個過程
場所 主要是細胞核 主要是細胞核 細胞質
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA
原料 4種游離的脫氧核苷酸 4種游離的核糖核苷酸 21種氨基酸
產物 DNA RNA 肽鏈
堿基 配對 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
三、中心法則
1．提出者：克里克。
2．完善后的內容
①DNA的復制：遺傳信息從DNA流向DNA。
②轉錄：遺傳信息從DNA流向RNA。
③翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質。
④RNA的復制：遺傳信息從RNA流向RNA。
⑤逆轉錄：遺傳信息從RNA流向DNA。
3．生命是物質、能量和信息的統一體
(1)DNA、RNA是信息的載體。
(2)蛋白質是信息的表達產物。
(3)ATP為信息的流動提供能量。
(1)中心法則表示的是遺傳信息的流動過程(　　)
(2)遺傳信息只能從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(　　)
(3)線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則(　　)
(4)DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的規律，據圖回答下列問題：
(1)②表示轉錄過程，需要RNA聚合酶；④表示逆轉錄過程，需要逆轉錄酶的參與。
(2)正常情況下，在人體細胞內能進行的過程是①②③。
(3)圖中遵循堿基互補配對原則的過程是①②③④⑤。
(4)任意一個人體細胞均能發生①②③過程嗎？
提示　高度分化的細胞不再進行細胞分裂，因而不能發生①過程。
(5)請寫出新型冠狀病毒(一種RNA復制病毒)遺傳信息傳遞與表達的過程。
提示　，但要注意病毒遺傳信息的傳遞過程發生于宿主細胞內。
歸納總結　中心法則各過程的適用范圍
1．RNA與DNA在化學組成上的區別是RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脫氧核糖和胸腺嘧啶。
2．轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，主要發生在細胞核中，以4種核糖核苷酸為原料。
3．密碼子的簡并：絕大多數氨基酸都由多種密碼子來決定。
4．翻譯過程中，mRNA相對靜止，核糖體沿著mRNA移動，核糖體移動的方向就是翻譯的方向。
5．遺傳信息的傳遞過程中遵循堿基互補配對原則。
6．并非所有的生物都能進行中心法則的5種生理過程。RNA的復制和逆轉錄只發生在被RNA病毒寄生的細胞中。
1．下列關于RNA的敘述，錯誤的是(　　)
A．有些RNA可催化細胞內的某些生化反應
B．RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成
C．RNA參與構成核糖體
D．RNA參與構成細胞膜
答案　D
解析　有些酶的化學本質為RNA；RNA的基本單位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮堿基組成；rRNA參與構成核糖體。
2．遺傳信息表達的過程中，mRNA的三個堿基是5′－UAC－3′，則DNA模板鏈上對應的三個堿基是(　　)
A．5′－GTA－3′ B．5′－CAT－3′
C．5′－CUT－3′ D．5′－GUA－3′
答案　A
解析　mRNA與轉錄的模板DNA單鏈是方向相反、堿基互補的。
3．關于密碼子和反密碼子的敘述，正確的是(　　)
A．密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上
B．密碼子位于tRNA上，反密碼子位于mRNA上
C．密碼子位于rRNA上，反密碼子位于tRNA上
D．密碼子位于rRNA上，反密碼子位于mRNA上
答案　A
解析　mRNA上3個相鄰的堿基決定一個氨基酸，這樣相鄰的3個堿基稱為密碼子；每個tRNA上有3個相鄰的堿基與密碼子互補配對，這樣的3個堿基稱為反密碼子，即密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上，A正確，B、C、D錯誤。
4．如圖是基因表達的示意圖，下列有關敘述正確的是(　　)
A．過程①是轉錄過程，在植物細胞中只能發生在細胞核中
B．過程②在核糖體上進行，需要的原料是4種核糖核苷酸
C．過程①②在原核生物體內可以同時進行
D．過程①②中的堿基配對方式完全相同
答案　C
解析　圖中過程①表示轉錄，在植物細胞中，主要發生在細胞核內，也可發生在葉綠體或線粒體中，A錯誤；過程②表示翻譯，在核糖體上進行，以21種氨基酸為原料，B錯誤；原核生物沒有以核膜為界限的細胞核，轉錄和翻譯在時間和空間上可以同時進行，C正確；過程①②中的堿基配對方式不完全相同，過程①中有T—A配對，而過程②中沒有，D錯誤。
5．下圖表示中心法則，①～⑤代表生理過程，以下說法錯誤的是(　　)
A．①過程表示DNA分子復制
B．②過程表示轉錄
C．③④過程不需要堿基互補配對
D．⑤過程表示翻譯
答案　C
解析　③④分別表示逆轉錄和RNA復制過程，均遵循堿基互補配對原則，C錯誤。
6．如圖表示某真核生物基因表達的部分過程，請回答下列問題：
(1)圖中表示遺傳信息的________過程，發生的場所是________，此過程除圖中所示條件外，還需要______________等。
(2)圖中③表示________，合成的主要場所是__________，通過__________運輸到細胞質中，穿過__________層膜，________(填“需要”或“不需要”)能量。
(3)圖中方框內的堿基應為____________，對應的aa5應為________(賴氨酸的密碼子為AAA，苯丙氨酸的密碼子為UUU)。
(4)圖中的氨基酸共對應________個密碼子。核糖體的移動方向是____________。
答案　(1)翻譯　核糖體　酶和能量　(2)mRNA　細胞核　核孔　0　需要　(3)UUU　賴氨酸　(4)7　從左到右
解析　(1)圖中核糖體上進行的是翻譯過程，此過程需要的條件是模板、原料、能量、酶等。(2)③為mRNA，主要在細胞核中合成，通過核孔轉移到細胞質中，此過程穿過0層膜，需要能量。(3)密碼子存在于mRNA分子上，與tRNA上的反密碼子進行堿基互補配對，故圖中方框內的堿基為UUU，對應的密碼子為AAA，相應氨基酸是賴氨酸。(4)圖中共有7個氨基酸，對應7個密碼子。根據圖中最后一個氨基酸的加入位置可知，核糖體的移動方向為從左到右。

展開更多......

收起↑