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第 4章 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)） 學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng)
1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 2.計(jì)算 DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 3.闡明中心法則的具體內(nèi)容，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的。 4.基于地球上幾乎所有的生物共用一套遺傳密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。 生命觀念：認(rèn)同RNA與DNA在結(jié)構(gòu)上的異同，理解密碼子和反密碼子的概念，理解生物體的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。 科學(xué)思維：運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析DNA中堿基、RNA中堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
基礎(chǔ)知識(shí)梳理：（閱讀教材，完成下列填空，在教材相應(yīng)位置進(jìn)行標(biāo)注后，識(shí)記相關(guān)內(nèi)容）
一、tRNA的形態(tài)和功能特點(diǎn)
(1)形態(tài)：RNA鏈經(jīng)過 ，形成 形。
(2)功能特點(diǎn)：每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn) 種氨基酸。
二、密碼子和反密碼子
(1)屬于密碼子的是 ② (填序號(hào))，位于[④] mRNA (填名稱)上，其實(shí)質(zhì)是決定一個(gè)氨基酸的 3個(gè)相鄰 的堿基。
(2)屬于反密碼子的是 ① (填序號(hào))，位于[③] tRNA (填名稱)上，其實(shí)質(zhì)是與 密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基。
(3)密碼子的種類為 64 種，正常情況下，反密碼子的種類為 61種。
三、翻譯過程
四、基因表達(dá)過程中相關(guān)的數(shù)量關(guān)系
比較(不考慮終止密碼子) 數(shù)目/個(gè)
DNA中的堿基數(shù)(脫氧核苷酸數(shù)) 6n
mRNA中的堿基數(shù)(核糖核苷酸數(shù)) 3n
蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù) n
參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA數(shù) n
蛋白質(zhì)中的肽鏈數(shù) m
蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)(脫水?dāng)?shù)) n－m
基因表達(dá)過程中，蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目＝ 1 個(gè)參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA數(shù)目＝ 個(gè)mRNA的堿基數(shù)目＝ 個(gè)基因中的堿基數(shù)目。
學(xué)習(xí)目標(biāo)一：什么是密碼子？密碼子有多少種？密碼子都能決定氨基酸嗎？P67思考討論
學(xué)習(xí)目標(biāo)二：tRNA的形態(tài)、功能、特點(diǎn)？嘗試列表比較遺傳信息、密碼子、反密碼子。
學(xué)習(xí)目標(biāo)三：翻譯的場(chǎng)所、模板、原料、能量、產(chǎn)物、結(jié)果分別是什么？一個(gè)核糖體有中幾個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)？翻譯的起始位點(diǎn)是哪里？核糖體中的兩個(gè)氨基酸形成肽鍵后轉(zhuǎn)移到占據(jù)哪個(gè)位點(diǎn)的tRNA上？翻譯過程形成什么化學(xué)鍵？
學(xué)習(xí)目標(biāo)四：基因表達(dá)的有關(guān)計(jì)算（教師）
學(xué)習(xí)目標(biāo)五：自學(xué)檢測(cè)：1到10題為單選題，11到14題為不定項(xiàng)選擇題，選全得5分，選對(duì)但不全得3分，選錯(cuò)得0分，共70分）
1．密碼子是指決定氨基酸的（ ）
A．DNA上相鄰的三個(gè)堿基 B．rRNA上相鄰的三個(gè)堿基
C．mRNA上相鄰的三個(gè)堿基 D．tRNA上相鄰的三個(gè)堿基
2．密碼子的簡(jiǎn)并性對(duì)生物體生存發(fā)展的意義是（　　）
A．使少量的基因控制合成大量的蛋白質(zhì)
B．使少量的mRNA分子就可以合成大量的蛋白質(zhì)
C．簡(jiǎn)并的密碼子對(duì)應(yīng)相同的反密碼子
D．增強(qiáng)容錯(cuò)性，降低性狀的變異幾率
3．密碼子和反密碼子分別位于（ ）
A．DNA和mRNA上 B．mRNA和tRNA上
C．mRNA和rRNA上 D．tRNA和mRNA上
4．某一條肽鏈含有100個(gè)氨基酸，則控制這條肽鏈合成的信使RNA分子中至少應(yīng)含有的堿基數(shù)量是
A．100個(gè) B．200個(gè) C．300個(gè) D．600個(gè)
5．某tRNA上與mRNA配對(duì)的堿基為CAU，它所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸是（ ）
A．纈氨酸(GUA) B．組氨酸(CAU) C．酪氨酸(UAC) D．甲硫氨酸( AUG)
6．下圖為正常細(xì)胞中遺傳信息翻譯的示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是
A．①是作為DNA信使的RNA，其上的三個(gè)堿基叫做一個(gè)密碼子
B．②是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，其為單鏈RNA，沒有氫鍵形成
C．③為tRNA，tRNA的合成與核仁有關(guān)
D．合成①②③的模板都是DNA
7．如圖為真核細(xì)胞中發(fā)生的一項(xiàng)生理過程示意圖，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A．圖中e是mRNA B.該圖表示的是翻譯過程
C．圖中c為細(xì)胞核 D.圖中d為tRNA
8．下列關(guān)于遺傳信息、密碼子、反密碼子的敘述正確的是
A．每一種密碼子都與一個(gè)反密碼子相互對(duì)應(yīng)
B．mRNA上任意三個(gè)堿基構(gòu)成密碼子
C．DNA上脫氧核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息
D．密碼子和氨基酸都是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系
9．下列有關(guān)基因表達(dá)的敘述，正確的是（ ）
A．mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基稱為1個(gè)反密碼子
B．轉(zhuǎn)錄過程中既有氫鍵的斷裂又有氫鍵的形成
C．每種tRNA識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸
D．tRNA呈三葉草形，其上只有3個(gè)堿基
10．如圖是翻譯的示意圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．圖中最終合成的多條肽鏈?zhǔn)窍嗤?br/>B．合成a需要解旋酶的參與
C．圖中肽鏈的合成還需要tRNA的參與
D．一個(gè)a上結(jié)合多個(gè)b，可以提高翻譯的效率
11．（不定項(xiàng)）遺傳學(xué)上，把mRNA上三個(gè)相鄰的堿基叫做一個(gè)密碼子，下列屬于密碼子的是（ ）
A．GAT B．AUG C．GGC D．TAC
12．（不定項(xiàng)）下列關(guān)于氨基酸、tRNA、密碼子的關(guān)系說法中，正確的是（ ）
A．一種氨基酸由一種或多種密碼子決定，由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)
B．一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸
C．同一種氨基酸的密碼子與tRNA的種類一一對(duì)應(yīng)
D．密碼子與氨基酸的種類和數(shù)量上一一對(duì)應(yīng)
13．（不定項(xiàng)）下列有關(guān)遺傳信息傳遞過程的敘述，錯(cuò)誤的是（　　）
A．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
B．轉(zhuǎn)錄只能在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生，形成的mRNA穿過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中參與翻譯過程
C．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
D．一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)
14．（不定項(xiàng)）下圖是原核生物體內(nèi)基因表達(dá)過程的示意圖。下列敘述正確的是（ ）
A．圖中先完成過程①，再完成過程②
B．圖中的過程②是一個(gè)快速，高效的過程
C．圖中表示的翻譯方向是從右往左
D．圖中合成的多條肽鏈的氨基酸序列是不同的
請(qǐng)將選擇題答案填寫到下面表格中：
題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
題號(hào) 11 12 13 14
答案
學(xué)習(xí)目標(biāo)六：15．（30分）下圖表示某基因表達(dá)的部分過程，其中①～⑤表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，回答下列問題：
(1)物質(zhì)②是以DNA的一條鏈為模板合成，通過__________（結(jié)構(gòu)）到達(dá)細(xì)胞質(zhì)。
(2)合成物質(zhì)④的過程稱為__________，結(jié)構(gòu)⑤是__________。
(3)若圖中④最終形成后含100個(gè)氨基酸，則轉(zhuǎn)錄出②的①中至少含__________個(gè)堿基。
(4)若物質(zhì)②中某個(gè)堿基發(fā)生改變，但物質(zhì)④中的氨基酸卻沒有變化，其原因是__________。
16．（附加題）如圖表示人體細(xì)胞中遺傳信息的傳遞過程。請(qǐng)回答：
(1)DNA獨(dú)特的__________結(jié)構(gòu)為過程①提供精確的模板，通過____________原則保證了該過程的準(zhǔn)確進(jìn)行。
(2)過程③中核糖體的移動(dòng)方向?yàn)開__________（填“從左到右”或“從右到左”），多個(gè)核糖體相繼結(jié)合在同一個(gè)mRNA分子上的生物學(xué)意義是___________。
(3)圖中所示遺傳信息的傳遞途徑是_______________（用文字和箭頭表示）。
第 4章 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)）答案
基礎(chǔ)知識(shí)梳理：
一、(1)折疊 三葉草 (2)一
三、 核糖體 tRNA mRNA 終止密碼子 mRNA的復(fù)合物
自學(xué)檢測(cè)：
1．C 【詳解】密碼子是指決定氨基酸的mRNA上相鄰的三個(gè)堿基；反密碼子在tRNA上。
2．D 【詳解】密碼子的簡(jiǎn)并性是指一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子編碼，這樣即使基因發(fā)生突變，依然可以編碼同一種氨基酸，增強(qiáng)容錯(cuò)性，降低性狀的變異幾率。
3．B 【詳解】密碼子是指mRNA上能決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。因此，密碼子位于mRNA上。反密碼子：是指tRNA上的三個(gè)相鄰的堿基，能專一地與mRNA上的特定的3個(gè)堿基（即密碼子）配對(duì)。因此，反密碼子在tRNA上，B正確。
4．C 【詳解】由以上分析可知，DNA（或基因）中堿基數(shù)：mRNA上堿基數(shù)：氨基酸個(gè)數(shù)＝6：3：1，已知一條多肽鏈中有100個(gè)氨基酸，則作為合成該多肽鏈的mRNA分子至少含有堿基數(shù)目為100×3＝300個(gè)。
5．A 【詳解】氨基酸是由密碼子決定的，密碼子與反密碼子互補(bǔ)配對(duì)，若某轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的反密碼子為CAU，則其對(duì)應(yīng)的密碼子是GUA，編碼的氨基酸是纈氨酸，因此，該tRNA所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸是纈氨酸（GUA），BCD錯(cuò)誤，A正確。
6．D 【詳解】A、①是作為DNA信使的RNA，其上的相連的共同決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)堿基叫做一個(gè)密碼子，A錯(cuò)誤；B、②是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，其為單鏈RNA，存在堿基互補(bǔ)配對(duì)的雙鏈區(qū)域，因此有氫鍵形成，B錯(cuò)誤；C、由分析可知，③為rRNA，C錯(cuò)誤；
D、①是mRNA，②是tRNA，③是核糖體RNA，都是由DNA轉(zhuǎn)錄而來，因此合成①②③的模板都是DNA，D正確。
7．C 【詳解】該圖表示正在核糖體進(jìn)行翻譯過程，e是mRNA，c是核糖體，d為tRNA，C錯(cuò)誤。
8．C 【詳解】A、終止密碼子沒有反密碼子與之對(duì)應(yīng)，A錯(cuò)誤；B、mRNA上相鄰的三個(gè)堿基構(gòu)成密碼子，B錯(cuò)誤；C、DNA上脫氧核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息，C正確；D、 一種氨基酸可以對(duì)應(yīng)一種及一種以上的密碼子，D錯(cuò)誤。故選C。
9．B 【詳解】A、mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基稱為1個(gè)密碼子，A錯(cuò)誤；B、轉(zhuǎn)錄的過程中，游離的核糖核苷酸通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合到模板鏈，在RNA聚合酶的作用下形成核糖核苷酸鏈，然后從模板鏈上脫離下來，故該過程既有氫鍵的形成，又有氫鍵的斷裂，B正確；C、每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，C錯(cuò)誤；D、tRNA呈三葉草形，其上含有多個(gè)堿基，只有3個(gè)堿基構(gòu)成反密碼子，D錯(cuò)誤。
10．B 【詳解】A、圖中多條肽鏈?zhǔn)且韵嗤膍RNA為模板合成的，故圖中最終合成的多條肽鏈?zhǔn)窍嗤模珹正確；B、圖中a是mRNA分子，是DNA分子轉(zhuǎn)錄形成的，需要RNA聚合酶的作用，不需要解旋酶的參與，B錯(cuò)誤；C、tRNA的作用是識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，故圖中合成肽鏈的翻譯過程還需要tRNA的參與，C正確；D、圖中a是mRNA分子，b是核糖體，一個(gè)mRNA分子可以結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)進(jìn)行翻譯過程，使少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)，提高了翻譯的效率，D正確。
11．BC 【詳解】T堿基屬于DNA特有的堿基，A錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；A、U、G、C屬于RNA上的堿基，因此AUG、GGC可以屬于密碼子，BC正確；
12．ABC 【詳解】A、密碼子具有簡(jiǎn)并性，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定，且由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，A正確；B、一種密碼子只能決定一種氨基酸，tRNA具有專一性，所以一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，B正確；C、同一種氨基酸的多種密碼子與tRNA的種類一一對(duì)應(yīng)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)，C正確；D、氨基酸有21種。密碼子有64種，其中3種是終止密碼子，不決定任何氨基酸，D錯(cuò)誤。
13．BD 【詳解】A、DNA復(fù)制以DNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)合成DNA，轉(zhuǎn)錄以DNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)合成RNA，翻譯以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，其過程中mRNA上的密碼子堿基與tRNA上的反密碼子堿基互補(bǔ)，因此DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A正確；B、轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所主要是細(xì)胞核，此外在線粒體和葉綠體中也可發(fā)生，由于翻譯在核糖體中進(jìn)行，所以核基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需穿過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合，參與翻譯過程，B錯(cuò)誤；C、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分別產(chǎn)生DNA、RNA和蛋白質(zhì)，它們的基本單位分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，所以需要的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，C正確；D、一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸或不決定氨基酸，一種氨基酸可能由一種或多種密碼子決定，因此一種氨基酸可能由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，D錯(cuò)誤。
14．BC 【詳解】A、①為轉(zhuǎn)錄，②為翻譯，原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；
B、②為翻譯過程，速度及效率非常高，大部分mRNA的翻譯都是由數(shù)量眾多、緊密排列的核糖體進(jìn)行，B正確；C、翻譯是從肽鏈由短到長(zhǎng)這個(gè)方向進(jìn)行的，對(duì)應(yīng)②中從右到左，C正確；D、核糖體合成的多條肽鏈的氨基酸在排列順序上相同，D錯(cuò)誤；
15．(1)核孔 (2)翻譯 核糖體 (3)600 (4)一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子
【分析】分析圖示可知，圖示表示轉(zhuǎn)錄和翻譯過程；①為雙鏈的DNA，②為mRNA，③為tRNA，④為多肽鏈，⑤為核糖體。(1)②mRNA是以DNA的一條鏈為模板合成，這個(gè)過程叫做轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所為細(xì)胞核，轉(zhuǎn)錄完成后通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)。
(2)④為多肽鏈，合成物質(zhì)④的過程稱為翻譯，翻譯的場(chǎng)所是核糖體，結(jié)構(gòu)⑤是核糖體。
(3)氨基酸個(gè)數(shù)和DNA中堿基的比值為1：6，若圖中多肽鏈最終形成后含100個(gè)氨基酸，則轉(zhuǎn)錄出②的DNA中至少含6100=600個(gè)堿基。(4)由于一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子，所以若物質(zhì)②中某個(gè)堿基發(fā)生改變，翻譯形成的物質(zhì)④可能不變。
16．(1)雙螺旋 堿基互補(bǔ)配對(duì) (2)從右到左 少量的mRNA分子就可迅速合成出大量的蛋白質(zhì)（或提高翻譯效率）(3)
【分析】分析題圖：圖示表示人體細(xì)胞中遺傳信息傳遞的部分過程，其中①表示DNA的復(fù)制，②表示DNA的轉(zhuǎn)錄，③表示mRNA翻譯。
(1)過程①為DNA的復(fù)制過程，DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了該過程的準(zhǔn)確進(jìn)行。
(2)過程③為遺傳信息的翻譯過程，根據(jù)四條多肽鏈的長(zhǎng)度可知，核糖體在①上移動(dòng)的方向是從右到左；在細(xì)胞質(zhì)中，翻譯是一個(gè)快速的過程，通常一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條相同肽鏈的合成，其生物學(xué)意義是：少量的mRNA分子就可迅速合成出大量的蛋白質(zhì)（或提高翻譯效率）。
(3)圖中遺傳信息的傳遞途徑有：遺傳信息從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；遺傳信息從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，具體如圖： 。

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