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1、第 4 章 基因的表達(dá) 第 1 節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 思 維 脈 絡(luò) 1 . 說(shuō)出 R N A 的分類及作 用。 2 . 記住遺傳信息轉(zhuǎn)錄的時(shí) 間、場(chǎng)所、原料、遵循的 原則、過(guò) 程、產(chǎn)物等。 3 . 記住翻譯的過(guò)程、原料、 遵循的原則、產(chǎn)物等。 4 . 說(shuō)出遺傳密碼的種類、終 止密碼子、起始密碼子 等。 5 . 按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則規(guī) 律 , 進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 一 二 三 一、 RNA的組成及分類 一 二 三 二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 一 二 三 三、遺傳信息的翻譯 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程 轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生
2、的時(shí)期、場(chǎng)所及條件各是什么 ?與 DNA復(fù)制有 何不同 ? 1.圖 分別表示人體細(xì)胞中的三種生理過(guò)程。請(qǐng)回答以下問(wèn) 題。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 (1) 過(guò)程的原料是 4種脫氧核苷酸 ,進(jìn)行的場(chǎng)所為 細(xì)胞核和線粒 體 。 (2) 過(guò)程的產(chǎn)物可以作為 過(guò)程 (填標(biāo)號(hào) )的模板 , 過(guò)程需要的 酶為 RNA聚合酶 。 (3)能完成 過(guò)程的細(xì)胞 不一定能 (填 “能 ”“不能 ”或 “不一定能 ”) 完成 過(guò)程 ,遺傳密碼位于 mRNA上。 (4) 過(guò)程中一條 mRNA上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體 ,同時(shí)合成多條 相同 的多肽。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提
3、升 2.下圖為某基因表達(dá)的過(guò)程 ,據(jù)圖回答問(wèn)題。 (1)能夠?qū)⑦z傳信息從細(xì)胞核傳遞至細(xì)胞質(zhì)的是 (填標(biāo)號(hào) ),其基 本組成單位是 核糖核苷酸 。進(jìn)行 a過(guò)程所需的酶為 RNA聚合酶 。 (2)圖中 所運(yùn)載的氨基酸是 苯丙氨酸 。 (密碼子 :AUG甲硫氨 酸、 GCU丙氨酸、 AAG賴氨酸、 UUC苯丙氨酸 ) (3)圖中 mRNA對(duì)應(yīng)的 DNA片段連續(xù)復(fù)制兩次需要游離的胸腺嘧 啶脫氧核苷酸的數(shù)目為 21個(gè)。 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 1.DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 D N A 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 場(chǎng)所 主要是細(xì)胞核 主要是細(xì)胞核 核糖體 模板 DNA 的
4、兩條鏈 DNA 的一條鏈 m R N A 原料 4 種脫氧核苷酸 4 種核糖核苷酸 20 種氨基酸 其他 條件 酶 ( 解旋酶、 DNA 聚合酶等 ) 和 A T P 酶 ( R N A 聚合酶 等 ) 和 A T P 酶、 A T P 和 t R N A 堿基 配對(duì) 類型 A T C G A U T A C G A U C G 信息 傳遞 D N A D N A D N A m R N A m R N A 蛋白質(zhì) 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 D N A 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 時(shí)間 細(xì)胞分裂間期 生物生
5、長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中 產(chǎn)物 2 個(gè)相同的 D N A R N A ( m R N A 、 t R N A 、 r R N A ) 有一定氨基酸排 列順序的蛋白質(zhì) 特點(diǎn) 邊解旋邊復(fù)制 , 半保留復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn) 錄 ,D N A 仍保留 1 個(gè) m R N A 分子 可結(jié)合多個(gè)核糖 體 , 提高合成蛋白 質(zhì)的速度 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 2.遺傳信息、密碼子 (遺傳密碼 )、反密碼子的區(qū)分與聯(lián)系 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 基因表達(dá)中數(shù)量關(guān)系的相關(guān)計(jì)算 基因、 mRNA中的堿基數(shù)量和蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量有什么關(guān)系 ? 據(jù)圖完成下列問(wèn)題。 探究
6、點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 (1)轉(zhuǎn)錄時(shí) ,組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄 ,另一條鏈不 能轉(zhuǎn)錄?；?yàn)?雙 鏈結(jié)構(gòu)而 RNA為 單 鏈結(jié)構(gòu) ,因此轉(zhuǎn)錄形成的 mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的 1/2。 (2)mRNA中堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系 :翻譯過(guò)程中 ,mRNA 中每 3個(gè) 相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸 ,每個(gè)氨基酸需要一個(gè) tRNA轉(zhuǎn)運(yùn) ,所以經(jīng) 翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是 mRNA中堿基數(shù)目的 1/3。 (不考慮終止密碼子 ) (3)綜上可知 ,基因中堿基數(shù)目 mRNA堿基數(shù)目 所需 tRNA 數(shù) 目 蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目 =6 3 1 1。 (不考慮終
7、止密碼子 ) 探究點(diǎn)一 探究點(diǎn)二 問(wèn)題導(dǎo)引 歸納提升 基因表達(dá)過(guò)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) ) 6 n R N A 中的堿基數(shù) ( 核糖核苷酸數(shù) ) 3 n 蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù) n 參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的 t R N A 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 類型 基因的表達(dá)及相關(guān)計(jì)算 例 1根據(jù)下表中的已知條件 ,判斷蘇氨酸的密碼子是 ( ) D N A 雙鏈 T G m R N A t R N A ( 反密碼子 ) A 氨基酸 蘇氨酸 A.TG
8、U B.UGA C.ACU D.UCU 解析： 反密碼子與密碼子互補(bǔ) ,所以蘇氨酸密碼子的第三個(gè)堿基 為 U,且密碼子由 mRNA上的堿基組成 ,不含堿基 T,所以 A、 B兩項(xiàng)錯(cuò) 誤。根據(jù) mRNA與 DNA中模板鏈互補(bǔ)可推知蘇氨酸密碼子為 UGU 或 ACU,故選 C。 答案： C 例 2導(dǎo)學(xué)號(hào) 52240039下圖表示細(xì)胞內(nèi)遺傳信息表達(dá)的過(guò)程 ,根據(jù) 所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)回答問(wèn)題。 圖 1 圖 2 (1)圖 2中方框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)是 的一部分 ,它主要在 中合成 ,其基本組成單位是 ,可以用圖 2方框 中數(shù)字 表示。 (2)圖 1中以 為模板合成 物
9、質(zhì)的過(guò)程稱為 ,該過(guò) 程進(jìn)行的主要場(chǎng)所是 ,所需要的原料 是 。 (3)若該多肽合成到圖 1所示 UCU決定的氨基酸后就終止合成 ,則 導(dǎo)致合成結(jié)束的終止密碼子是 。 (4)若圖 1的 所示的分子中有 1 000個(gè)堿基對(duì) ,則由它所控制形成 的 mRNA中含有的密碼子個(gè)數(shù)和合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類最多 不超過(guò) 。 A.166和 55 B.166和 20 C.333和 111 D.333和 20 解析： 圖 1所示為遺傳信息的表達(dá)過(guò)程 ,包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)步 驟 ,其中的 分別是 DNA、 tRNA、氨基酸、 mRNA、 多肽鏈、核糖體 ,在 mRNA的 UC
10、U堿基后的密碼子是 UAA;根據(jù)堿 基的構(gòu)成判斷 ,圖 2中方框內(nèi)是 RNA,其基本組成單位是核糖核苷酸 , 它由一分子磷酸 ,一分子核糖 ,以及一分子含氮堿基構(gòu)成 ,即圖 2方框 中的 1、 2、 7。在不考慮終止密碼子的情況下 ,DNA中堿基對(duì)的數(shù) 目和 mRNA 中堿基的個(gè)數(shù)及相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸的個(gè)數(shù)的比值是 3 3 1,經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)中氨基酸最多不超過(guò) 20種。 答案： (1)RNA 細(xì)胞核 核糖核苷酸 1、 2、 7 (2)翻譯 核糖體 氨基酸 (3)UAA (4)D 基 因 指 導(dǎo) 蛋 白 質(zhì) 合 成 1 2 3 4 5 6 1.下圖表示在人體細(xì)胞核中進(jìn)行的某一生命
11、過(guò)程 ,據(jù)圖分析 ,下列說(shuō) 法正確的是 ( ) 該過(guò)程共涉及 5種核苷酸 在同一個(gè)體的不同組織細(xì)胞中該 過(guò)程產(chǎn)物有差異 該過(guò)程不只在細(xì)胞核中發(fā)生 該過(guò)程需要 聚合酶 A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 解析： 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)的情況可知 ,題圖表示的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 ,涉及 4 種核糖核苷酸 ,需要 RNA聚合酶 ,不只在細(xì)胞核中發(fā)生 ,還可以在線 粒體、葉綠體中發(fā)生。由于細(xì)胞分化 ,不同的細(xì)胞表達(dá)的基因不同 , 所以轉(zhuǎn)錄形成的產(chǎn)物不同。 答案： C 1 2 3 4 5 6 2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與復(fù)制過(guò)程中相同的是 ( ) A.只以 DNA的一條鏈為模板 B
12、.以堿基 U與堿基 A配合成對(duì) C.合成的產(chǎn)物是 mRNA D.按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 解析： 轉(zhuǎn)錄是以 DNA的一條鏈為模板 ,而復(fù)制是以 DNA的雙鏈為 模板 ;復(fù)制的產(chǎn)物是子代 DNA,轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物為 RNA;轉(zhuǎn)錄時(shí)堿基 U與 A配對(duì) ,復(fù)制時(shí)堿基 T與 A配對(duì) ;復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程都遵循堿基互補(bǔ)配 對(duì)原則。 答案： D 1 2 3 4 5 6 3.如果 DNA分子模板鏈上的 TAA變成了 TAC,那么相應(yīng)的遺傳密碼 將會(huì) ( ) A.由 AUU變?yōu)?AUG B.由 UUA變?yōu)?UAC C.由 AUG變?yōu)?AUU D.由 UAA變?yōu)?UAC 答案： A 1 2 3 4 5 6 4.下列有關(guān)
13、蛋白質(zhì)合成的敘述 ,不正確的是 ( ) A.終止密碼不編碼氨基酸 B.每種 tRNA只轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 C.tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息 D.核糖體可在 mRNA上移動(dòng) 答案： C 1 2 3 4 5 6 5.基因、遺傳信息和密碼子分別是指 ( ) mRNA上核苷酸的排列順序 基因中脫氧核苷酸的排列順序 DNA上決定氨基酸的 3個(gè)相鄰的堿基 tRNA 上一端的 3個(gè)堿 基 mRNA上決定氨基酸的 3個(gè)相鄰的堿基 有遺傳效應(yīng)的 DNA片段 A. B. C. D. 答案： B 1 2 3 4 5 6 6.導(dǎo)學(xué)號(hào) 52240040某雙鏈 DNA有 7 200個(gè)堿基 ,由此 DNA控制合成 的蛋白質(zhì)最多有氨基酸 ( ) A.7 200個(gè) B.3 600個(gè) C.2 400個(gè) D.1 200個(gè) 解析： 轉(zhuǎn)錄只以基因中的一條鏈為模板 ,因此 ,轉(zhuǎn)錄形成的 RNA分 子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的 1/2。在翻譯過(guò)程中 ,mRNA中每 3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸 ,所以蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是 mRNA堿基數(shù)目的 1/3。所以基因中的堿基數(shù) (雙鏈 )、 RNA分子中 的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之比為 6 3 1。 答案： D
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