第1节基因指导蛋白质的合成导学案.doc

第四章第1节 基因指导蛋白质的合成 导学案【学习目标】1.概述遗传信息的转录和翻译过程。2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。【学习重点和难点】重点：遗传信息转录和翻译的过程难点：遗传信息的翻译过程【学习过程】基因 控制 生物性状 指导 体现 合成 蛋白质基因表达： 的过程。一、遗传信息的转录 1、 细胞中的两种核酸的比较 观察教材P6263图4-1和4-2，回顾复习核酸的知识，填写下表核酸DNARNA组成元素基本单位（4种） （4种）碱基组成结 构规则的 分 布主要在 ，少量在细胞质的 中主要在 ，少量在 。信使RNA （mRNA）-2. RNA的类型 核糖体RNA （rRNA）- 转运RNA （tRNA）- 3.转录 阅读教材P63页，完成下列问题。（1）含义：以 为模板合成 过程。（2）场所： （3）时间： （4）过程：详见书上63页图解，解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。配对：4种核糖核苷酸按 原则通过形成 结合到DNA的 连接：核糖核苷酸在 的作用下连接形成一条mRNA分子。释放：合成的 从DNA链上释放。而后， 。（5）条件：a、模板： b、原料： c、能量： d、酶： （6）产物： （7）碱基互补配对原则： （8）遗传信息传递方向： 思考：1.已知DNA片段的碱基序列，写出对应的mRNA碱基序列（a链为模板链）a链b链mRNA： 反密码子：氨基酸：2.转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？特别提醒：转录是以基因为单位的，当转录开始时，并不是整条DNA解旋，而是基因局部解旋。这样可以保护其他不转录基因的安全，因为解旋后容易发生碱基的改变。三、遗传信息的翻译1、密码子（1）定义： 上 的碱基。 U C A U G A U U AmRNA 密码子 密码子 密码子（2）种类：密码子共有 种，其中起始密码子 种，终止密码子 种（不能决定氨基酸），能够决定氨基酸的密码子有 种。（3）密码子与氨基酸的对应关系：一个密码子只能决定 种氨基酸。 密码子具有 性一种氨基酸可以由 个密码子来决定地球上几乎所有的生物 密码子 密码子具有 性2. tRNA与反密码子tRNA呈 结构，共有 种，一种tRNA只能识别并转运 种氨基酸,一种氨基酸可以由 种tRNA识别并转运。反密码子： 上能够与 互补配对的 。3翻译（1）定义：以 为模板合成 过程。（2）场所：（3）时间： （4）过程：阅读课本66页图4-6，： 进入细胞质，与 结合。携带甲硫氨酸的 ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2：甲硫氨酸通过与组氨酸形成 而转移到占据位点2的tRNA上。：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA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 的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的 ，合成才告终结。（5）条件：a、模板： b、能量： c、酶： d、原料： e、工具：“搬运工” （6）产物： （7）碱基互补配对原则： （8）遗传信息流动方向： 【小结】1.DNA复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间场所模板原料条件产物特点碱基配对遗传信息传递意义思考：那些细胞能进行DNA复制？那些细胞能进行转录和翻译？2DNA中碱基数量、RNA碱基数量和蛋白质中氨基酸的数量关系肽键数目= =氨基酸数目- DNA分子双链碱基数：RNA单链碱基数：蛋白质中氨基酸个数=6:3:1DNA模板链碱基与mRNA碱基互补，mRNA的密码子与tRNA的反密码子互补，【随堂练习】1.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（ ）A1000个、3000个和3000对 B1000个、3000个和6000对 C300个、300个和3000对 D1000个、3000个和1500对 2 DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质，穿过( )磷脂双分子层？A6层 B0层 C2层 D 4层3 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（ ） A12 B24 C18 D304、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种 （ ） A800 B400 C200 D205、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 （ ） A体细胞、胰岛细胞中 B胰岛细胞、体细胞 C均位于胰岛细胞中 D体细胞、核糖体6、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7. 正常情况下，能够发生的的是（ ）A.相同的DNA复制成不同的DNA B.相同的DNA转录出不同的RNAC.相同的密码子翻译成不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸8. 已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与，则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是A.18 B.36 C.54 D.1089 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是A.DNA复制 B.转录和翻译 C.ATP合成 D.着丝点分裂10. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的A.15% B.20% C.25% D.35%11. 已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的，有人从三种生物中提取出核酸，经分析，他们的碱基比率如下：生物AGUTC甲25242319乙23242725丙31193119（1）这表明： 的核酸是RNA。 的核酸是双链DNA。（2）从碱基比例看，双链DNA的特点是 。UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA12、右图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：(1)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的 步骤；该步骤发生在 中。(2)图中()是 。按从左到右的次序写出()内mRNA区段所对应的DNA -AGCTGATTCGAAGCG-碱基的排列顺序 -(3)该过程不可能发生在 ( )A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞四、基因对性状的控制1.中心法则的提出及发展内容图解(确信结论可能正确的结论)图解表示出遗传信息的传递有哪5个过程_ (1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递是_(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递是_ 思考:RNA的自我复制和逆转录在正常细胞结构的生物体内能发生吗?2基因、蛋白质与性状的关系（1）中心法则与基因表达的关系 _体现了遗传信息的传递功能，发生在_过程中。 _体现了遗传信息的表达功能，发生在_过程中。思考:所有的活细胞才能进行DNA的复制吗?都能进行转录和翻译吗?tRNA、rRNA、mRNA均是转录产生的吗?都在翻译过程中发挥作用吗?（2）.基因对性状的控制方式与影响因素 1.基因控制性状需经过一系列步骤，基因控制性状有如下两种方式思考: 1. 有具有细胞结构的生物都发生DNA复制、转录和翻译过程吗?3、基因控制生物性状的影响因素(1)一个基因能决定一种性状，但有的性状受多对基因的控制(如人的身高)。多因一效与一因多效(2)基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是_和_共同作用的结果。（3）基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。五、自我检测1.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（ ）A1000个、3000个和3000对 B1000个、3000个和6000对 C300个、300个和3000对 D1000个、3000个和1500对 1在下列的转录简式中有核苷酸 （ ） DNA: -A-T-G-C-，RNA： U-A-C-G- A4种 B5种 C6种 D8种2 DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质，穿过( )磷脂双分子层？A6层 B0层 C2层 D 4层3 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（ ） A12 B24 C18 D304、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种 （ ） A800 B400 C200 D207、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 （ ） A体细胞、胰岛细胞中 B胰岛细胞、体细胞 C均位于胰岛细胞中 D体细胞、核糖体9、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11. 正常情况下，能够发生的的是（ ）A.相同的DNA复制成不同的DNA B.相同的DNA转录出不同的RNAC.相同的密码子翻译成不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸12. 已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与，则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是A.18 B.36 C.54 D.10813 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是A.DNA复制 B.转录和翻译 C.ATP合成 D.着丝点分裂14. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的A.15% B.20% C.25% D.35%15. 若某基因有150个碱基对，由于受到X射线的辐射，少了一对碱基，则由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比，可能出现的情况是 （多选）A.50个氨基酸，氨基酸的顺序不变 B.49个氨基酸，氨基酸的顺序不变 C.50个氨基酸，氨基酸的顺序改变 D.少于49个氨基酸，氨基酸的顺序改变17. 已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的，有人从三种生物中提取出核酸，经分析，他们的碱基比率如下：生物AGUTC甲25242319乙23242725丙31193119（1）这表明： 乙 的核酸是RNA。 丙 的核酸是双链DNA。（2）从碱基比例看，双链DNA的特点是 A=T,G=C 。UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA18、右图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：(1)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的 翻译 步骤；该步骤发生在 细胞质 中。(2)图中()是 转运RNA 。按从左到右的次序写出()内mRNA区段所对应的DNA -AGCTGATTCGAAGCG-碱基的排列顺序TCGACTAAGCTTCGC-(3)该过程不可能发生在 ( )A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞19、（2006.广东）细胞分裂间期是DNA复制和蛋白质合成等物质积累的过程。（1）在DNA的复制过程中，DNA在解旋酶的作用下，双螺旋链解开成为两条单链，并以每一条单链为模板，采用半保留复制方式合成子代DNA分子。（2）某基因中的一段序列为TAT GAG CTC GAG TAT 根据下表提供的遗传密码推测其编码的氨基酸序列：异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、亮氨酸、异亮氨酸 密码子CACUAU AUA CUC GUG UCC GAG 氨基酸组氨酸 酪氨酸异亮氨酸亮氨酸 缬氨酸丝氨酸谷氨酸3. 下列说法正确的是 ( ) A.原核生物和病毒的遗传物质是DNA或RNA B.动物的性状是由细胞核基因和环境共同决定的 C.基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状 D.囊性纤维病的病因可以证明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状4. 如图所示：红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸。据图分析，以下叙述正确的是 ( )A若基因a被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活B.若基因b被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活C.若基因b不存在，则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成D.基因c不能控制酶c的合成5. 一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为 ( ) A.33 11 B.36 12 C.12 36 D.1l 366.在生物体内性状的表达一般遵循DNARNA蛋白质的表达原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是 ( )A.在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的 B.DNARNA是在细胞核中完成的，RNA蛋白质是在细胞质中完成的C.在同一个体不同的细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不同D在细胞的一生中DNA、RNA和蛋白质种类和数量是不变的7. 如图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中只能发生的是 （ ）A. B. C. D.8. 下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是 ( )A.每一个性状都只受一个基因控制B.蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变C.蛋白质的合成是受基因控制的D.基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状9.下列关于细胞基因复制与表达的叙述，正确的是 （ ）A.一种密码子可以编码多种氨基酸 B.基因的内含子能翻译成多肽C.编码区增加个碱基对，只会改变肽链上的个氨基酸 D. DNA分子经过复制后，子代DNA分子中(C+T)(A+G)=110在中心法则里DNA决定RNA的性质及RNA决定蛋白质的性质分别是通过 ( )A.碱基互补配对原则和信使RNA上三个碱基的排列顺序B.DNA的双螺旋结构和转运RNA上的反密码子的排列顺序C.碱基互补配对原则和信使RNA上密码子的排列顺序D.碱基互补配对原则和转运RNA上的反密码子的排列顺序11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。（ ）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是 、 、 和 。需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 （用图中的字母回答）。a过程发生在真核细胞分裂的 期。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是 。能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ，后者所携带的分子是 。RNA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述）： ； 。12如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四支试管内都有产物生成，请回答：(1)a、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。(2)b、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。(3)d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了_。(4)若要在b试管中继续获得多肽，则至少还应加入_。13已知甲、乙、丙三种病毒.它们的遗传信息传递和表达过程如图，请据图回答下面的问题。(1)这三种病毒的遗传物质依次是：甲_；乙_；丙_。(2)过程3、10表示_；过程6表示_；过程2、5、9表示_；过程l、8、11表示_；过程7表示_，此过程需要有_的作用。14.RSV(劳氏肉瘤病毒)的结构分为三层.外层为脂被膜，中层是蛋白质衣壳，内部含有RNA和蛋白质。用去垢剂破坏病毒的脂被膜后.将病毒分成两等份，分别放入A、B两烧杯内。向A烧杯内加人四种脱氧核苷酸，其中的一种已被放射性物质标记，结果在40恒温下.放射性物质进入一种对RNA酶稳定而能被DNA酶破坏的物质中。先向B烧杯中加入RNA酶，再重复实验.结果没有这种物质产生。上述实验表明：(1)A烧杯内所形成的物质是_，这种物质是在_酶的作用下，以_为模板形成的。该过程叫_，是对_的一个重要补充。(2)B烧杯内不能形成这种物质的原因是_。课后练习与提高1.（2009年兰州一中高三月考）治疗艾滋病（HIV病毒为RNA病毒）的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似。下列对AZT作用的叙述，正确的是 （ ） A.抑制艾滋病病毒RNA基因的转录B.抑制艾滋病病毒RNA基因的自我复制C.抑制艾滋病病毒RNA基因的逆转录D.抑制艾滋病病毒RNA基因的表达过程 2.下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。“甲硫氨酸脯氨酸苏氨酸甘氨酸缬氨酸” （ ）密码子表：甲硫氨酸AUG 脯氨酸CCA、CCC、CCU苏氨酸ACU、ACC、ACA 甘氨酸GGU、GGA、GGG缬氨酸GUU、GUC、GUA。根据上述材料，下列描述错误的是 （ ） A这段DNA中的链起了转录模板的作用B.决定这段多肽链的遗传密码子依次AUG、CCC、ACC、GGG、GUAC.这条多肽链中有4个“CONH”的结构D.若这段DNA的链右侧第二个碱基T被G替代，这段多肽中将会出现两个脯氨酸3.关于转运RNA和氨基酸之间相互关系的说法，正确的是 ( )A.每种氨基酸都可由几种转运RNA携带B.每种氨基酸都有它特定的一种转运RNAC.一种转运RNA可以携带几种结构上相似的氨基酸D.一种氨基酸可由一种或几种特定的转运RNA将它带到核糖体上4.（2008年广东调研）下列关于基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是 ( )A.基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子B.基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递C.性状受基因的控制，基因发生突变，该基因控制的性状也必定改变D.通过控制酶的合成从而直接控制性状，是基因控制性状的途径之一5.人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是 ( )A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物性状B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C.一个基因可以控制多种性状D.一个性状可以由多个基因控制6.某科学家用放射性同位素分别标记的胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）培养蚕豆，观察其根尖分生区细胞的有丝分裂。已知蚕豆细胞一个有丝分裂周期是20小时。根据这两种碱基被细胞利用的情况绘制的曲线如图所示。下列对此结果的分析中，你认为不正确的是 ( )A.大量利用“T”的时期，细胞正在进行DNA分子的复制B.大量利用“U”的时期，细胞正在进行大量蛋白质的合成C.大量利用“T”的时期，细胞正在大量合成转运RNAD.大量利用“T”和“U”的时期，细胞正处于分裂间期7.有关密码子的叙述，正确的是 ( )一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子 密码子GCA在人细胞与细菌细胞中决定的氨基酸相同GTA、CCC、AUG都是密码子终止密码子由位于基因编码区下游的非编码区转录而来氨基酸不同对应的密码子肯定不同所有的密码子都决定一个氨基酸A. B. C. D.8.（2008年济宁质检）右图表示某基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题（几种相关氨基酸的密码子见下表）：亮氨酸CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG缬氨酸GUA、GUC、GUG、GUU甘氨酸GGU甲硫氨酸AUG（1）形成链的过程叫做 ，场所是 ，需要的原料是 。（2）形成链的过程与DNA复制的过程，都是遵循 原则。（3）链进入细胞质后与 结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是 （依次填写前两个氨基酸的名称）。（4）若该基因复制时发生差错，当上图a处所指由A变成G时，这种突变对该蛋白质的结构有无影响？ 。（5）若该基因有100个碱基对，可编码的氨基酸最多有 个。9.下图为艾滋病病毒（HIV）侵染人体淋巴细胞及其繁殖过程的示意图。请据图分析说明下列问题（提示：艾滋病病毒是一种球形病毒，外有蛋白质组成的外壳，内有两条RNA）。（1）图中3表示病毒正在侵染淋巴细胞，进入淋巴细胞的是病毒的 。（2）图中4至5的过程在生物学上称为 。（3）图中5至6表示病毒的遗传物质是结合到淋巴细胞的 上。（4）图中6至8是形成病毒蛋白质的过程，该过程需经过 和 两个过程。（5）图中6至7是形成病毒RNA的过程，其中6的腺嘌呤与8的 互补。（6）目前科学家们研制出的治疗艾滋病的药物是用来阻止4至5的进行，其原理是抑制 的活性。（7）由于1和9具有相同的结构和功能，说明HIV的RNA分子结构具有一定的 ；在临床实践中发现HIV很容易产生抗药性，说明RNA还能够产生 。10.在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内有含氰（HCN）的和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的：基因D、H分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合成，d、h无此功能。现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰，F1自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。用F2各表现型的叶片的提取液做实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于下表：叶片表现型提取液提取液中加入含氰糖苷提取液中加入氰酸酶叶片产氰含氰产氰产氰叶片不产氰不含氰不产氰产氰叶片不产氰不含氰产氰不产氰叶片不产氰不含氰不产氰不产氰据表回答问题：（1）由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是 。（2）两个不产氰品种的基因型是 ，在F2中产氰和不产氰的理论比为 。（3）叶片叶肉细胞中缺乏酶，叶片可能的基因型是 。（4）从代谢的角度考虑，怎样使叶片的提取液产氰？ ，说明理由 。当堂检测答案14