高中生物第4章第1节基因指导蛋白质的合成学案新人教版必修2.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学基因指导蛋白质的合成1RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。2以 DNA为模板转录RNA的过程：(1)DNA 双链解开，DNA双链的碱基得以暴露；(2)游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合(有 RNA聚合酶参与)；(3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA 分子上；(4)合成的 mRNA 从 DNA链上释放。而后，DNA双链恢复。3游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。自主学习一、RNA的组成及分类1基本单位：核糖核苷酸。2组成成分。3结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过 核孔 从细胞核转移到细胞质中。4种类、作用及结构。种类作用结构信使 RNA(mRNA)蛋白质合成的直接模板单链结构转运 RNA(tRNA)识别密码子，运载氨基酸呈三叶草形核糖体 RNA(rRNA)核糖体的组成成分单链结构小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学二、遗传信息的转录和翻译1遗传信息的转录。(1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链 为模板合成RNA的过程。(2)过程：DNA解旋 原料与 DNA碱基互补配对并通过氢键 结合 mRNA 新链的延伸合成的 mRNA 从 DNA链上释放 DNA复旋。2遗传信息的翻译。(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子和反密码子。位置：密码子位于mRNA 上，反密码子位于tRNA上。种类：密码子64 种，其中3 种终止密码子 不决定氨基酸，决定氨基酸的有61 种。(3)过程。mRNA 与核糖体 结合。tRNA 与 mRNA 按照 碱基互补配对原则结合，将氨基酸置于特定位置。相邻氨基酸脱水缩合形成肽键，氨基酸连接形成肽链。肽链盘曲折叠，形成成熟的蛋白质。合作交流1判断正误：(1)转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以 4 种核糖核苷酸为原料。()解析：对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中以4 种核糖核苷酸为原料、以DNA的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶绿体和线粒体内也能合成RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。(2)DNA 是蛋白质合成的直接模板。()解析：DNA把携带的遗传信息传递给mRNA 后，由 mRNA 作为合成蛋白质的直接模板。(3)密码子位于mRNA 上，ATC一定不是密码子。()(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。()解析：核糖体在mRNA 上移动翻译出蛋白质。2问题导学：(1)在组成上，RNA与 DNA相比有哪些不同？提示：五碳糖是核糖，碱基组成中没有T，而替换为U。(2)在细胞核中转录出的RNA进入细胞质，是否体现生物膜的流动性？为什么？提示：没有。转录出的RNA通过核孔进入细胞质，不穿过核膜，没有体现生物膜的流动性。小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学1下列各项中，不属于遗传信息转录所必需的条件的是(D)A酶 BATP C模板链 D氨基酸2从单尾金鱼卵细胞中提取RNA注入双尾金鱼受精卵中，发育成的双尾金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA最可能是(C)A遗传物质 BtRNA CmRNA DrRNA 3下面是细胞核中某真核细胞基因进行转录过程的部分示意图，其中相关叙述正确的是(A)A图中有5种碱基，8 种核苷酸B该过程需要DNA聚合酶催化C若图中转录的基因含300 个碱基对，则其指导合成的蛋白质至少含100 个氨基酸D图中、的化学本质相同4某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是(A)A在 RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNA RNA杂交区域中A应与 T 配对CmRNA 翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中5下列关于图示的说法，错误的是(B)小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学A图中所示正在进行的过程是转录B从化学成分上看，图中的2 和 5 相同C若已知 a 链上形成e 链的功能段中碱基比例为ATG C1234，则 e 链的碱基比例是UACG 1234D通过该过程，遗传信息由a 传递到了 e 上，再由e 传递到蛋白质上6下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：(1)转录在 _中进行，合成的mRNA通过 _出来进入细胞质中与_结合。(2)图中以为模板合成物质的过程称为_，进行的主要场所是_，所需要的原料是_。(3)若该多肽合成到图中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是_。(4)一个 tRNA一端的三个碱基为CGA，它运载的氨基酸是_。A精氨酸(密码 CGA)B丙氨酸(密码 GCU)C酪氨酸(密码 UAU)D谷氨酸(密码 GAG)(5)若图中所示的分子中有1000 个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类数最多不超过()A166 和 55 B166 和 20 C333 和 111 D333 和 20 解析：图中所示为遗传信息的表达过程，具有转录和翻译两个步骤，其中分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体。(1)转录在细胞核中进行，需要核糖核苷酸合成mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质中与核糖体结合。(2)图中以为模板合成物质小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学的过程称为翻译，进行的主要场所是核糖体，所需要的原料是氨基酸。(3)在 mRNA上 UCU碱基后的密码子是UAA。(4)密码子存在于mRNA 分子，与 tRNA 上的反密码子碱基间互补配对。(5)DNA 中碱基对的数目和mRNA 中碱基的个数相等，mRNA 上碱基的个数与密码子的个数比是31；组成蛋白质的氨基酸共有20 种。答案：(1)细胞核核孔核糖体(2)翻译核糖体氨基酸(3)UAA(4)B(5)D 一、选择题1以下是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述正确的是(C)A此过程有水生成，主要发生在细胞核中B上面所有的碱基都可以和上相应的碱基配对C上通常可以相继结合多个D形成后即进入高尔基体加工，然后分泌出细胞2 已知 1 个蛋白质分子由2 条多肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198 个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA 中 A和 G共有 200 个，则转录成mRNA 的 DNA分子中，最少应有 C和 T 共多少个(C)A400 B200 C600 D800 3人或动物PrP 基因编码一种蛋白(PrPC)，该蛋白无致病性。PrPC的空间结构改变后成为 PrPSC(朊粒)，就具有了致病性。PrPSC可以诱导更多的PrPC转变为 PrPSC，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(C)A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPC转变为 PrPSC的过程属于遗传信息的翻译过程4下图代表的是某种tRNA，对此分析错误的是(B)小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学AtRNA含有五种化学元素BtRNA只含有 CUC三个碱基C决定谷氨酸的密码子之一为GAG D该结构参与蛋白质合成中的翻译过程5如图为细胞中合成蛋白质的示意图，下列相关说法不正确的是(C)A该图说明少量的mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质B该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸C的最终结构各不相同D合成的场所在细胞核，的合成与核仁有关6下图为RNA的形成过程示意图，下列有关叙述错误的是(D)Ac 是游离的核糖核苷酸Ba 是编码链，b 是模板链C图中 RNA聚合酶的移动方向是从左向右D转录完成后解开的双螺旋不再重新形成解析：题图表示转录过程，c 是该过程的原料核糖核苷酸，A 项正确；转录时，DNA分子某段双螺旋解开，以其中一条链为模板，图中b 链为模板链，a 链为编码链，B项正确；图中RNA聚合酶结合部位左边DNA双螺旋重新形成，右边 DNA双螺旋解开，说明转录方向从左向右进行，C项正确；转录完成后，DNA分子结构不改变，双螺旋结构恢复，D项错误。7关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是(D)A一种 tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核中合成的C反密码子是位于mRNA 上相邻的三个碱基D大多数氨基酸有两种以上的密码子小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学解析：一种 tRNA 只能携带一种氨基酸，故A错误。DNA聚合酶是在核糖体上合成的，故B 错误。反密码子是位于tRNA 上相邻的三个碱基，故C错误。大多数氨基酸有两种以上的密码子，故D正确。二、非选择题8如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，表示物质或结构，a、b、c 表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG 甲硫氨酸、GCU 丙氨酸、AAG 赖氨酸、UUC 苯丙氨酸、UCU 丝氨酸、UAC 酪氨酸)(1)完 成 遗 传 信 息 表 达 的 是 _(填 字 母)过 程，a 过 程 所 需 的 酶 有_。(2)图中含有核糖的是_(填数字)；由指导合成的多肽链中氨基酸序列是_。(3)若在 AUG 后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明_。解析：分析图示过程可知：a 为 DNA的复制、b 为转录、c 为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，为b 和 c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA 中含有核糖，图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据 mRNA 上的碱基顺序组成的密码子，指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸。(3)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。答案：(1)b、c 解旋酶和DNA聚合酶(2)甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸(3)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成9下图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。请据图回答下列问题：小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学(1)过程的产物是DNA，则过程发生在_期，催化过程的酶是_。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某 tRNA 一端的三个碱基是UAC，该 tRNA所携带的氨基酸是_。(3)a、b 为 mRNA 的两端，核糖体在mRNA 上的移动方向是_。过程进行的场所有_。(4)一 个mRNA上 连 接 多 个 核 糖 体 叫 做 多 聚 核 糖 体，多 聚 核 糖 体 形 成 的 意 义 是_。从 原 核 细 胞 中 分 离 的 多 聚 核 糖 体 常 与DNA 结 合 在 一 起，这 说 明_。(5)胰岛素共含51 个氨基酸，控制其合成的基因上至少含有脱氧核苷酸_个。解析：(1)据图分析可知：过程指DNA的复制，在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。过程指转录，催化DNA转录为 RNA的酶为 RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA 上，据 tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG，AUG 决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知：越接近b 端的核糖体上翻译出的肽链越长，说明越接近b 端的核糖体在mRNA 上移动的距离越长，由此推出核糖体在mRNA 上的移动方向为ab。过程是对蛋白质进行加工和运输，相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA 上连接多个核糖体以后，可以同时合成多条相同的肽链，提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，说明在原核细胞中边转录边翻译，转录和翻译可同时间同场所进行。(5)信使 RNA上每 3 个相邻碱基决定1 个特定的氨基酸，据此，合成含51 个氨基酸的蛋白质，基因上脱氧核苷酸数至少为306 个。答案：(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间RNA 聚合酶(2)甲硫氨酸(3)a b内质网和高尔基体(4)短时间内能合成较多的蛋白质原核细胞中的转录和翻译是同时间同场所进行的(5)306