学案25 基因指导蛋白质的合成.doc

1、学案 25 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制考纲要求 1.遗传信息的转录和翻译( )。2.基因与性状的关系() 。一、基因指导蛋白质的合成1RNA 的结构和种类(1)结构：与 DNA 相比，RNA 在组成上的差异表现在：五碳糖是_，碱基组成中没有 T，而替换为_。(2)种类：_、tRNA 和 _三种。2遗传信息的转录(1)概念：在_中，以_的一条链为模板，合成 _的过程。(2)原料：4 种游离的_。(3)碱基配对：_、C G 、G C 、_。3遗传信息的翻译(1)翻译概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以_为模板合成_的过程。场所：细胞质中的_。运载工具：_。碱基配对：_、C G、GC 。(2

2、)密码子概念：遗传学上把_上决定一个氨基酸的_叫一个密码子。种类：共 64 种，其中决定氨基酸的密码子共有_种。(3)转运 RNA结构：形状像三叶草的叶，一端是携带_的部分，另一端有三个碱基可与密码子互补配对，称为_。种类：61 种。考考你 密码子与氨基酸有怎 样的对应关系？二、基因、蛋白质与性状的关系1基因对性状的控制(1)直接控制：通过控制_来直接控制生物性状。(2)间接控制：通过控制_来控制代谢过程，进而控制生物性状。2基因与性状的关系(1)基因与性状的关系并不都是简单的_关系。如人的身高可能是由 _决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。(2)基因与基因、基因与基因产物

3、、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。思考 基因与性状的关系，体现了基因型、表现型、环境三者之间的什么关系？探究点一 基因指导蛋白质的合成结合图示完成基因指导蛋白质合成过程关系思维拓展 遗传信息、密码子、反密码子的比较比较项目概念 作用 存在位 置 种 类、数量 特点 相互联系遗传信息基因中脱氧核苷酸的排列顺序控制生物的遗传性状DNA不同基因中脱氧核苷酸的数量、排列顺序不同，决定遗传信息特异性DNA 两条链上的碱基互补密码子mRNA 中决定一个氨基酸的三个相邻碱基直接决定蛋白质中的氨基酸序列mRNA64 种(3 种终止密码子、61 种决定氨基酸的密码子)与 DNA 模

4、板链上的碱基互补(T 被 U 取代)反密码子tRNA 中与mRNA 密码子互补配对的三个碱识别密码子，转运氨tRNA理论上 61种 (实际不详)与 mRNA的碱基互补基因中脱氧核苷酸的序列决定 mRNA 中核糖核苷酸的序列，mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补配对，密码子与相应反密码子的序列互补配对基 基酸探究示例 1 (2010 天津卷，2) 根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )DNA 双链 T GmRNAtRNA(反密码子) A氨基酸 苏氨酸ATGU BUGA CACU DUCU听课记录： 探究点二 中心法则的理解依据中心法则式完成填空：1图中生理过程、分别叫_、_、

5、_，进行的场所依次是_、_、_。2图中_、_只发生在_的细胞中。3图中的三个实线箭头表示的含义是_。思维拓展 中心法则与生物种 类的关系图解表示出遗传信息的传递有 5 个过程。1以 DNA 为遗传物质的生物 遗传信息的传递2以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递(1)(2)3中心法则体现了 DNA 的两大基本功能(1)传递遗传信息：它是通过 DNA 复制完成的， 发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。探究示例 2 中心法则是指( )A遗传信息的“转录”和“ 翻译”过程B遗传信息的“转录” 、 “翻译 ”及“表达”过

6、程CDNA 复制和“转录”过程中碱基互补配对过程D遗传信息通过 DNA 复制以及“转录”和“翻译”的传递过程听课记录： 探究点三 基因对性状的控制1分析基因对豌豆粒型、镰刀型细胞贫血症影响的示意图，总结基因对性状的两种控制方式：豌豆粒型镰刀型细胞贫血症(1)_。(2)_。2如何理解“基因和性状间并不都是线性关系”？思维拓展12线粒体、叶绿体中也有 DNA、基因存在，这些部位基因的表达受核基因调控、制约，但其基因的复制、转录、翻译均是在基因所属细胞器中的核糖体上完成的。探究示例 3 (2010 南通模拟) 着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为 DNA损伤，患者体内缺乏 DNA 修复酶，D

7、NA 损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因( )A通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状B通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状C通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状D可以直接控制生物性状，发生突变后生物性状随之改变听课记录： 题组一 基因表达1(2011北京理综， 4)胰岛素的 A、B 两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是( )A胰岛素基因的两条 DNA 单链分别编码 A、B 两条肽链B沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素2(2010连云港摸底

8、)关于真核细胞中转录和翻译的比较，正确的是(多选)( )A都遵循碱基互补配对原则B需要的原料不同C所需酶的种类不同D主要在线粒体和叶绿体中进行3(2011江苏卷， 7)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时 RNA 聚合酶能识别 DNA 中特定碱基序列CmRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性4乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。完整的 HBV 是由一个囊膜和核衣壳组成的病毒颗粒，其 DNA 是一个有部分单链区的环状双链 DNA。如图所示乙肝病毒在肝脏细胞中的增殖过程。下列说法不正确的是( )A过程有可能发生基因突变

9、，从而引起乙肝病毒的变异B过程在生物学上叫转录，需要的酶是 RNA 聚合酶和解旋酶C过程在生物学上叫翻译，需要在核糖体上完成D过程与过程相比，其特有的碱基配对方式是 TA5下表有关基因表达的选项中，不可能的是( )基因 表达的细胞 表达产物A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白6.(2011温州模拟)下列关于密码子的叙述错误的是 ( )AmRNA 可以通过逆转录合成目的基因BtRNA 利用氨基酸与密码子发生互补配对并进一步合成多肽C信使 RNA

10、 上的 3 个相邻的碱基可能是密码子也可能不是D一种氨基酸可以由多种密码子决定，一种密码子不一定决定一种氨基酸题组二 中心法则及基因对性状的控制7(2011淮安调研)下图为中心法则图解。下列有关的叙述中，正确的是(多选)( )A过程只发生在含有逆转录酶的病毒中B转基因生物中能够体现 过程C的过程中，都能发生碱基互补配对D过程中碱基互补配对时，遵循 AT、UA、C G、GC 的原则8如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是( )A若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则试管内必须加入 DNA 连接酶B若 X 是 CTTGTACAA， Y 含有 U，则试管内必须加入逆转录酶C若 X

11、 与 Y 都是 DNA，则试管内必须加入氨基酸D若 Y 是蛋白质，X 是 mRNA，则试管内还应该有其他 RNA9(2011淮安调研)生物体内性状的表达一般遵循 “DNARNA蛋白质”的原则。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BDNARNA 是在细胞核中完成的，RNA蛋白质是在细胞质中完成的C在同一个体不同的体细胞中，DNA 相同，RNA 和蛋白质不一定相同D在细胞的一生中，DNA、RNA 和蛋白质的种类和数量是不变的题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案题组三 应用提升10(2010南通期末)下图表示细胞内

12、遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：(1)图 2 中方框内所示结构是_的一部分，它在_ 中合成，其基本组成单位是_，可以用图 2 方框中数字_表示。(2)图 1 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 1 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)从化学成分角度分析，与图 1 中结构的化学组成最相似的是 ( )A乳酸杆菌 B噬菌体C染色体 D流感病毒(5)若图 1 的所示的分子中有 1 000 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最多不超过(

13、)A166 和 55 B166 和 20C333 和 111 D333 和 2011(2010全国卷， 34)某种细菌体内某氨基酸(X)的生物合成途径如图：底物 中间产物 1 中间产物 2 X 酶 a 酶 b 酶 c 这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生长的简单培养基) 上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变型(甲、乙) 都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物 2，则甲、乙都能生长；若添加中间产物 1，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的 X，甲能积累中间产物 1，而乙不能积累。请回答：(1)根据上述资料可推断：甲中酶_的功能丧失；乙中酶 _的功能丧失

14、，甲和乙中酶_的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的_(同一、不同)菌体中的不同_发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少量的 X 来生产中间产物 1，则应选用_( 野生型、甲、乙) 。(2)将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是_。(3)在发酵过程中，菌体中 X 含量过高时，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的_，使 X 排出菌体外。学案 25 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制课前准备区一、1.(1)核糖 U(尿嘧啶

15、) (2)mRNA rRNA 2.(1) 细胞核 DNA RNA (2)核糖核苷酸 (3)AU TA3(1)mRNA 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 tRNA A U、UA (2)mRNA 三个相邻碱基 61 (3) 氨基酸 反密码子考考你 一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外) ，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。二、1.(1)蛋白质分子结构 (2)酶的合成2(1)线性 多个基因思考 表现型基因型环境课堂活动区探究点一转录 mRNA 翻译 脱氧核苷酸序列 氨基酸序列 遗传密码 氨基酸 细胞核 细胞质探究示例 1 C 反密码子与密码子互补，所以 苏氨酸密 码子第三个碱基为 U，且

16、密码子由 mRNA 上的碱基组成，不含碱基 T，所以 A、B 错。根据 mRNA 与 DNA 中模板链互补可推知苏氨酸密码子为 UGA 或 ACU，故 选 C。探究点二1复制 转录 翻译 细胞核 细胞核 核糖体2逆转录 RNA 的复制 被 RNA 病毒寄生3遗传信息的传递过程探究示例 2 D思 路 导 引 中 心 法 则 指 的 是 遗 传 信 息 的 传 递 过 程 。探究点三1(1)间接途径通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 (2) 直接途径通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状2(1)一般而言，一个基因只决定一种性状。(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉

17、米叶绿素的形成至少与 50 多个不同基因有关。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。探究示例 3 C DNA 的损伤影响了 DNA 修复酶的合成，进而性状改变，表明基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。构建知识网络遗传信息传递 遗传信息表达 蛋白质结构 酶 性状课后练习区1D 胰岛素基因包括两条 DNA 单链，在合成蛋白质的过程中是以其中一条链为模板进行转录、翻译并合成蛋白质 的，并不是两条 DNA 单链分别编码 A、B 两条肽链，故 A 选项错误。沸水浴加热会使胰岛素的空 间结构遭到破坏， 发生不可逆的 变化，使其失活，加 热一般不能使

18、肽键断裂，故 B 选项错误。胰岛素的功能既与氨基酸的种类、数量、排列顺序有关，也与肽链的空间结构有关，故 C 选项错误。核糖体合成的多肽链经过内质网、高尔基体内某些蛋白酶的作用形成一定的空间结构才能形成胰岛素，故 D 选项正确。2ABC 本题 考查真核细胞中转录和翻译的相关知识。转录时 DNA 和 RNA 的碱基互补配对，翻译时 mRNA 和 tRNA 的碱基互补配对。 转录需要的原料是核糖核苷酸，所需的酶主要是 RNA 聚合酶和解旋酶 ，场所主要是细胞核。翻 译需要的原料是氨基酸，所需的酶是蛋白质合成酶，场所是细胞质中的核糖体。3C 转录是以 DNA 的一条链为模板、以核糖核苷酸 为原料合成

19、 RNA 的过程，A 项正确；转录过程需要 RNA 聚合 酶的催化，RNA 聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出 mRNA，B 项正确，以 mRNA 为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C 项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子， 这样有时由于差错导 致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳 定， D 项正确。 4D 过程与过程相比，其特有的碱基配 对方式是 UA。模型构建解读：(1)图示中 1、8 为转录过程；2、 5、9 为翻译过程；3、 10 为 DNA 复制过程；4、6 为RNA 复制 过程；7 为逆转录过 程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为 DNA

20、病毒，如噬菌体；乙 为 RNA 病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如 HIV。注意 (1)逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。(2)根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板 DNA，原料脱氧核糖核苷酸即可确定为 DNA 复制。5D 哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器，其内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将细菌抗虫蛋白基因 导入抗虫棉叶肉 细胞而后表达生成细菌抗虫蛋白；也可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨酸酶基因表达，可生成酪氨酸 酶，在 该酶的作用下 产生黑色素，使其肤色正常。 6B A 项正确，mRNA 可通

21、过逆转录合成相应的 DNA 分子；B 项错误，多肽的合成是在核糖体上，由 tRNA 上的反密 码子与 mRNA 上的密码 子互补配对，将特定的氨基酸脱水缩合而成的；C 项正确，mRNA 上决定氨基酸的三个连续的碱基称作一个密码子，相邻的 3 个碱基不一定决定氨基酸，即不是密码子；D 项正确，共 64 个密 码子，其中 61 个能决定 20 种氨基酸，有的氨基酸只由一种密码子决定，有的氨基酸可由多种密码子决定。三个终止密码子不决定氨基酸。7CD 本题考查中心法则 的相关知识。由图知：是 DNA 复制过程；是转录过程；是逆转录过程；是 RNA 的复制过程；是翻译过程。含有逆转录酶的生物只有病毒，病

22、毒只有在其宿主细胞中才能发生逆转录过程，在病毒中不能发生。 现有的转基因生物是细胞生物，只能发生复制、转录和翻译过程，不能发生逆转录和 RNA 分子的复制过程。相关链接 中心法则五个过程的比 较过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例DNA 复制DNADNADNA 的两条链A、T 、C、G四种脱氧核苷酸ATTA CG GCDNA 绝大多数生物DNA 转录DNARNADNA 的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸AU TA CG GC RNA 绝大多数生物翻译RNA多肽 mRNA 20 余种氨基酸AU UA CG GC 多肽所有生物 (病毒依赖宿主细胞)RNA 复制RNARNA RNAA、U、C、G

23、四种核糖核苷酸AU UA CG GC RNA以 RNA 为遗传物质的生物RNA 逆转录RNADNA RNAA、T 、C、G四种脱氧核苷酸AT UA CG GC DNA某些病毒、HIV等8.D 若 X 是 RNA，Y 是 DNA，表示逆 转录过程，需加入逆转录酶；若 X 是CTTGTACAA，Y 含有 U，表示 转录过程，需加入 RNA 聚合 酶；若 X 与 Y 都是 DNA，表示DNA 的复制过程，需加入 DNA 聚合酶；若 Y 是蛋白质， X 是 mRNA，表示翻译过程， 则试管内还应该有其他 RNA，如 tRNA。9D DNA 是 细胞中的遗传物质，一般是不 变的；由于同一个体不同的体 细

24、胞中的基因存在着选择性表达，因此不同 细胞中的 DNA 相同，而 RNA 和蛋白质却不一定相同。纠错提升 (1)高等动植物只有 DNA 复制、 转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的 组织细胞中三条途径都有；但叶肉 细胞等高度分化的细胞无 DNA 复制途径，只有 转录和翻译两条途径；哺乳 动物成熟的红细胞无信息传递。(2)RNA 复制和逆转录只发生在 RNA 病毒中，是后来 发现 的，是 对中心法则的补充和完善。(3)进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补 配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(4)需要解旋酶的过程：DNA 复制(

25、两条链都作模板)和转录(DNA 一条链作模板) 。10(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 (2) 翻译 核糖体 氨基酸(3)UAA (4)D (5)D解析 图 1 所示为遗传信息的表达过程，具有 转录和翻译 两个步骤，其中的分别是 DNA、tRNA、氨基酸、 mRNA、多肽链、核糖体，在 mRNA 的 UCU 碱基后的密码子是 UAA；根据碱基的构成判断， 图 2 中方框内是 RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸；核糖体的化学成分是 RNA 和蛋白质， 这与 RNA 病毒的成分相似。DNA 中碱基对的数目和 mRNA 中碱基的个数相等， mRNA 碱基的个数的密码 子的个数比是 31；组成蛋白质的

26、氨基酸共有 20 种。11(1)b a c 不同 基因 甲(2)甲产生的中间产物 1 供给乙，使乙能够合成 X，保证自身生长产生菌落(其他合理答案也可)(3)通透性解析 (1)根据题意，在基本培养基上添加中间产物 2，则甲、乙都能生长，说明甲和乙中酶 c 功能都正常；若添加中间产物 1，则乙能生长而甲不能生长，说明甲中酶 b 功能丧失，乙中酶 b 功能正常；在基本培养基上添加少量的 X，乙不能积累中间产物 1，说明乙中酶 a 功能丧失。产生这两种突变的原因是野生型的不同菌体中不同基因发生了突变，从而 导致了酶 a和酶 b 功能的丧失。因为在基本培养基上添加少量的 X，甲能积累中间产物 1，乙不能 积累中间产物 1，则应选用甲。(2) 因 为甲能积累中间产物 1，而乙只要添加中间产物 1 就能生长，所以将甲、乙混合接种于基本培养基上时，甲 产生的中间产物 1 供给乙利用，使乙能够合成 X，从而保证乙自身生长形成菌落。 (3)在发酵过程中，菌体中代谢产物(X) 的浓度过高会使细胞内某些酶的活性降低，从而降低 细胞的合成速率，此 时如果能 够改变菌体细胞膜的通透性，使代谢产物(X)排出菌体外， 则 X 的合成速率就会提高。