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1、第 4 章 基因的表達 第 1 節(jié) 基因指導蛋白質的合成 學 習 目 標 思 維 脈 絡 1 . 說出 R N A 的分類及作 用。 2 . 記住遺傳信息轉錄的時 間、場所、原料、遵循的 原則、過 程、產(chǎn)物等。 3 . 記住翻譯的過程、原料、 遵循的原則、產(chǎn)物等。 4 . 說出遺傳密碼的種類、終 止密碼子、起始密碼子 等。 5 . 按照堿基互補配對原則規(guī) 律 , 進行有關計算。 一 二 三 一、 RNA的組成及分類 一 二 三 二、遺傳信息的轉錄 一 二 三 三、遺傳信息的翻譯 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 遺傳信息的轉錄和翻譯過程 轉錄和翻譯發(fā)生
2、的時期、場所及條件各是什么 ?與 DNA復制有 何不同 ? 1.圖 分別表示人體細胞中的三種生理過程。請回答以下問 題。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 (1) 過程的原料是 4種脫氧核苷酸 ,進行的場所為 細胞核和線粒 體 。 (2) 過程的產(chǎn)物可以作為 過程 (填標號 )的模板 , 過程需要的 酶為 RNA聚合酶 。 (3)能完成 過程的細胞 不一定能 (填 “能 ”“不能 ”或 “不一定能 ”) 完成 過程 ,遺傳密碼位于 mRNA上。 (4) 過程中一條 mRNA上可相繼結合多個核糖體 ,同時合成多條 相同 的多肽。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提
3、升 2.下圖為某基因表達的過程 ,據(jù)圖回答問題。 (1)能夠將遺傳信息從細胞核傳遞至細胞質的是 (填標號 ),其基 本組成單位是 核糖核苷酸 。進行 a過程所需的酶為 RNA聚合酶 。 (2)圖中 所運載的氨基酸是 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對應的 DNA片段連續(xù)復制兩次需要游離的胸腺嘧 啶脫氧核苷酸的數(shù)目為 21個。 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 1.DNA復制與轉錄、翻譯的比較 D N A 復制 轉錄 翻譯 場所 主要是細胞核 主要是細胞核 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 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 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 D N A 復制 轉錄 翻譯 時間 細胞分裂間期 生物生
5、長發(fā)育的過程中 產(chǎn)物 2 個相同的 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 特點 邊解旋邊復制 , 半保留復制 邊解旋邊轉 錄 ,D N A 仍保留 1 個 m R N A 分子 可結合多個核糖 體 , 提高合成蛋白 質的速度 探究點一 探究點二 問題導引 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 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 基因表達中數(shù)量關系的相關計算 基因、 mRNA中的堿基數(shù)量和蛋白質中氨基酸數(shù)量有什么關系 ? 據(jù)圖完成下列問題。 探究
6、點一 探究點二 問題導引 歸納提升 (1)轉錄時 ,組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉錄 ,另一條鏈不 能轉錄?；驗?雙 鏈結構而 RNA為 單 鏈結構 ,因此轉錄形成的 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)與氨基酸的關系 :翻譯過程中 ,mRNA 中每 3個 相鄰堿基決定一個氨基酸 ,每個氨基酸需要一個 tRNA轉運 ,所以經(jīng) 翻譯合成的蛋白質分子中的氨基酸數(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 蛋白質中氨基酸數(shù)目 =6 3 1 1。 (不考慮終
7、止密碼子 ) 探究點一 探究點二 問題導引 歸納提升 基因表達過程中相關的數(shù)量關系 比較 ( 不考慮終止密碼子 ) 數(shù)目 / 個 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 蛋白質中的氨基酸數(shù) n 參與轉運氨基酸的 t R N A 數(shù) n 蛋白質中的肽鏈數(shù) m 蛋白質中的肽鍵數(shù) ( 脫水數(shù) ) n - m 類型 基因的表達及相關計算 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 ,所以蘇氨酸密碼子的第三個堿基 為 U,且密碼子由 mRNA上的堿基組成 ,不含堿基 T,所以 A、 B兩項錯 誤。根據(jù) mRNA與 DNA中模板鏈互補可推知蘇氨酸密碼子為 UGU 或 ACU,故選 C。 答案： C 例 2導學號 52240039下圖表示細胞內(nèi)遺傳信息表達的過程 ,根據(jù) 所學的生物學知識回答問題。 圖 1 圖 2 (1)圖 2中方框內(nèi)所示結構是 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、質的過程稱為 ,該過 程進行的主要場所是 ,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 導致合成結束的終止密碼子是 。 (4)若圖 1的 所示的分子中有 1 000個堿基對 ,則由它所控制形成 的 mRNA中含有的密碼子個數(shù)和合成的蛋白質中氨基酸種類最多 不超過 。 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過程 ,包括轉錄和翻譯兩個步 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中堿基對的數(shù) 目和 mRNA 中堿基的個數(shù)及相應蛋白質中氨基酸的個數(shù)的比值是 3 3 1,經(jīng)翻譯合成的蛋白質中氨基酸最多不超過 20種。 答案： (1)RNA 細胞核 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 蛋 白 質 合 成 1 2 3 4 5 6 1.下圖表示在人體細胞核中進行的某一生命
11、過程 ,據(jù)圖分析 ,下列說 法正確的是 ( ) 該過程共涉及 5種核苷酸 在同一個體的不同組織細胞中該 過程產(chǎn)物有差異 該過程不只在細胞核中發(fā)生 該過程需要 聚合酶 A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 解析： 根據(jù)堿基互補配對的情況可知 ,題圖表示的轉錄過程 ,涉及 4 種核糖核苷酸 ,需要 RNA聚合酶 ,不只在細胞核中發(fā)生 ,還可以在線 粒體、葉綠體中發(fā)生。由于細胞分化 ,不同的細胞表達的基因不同 , 所以轉錄形成的產(chǎn)物不同。 答案： C 1 2 3 4 5 6 2.遺傳信息的轉錄與復制過程中相同的是 ( ) 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 C.合成的產(chǎn)物是 mRNA D.按照堿基互補配對原則 解析： 轉錄是以 DNA的一條鏈為模板 ,而復制是以 DNA的雙鏈為 模板 ;復制的產(chǎn)物是子代 DNA,轉錄的產(chǎn)物為 RNA;轉錄時堿基 U與 A配對 ,復制時堿基 T與 A配對 ;復制和轉錄過程都遵循堿基互補配 對原則。 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,那么相應的遺傳密碼 將會 ( ) 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
13、蛋白質合成的敘述 ,不正確的是 ( ) A.終止密碼不編碼氨基酸 B.每種 tRNA只轉運一種氨基酸 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 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個相鄰的堿基 tRNA 上一端的 3個堿 基 mRNA上決定氨基酸的 3個相鄰的堿基 有遺傳效應的 DNA片段 A. B. C. D. 答案： B 1 2 3 4 5 6 6.導學號 52240040某雙鏈 DNA有 7 200個堿基 ,由此 DNA控制合成 的蛋白質最多有氨基酸 ( ) A.7 200個 B.3 600個 C.2 400個 D.1 200個 解析： 轉錄只以基因中的一條鏈為模板 ,因此 ,轉錄形成的 RNA分 子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的 1/2。在翻譯過程中 ,mRNA中每 3個堿基決定一個氨基酸 ,所以蛋白質分子中的氨基酸數(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)、蛋白質分子中的氨基酸數(shù)之比為 6 3 1。 答案： D
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