福建省长泰县第二中学生物课时学案必修二 20基因的表达含答案.docx
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福建省长泰县第二中学生物课时学案必修二20基因的表达含答案
【预习目标】
1.熟练掌握转录和翻译的过程,弄清与DNA复制之间的关系
2.理解中心法则及其发展,弄清基因、蛋白质与性状的关系
【基础知识回顾】
一、RNA的化学组成及分类
磷酸
1.RNA的基本组成单位:
碱基:
2.RNA的结构:
一般是链,而且比DNA,因此能够通过,从细胞核转移到细胞质中。
RNA通过核孔由细胞核进入细胞质,穿过层磷脂分子层
3.RNA的分布:
主要分布在中,可以用进行染色观察。
4.RNA的种类:
(1)mRNA→将遗传信息从传递到细胞质中
(2)tRNA→,识别密码子
(3)rRNA→的组成成分
二、遗传信息的转录
1.转录的概念:
在中,以为模板合成mRNA的过程
2.转录的过程:
(1)解旋:
DNA双链解开,DNA双链的碱基得以暴露。
(2)配对:
细胞中游离的与DNA链上的碱基互补时,两者以结合。
(3)连接:
在作用下,游离的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上。
(4)脱离:
合成的从DNA链上释放,DNA恢复。
①转录的时间是细胞分裂的期,个体发育的整个过程,场所是。
②转录所需要的条件、、、。
③转录的特点是,转录完成后DNA恢复为双链结构。
④转录成的mRNA碱基序列与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同?
对于右图的说法,不正确的是()
①表示DNA复制过程②一定需要逆转录酶
③共有5种碱基④共有6种核苷酸
⑤遵循碱基互补配对原则⑥A均代表同一种核苷酸
A、①②③B、④⑤⑥C、①②⑥D、③⑤⑥
DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处是( )
A.利用的模板都相同B.利用的原料都相同
C.所利用的酶都相同D.都遵循碱基互补配对原则
三、遗传信息的翻译
1.翻译的概念:
游离在中的各种氨基酸,以为模板合成具有
一定顺序的蛋白质的过程。
2.密码子:
(1)位置:
在上
(2)实质:
决定一个氨基酸的三个相邻。
(3)种类:
种,其中终止密码子个,起始密码子个,能决定氨基酸的是
。
3.tRNA
(1)种类:
种
(2)结构:
三叶草形,一端是携带的部位,另一端有3个碱基可以与mRNA上的密码子,叫。
(3)tRNA与氨基酸的关系:
一个tRNA一次只能转运个氨基酸,一种tRNA只能识别并转运种氨基酸,一种氨基酸可以由种tRNA来转运。
tRNA是否只有三个碱基?
RNA是否没有氢键?
4.过程(看P66图4-6,回答问题)
(1)mRNA进入细胞质与结合。
(2)携带氨基酸的tRNA与mRNA的碱基,将氨基酸置于特定位置。
(3)2个氨基酸脱水缩合形成(写出结构简式),连接成肽链。
(4)沿着mRNA移动,读取下一个密码子,直至读取到合成终止。
(5)肽链合成后,从核糖体上脱离,经过一系列“加工”,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的。
①翻译的时间在细胞分裂的期,个体发育的整个过程,场所在。
②翻译所需要的条件、、、。
③翻译是一个快速的过程,少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质,原因是
。
④肽链需要细胞器进一步加工才能成为具有一定空间结构的蛋白质。
遗传信息的“转录”和“翻译”过程分别是指()
A、DNA→DNA,DNA→RNAB、RNA→RNA,RNA→蛋白质
C、DNA→RNA,RNA→蛋白质D、RNA→蛋白
质,蛋白质→性状
若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG,那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为()
A、UACB、AUGC、ATGD、TAC
四、中心法则的提出及其发展
1.提出者:
2.内容图解
3.发展
(1)存在RNA复制酶的病毒遗传信息的流向:
(2)存在逆转录酶的病毒遗传信息的流向:
(3)疯牛病病原体(朊病毒)的遗传信息的流向:
4.完善后的中心法则
五、基因、蛋白质、性状的关系
基因通过控制蛋白质的合成来控制性状,有两条途径:
1、间接途径:
基因通过控制的合成来控制过程,从而控制性状,
实例:
白化病是由于控制的基因异常而引起的。
2、直接途径:
基因通过控制来直接控制性状,
实例:
囊性纤维病是由于编码的基因缺失3个碱基引起的。
3.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。
有些性状由多个基因决定,有些基因也可能影响决定多个性状
(2)基因与、基因与、基因与之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。
已停止分裂的细胞,其遗传信息的传递情况可能是( )
A.DNA→DNA→RNA→蛋白质B.RNA→RNA→蛋白质
C.DNA→RNA→蛋白质D.蛋白质→RNA
下列关于基因的说法,正确的是( )
A.真核细胞的基因都存在于染色体上
B.基因中的3个相邻的碱基构成一个密码子
C.基因中的一个碱基发生变化,必将导致密码子的改变,从而引起生物性状的改变
D.有些性状是由多对基因控制的
下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。
请据图回答:
(1)图中涉及的遗传信息传递方向为:
_________________________________(以流程图的形式表示)。
(2)转录过程主要发生在________(填场所)。
(3)mRNA是以图中的③为模板,在________的催化作用下,以4种游离的________为原料,依次连接形成的。
(4)能特异性识别mRNA上密码子的分子是________,它所携带的小分子有机物可用于合成图中________________。
(5)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用,该生物体表现出新的性状,原因是:
基因中一个G—C对被A—T对替换,导致由此转录形成的mRNA上________个密码子发生改变,经翻译形成的④中__________________________发生相应改变。
学案20基因的表达
课内探究案
【学习目标】
1.熟练掌握DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
2.总结基因的表达过程中有关碱基的计算的规律
3.理解中心法则与生物种类的关系,明确基因与性状之间的关系
【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
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)甲图表示的过程是,乙图表示的过程是
(2)乙过程的模板是________中的________链,进行的场所是________,所需要的原料是________。
(3)甲过程的场所是______,需要的模板是_____,运载氨基酸的工具是_______,以③中已知序列为模板翻译后的产物是________肽,翻译过程中需要________个tRNA来运载。
(4)DNA分子复制需要酶,转录需要酶。
(5)甲、乙表示的过程的意义是。
(2013·海南生物)甲(ATGG)是一段单链DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(A-P~P~P)是转录过程中的一种底物。
下列叙述错误的是
A.甲、乙、丙的组分中均有糖B.甲、乙共由6种核苷酸组成
C.丙可作为细胞内的直接能源物质D.乙的水解产物中含有丙
(1)上题(3)中翻译的产物最多需要种tRNA、个密码子、种密码子;若翻译的产物由78个氨基酸构成,则需要个密码子、最多种密码子
(2)若图中的④所示的分子中有600个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有个碱基,合成的蛋白质中最多有氨基酸个
(1)复制、转录和翻译的区别
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的期
个体生长发育的整个过程(细胞分裂和分化过程)
场所
主要在
主要在
细胞质的
模板
DNA的条链
DNA的一条链
原料
4种核苷酸
4种核苷酸
20种氨基酸
其他
条件
酶和ATP
酶和ATP
酶、ATP和
产物
2个双链DNA
一个单链RNA
特点
、
边解旋边转录;转录后DNA仍恢复原来的双链结构
翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸
碱基
配对
A—T,T—A,
G—C,C—G
,T—A,
G—C,C—G
A—,—A,
C—G,G—C
意义
遗传信息
遗传信息,使生物表现出各种性状
(2)氨基酸与密码子、反密码子的对应关系
一种氨基酸可以由种密码子决定,一种密码子只能决定种氨基酸;
一种氨基酸可以由种tRNA转运,一种tRNA只能转运种氨基酸。
(3)氨基酸与碱基的数量关系
DNA中的碱基个数:
mRNA中的碱基个数:
氨基酸的个数=
注意:
因为DNA、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等),所以实际上编码1个氨基酸,mRNA上所需的碱基数目大于3个,基因上的碱基数目大于6
个,故一般求氨基酸数有“最多”,求碱基数有“至少”等字样。
大肠杆菌某生命活动中具有如图所示的碱基配对行为,则下列说法中正确的有()
①表示DNA复制过程②图中共有5种碱基、8种核苷酸
③表示DNA转录过程④图示过程需要RNA聚合酶
⑤图中的A均代表同一种核苷酸
⑥若X链中的碱基改变,则密码子一定改变⑦若Y链中的碱基改变,则氨基酸一定改变
A.③④⑤⑦ B.②③④⑥ C.②③④⑦ D.①③⑤⑥
已知AUG、GUG为起始密码,UAA、UGA、UAG为终止密码。
某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下:
A-U-U-C-G-A-U-G-A-C……(40个碱基)……C-U-C-U-A-G-A-U-C-U,此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸数最多为()
A.20个B.15个C.16个D.18个
【探究点二】对中心法测的理解
1983年科学家证实,引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。
下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是( )
大肠杆菌和禽流感病毒(含RNA复制酶)的遗传信息又是怎么传递的?
请用图解表示
①大肠杆菌
②禽流感病毒
完善后的中心法则的图解
中心法则包括下列遗传信息的转变过程,其中揭示生物遗传实质的是()
A.从DNA→DNA的复制过程B.从DNA→RNA的转录过程
C.从RNA→蛋白质的翻译过程D.从RNA→DNA的逆转录过程
(1)中心法则体现了基因的两大功能是、。
(2)通过中心法则可以看出,基因能够控制蛋白质的合成从而控制生物的性状,通过哪些途径得以实现?
①基因通过控制的合成来控制过程,从而间接控制性状。
②基因通过控制来直接控制性状。
(3)基因与性状之间数量关系怎样?
性状只受基因控制吗?
下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中不正确的是( )
A.生物体的性状完全由基因控制B.蛋白质的功能可以体现生物性状
C.蛋白质的结构可直接影响生物性状D.基因与性状不都是简单的线性关系
香豌豆的紫花对白花是一对相对性状,由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,其显性基因决定花色的过程如图所示。
(1)从图可见,紫花植株必需同时具有和基因,方可产生紫色物质。
(2)基因型为AaBb和aaBb的个体,其表现型分别是和。
(3)AaBb×AaBb的子代中,紫花植株与白花植株的比例分别为和。
(4)本图解说明,基因与其控制的性状之间的数量对应关系是
。
结合本节所学知识,完成图解,并领会DNA复制、转录和翻译的过程和遗传信息的传递过程
1.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是()
A.一个密码子可以决定多个氨基酸B.DNA复制就是基因表达的过程
C.一个mRNA只能结合一个核糖体D.转录和翻译都可发生在线粒体内
2.一个转运RNA的3个碱基为CGA,此RNA运载的氨基酸是()
A.酪氨酸(UAC)B.谷氨酸(GAG)C.精氨酸(CGA)D.丙氨酸(GCU)
3.某条多肽的相对分子质量为2778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是( )
A.75对碱基 B.78对碱基C.90对碱基D.93对碱基
4.在遗传学上,把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。
信息流的方向可以用下图表示,下列相关说法正确的是( )
A.①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B.能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C.①过程可能发生基因突变和基因重组D.③过程不发生碱基互补配对
5.如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。
对此过程
的叙述不正确的是( )
A.此过程主要是在细胞质中进行的
B.此过程表示多个核糖体参与形成一条肽链
C.此过程需要tRNA和ATP
D.此过程遵循碱基互补配对原则
学案20基因的表达
课后拓展案
1.以下有关RNA的叙述中错误的是( )
A.RNA是某些生物遗传信息的载体和催化剂
B.mRNA根据密码子依次将氨基酸连接成多肽
C.mRNA的主要功能是把DNA的遗传信息传给蛋白质
D.HIV的RNA中插入某些核苷酸会导致遗传信息改变
2.有关蛋白质合成的叙述,不正确的是()
A.终止密码子不编码氨基酸B.每种tRNA只运转一种氨基酸
C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D.核糖体可在mRNA上移动
3.(2011·连云港检测)四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长,它们有的能干扰细菌核糖体的形成,有的能阻止tRNA和mRNA结合,这些抗生素均阻断了下列哪种过程( )
A.染色体活动B.DNA复制过程C.转录过程D.翻译过程
4.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因于DNA损伤。
深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修补从而引起突变。
这说明一些基因可以()
A.控制蛋白质的合成,从而直接控制生物性状
B.控制蛋白质分子结构,从而直接控制生物性状
C.控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状
D.直接控制生物性状,发生突变后生物的性状随之改变
5.某科学家用15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,32P标记尿嘧啶核糖核苷酸,研究某植物细胞的有丝分裂。
已知这种植物细胞的细胞周期为20h,两种核苷酸被利用的情况如图所示,图中32P和15N的利用峰值分别表示()
A.复制、转录 B.转录、复制
C.复制、蛋白质合成D.转录、蛋白质合成
6.下列有关如图所示的生理过程(图中④代表核糖体,⑤代表多肽链)的叙述,不正确的是()
A.图中所示的生理过程包括转录和翻译
B.图中所示的过程可发生在原核细胞中
C.遗传信息由②传递到⑤需要RNA作中介
D.图中①在该过程中不起作用,
由此可确定①在遗传上不具功能
7.根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是()
A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU
8.如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程,相关叙述中不正确的是( )
A.丙的合成可能受到一个以上基因的控制
B.图示过程没有遗传信息的传递
C.过程a仅在核糖体上进行
D.甲、乙中均含有起始密码子
9.下列对图表的分析,有关说法正确的是()
A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和④过程B.青霉素和利福平都能用来杀灭病毒
C.结核杆菌的②和③过程都能发生在拟核中D.①②③④可发生在人体健康细胞中
10.如图为某细胞中转录、翻译的示意图,据图判断下列描述中正确的是()
A.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
B.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
C.图中表示4条多肽链正在合成
D.该细胞可以是人体成熟的红细胞
11.在烟草和烟草花叶病毒中,遗传信息的传递情况分别是()
A.①②⑤和③②④⑤
B.①②⑤和④⑤
C.②④⑤和③④⑤⑥
D.②⑥⑦和②④⑤⑥
12.在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→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
B.DNA→RNA是在细胞核中完成的,RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C.在同一个体的不同体细胞中,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
13.如图为面胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。
从图中不能得出()
A.精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C.若基因②不表达,则基因③和④也不表达
D.若产生鸟氨酸依赖突变型面胞霉,则可能是基因①的碱基序列发生了改变
14.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
C.mRNA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
15.下列关于遗传信息传递的叙述,错误的是()
A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则
16.图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在()
A.真核细胞内,一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B.原核细胞内,转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C.原核细胞内,转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D.真核细胞内,转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
17.同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同,其原因是参与这两种蛋白质合成的()
A.tRNA种类不同B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同D.同一密码子所决定的氨基酸不同
18.针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注,下列有关噬菌体的叙述,正确的是()
A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质
B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡
D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解
19.(2013·新课标全国理综Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是( )
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
20.如图表示生物体内遗传信息的传递过程。
请据图回答:
(1)①过程需要的原料是____,模板是亲代DNA的_____条链。
(2)②过程表示_______,主要是在________中进行的。
(3)逆转录酶催化_______(填序号)过程,能进行该过程的生物的遗传物质是_________;需要解旋酶的过程包括图中的_________(填序号)过程。
(4)真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的______(填序号)过程,场所是_______。
(5)在实验室中,科学家用链霉素可使核糖体与单链DNA结合,来合成多肽。
请用虚线在图中表示这一过程。
21.(2013·江苏生物)图中①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。
请回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点
(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是。
22.若基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG。
若基因M的b链中箭头所指的碱基C突变为A,其对应的密码子将由变为。
正常情况下,基因R在细胞中最多有____个,其转录时的模板位于(填“a”或“b”)链中。
学案20基因的表达
课前探究案
一、1、核糖核苷酸AUGC核糖
2、单小核孔
0
3、细胞质吡罗红
4、
(1)细胞核
(2)运输氨基酸(3)核糖体
二、1.细胞核DNA双链中的一条链2.
(2)核糖核苷酸氢键(3)RNA聚合酶(4)mRNA
双螺旋
思考:
①间细胞核、线粒体、叶绿体
②模板原料酶能量
③边解旋边转录
④互补,但模板上A与U配对
三、1.细胞质mRNA氨基酸
2.
(1)mRNA
(2)碱基(3)643261种
3.
(1)61
(2)氨基酸配对反密码子(3)11多
否否
4、
(1)核糖体
(2)互补配对(3)—CO—NH—(4)核糖体终止密码子(5)蛋白质
①间核糖体②模板原料酶能量③一个mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成大量蛋白质
④内质网、高尔基体等
四、1、克里克2、3、4、略
五、1、酶代谢酪氨酸酶
2、蛋白质的结构跨膜蛋白
3、
(1)线性
(2)基因基因产物环境
1.C
2.D
3.C
4.D
5.C
6.D解析:
真核细胞的基因主要存在于染色体上,mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,基因中的一个碱基发生变化,不一定导致密码子的改变,因为兼并性。
7、解析:
该生物体出现了新的性状,可以确定是蛋白质发生了改变,由此联想到其基本组成单位氨基酸的数目、种类和排列顺序发生变化,结合本题中提供的有一个碱基对发生了改变,故应是组成蛋白质的氨基酸的种类或数目发生了改变。
答案:
(1)DNA
RNA
蛋白质
(2)①细胞核(3)② RNA聚合酶 核糖核苷酸 (4)tRNA ④ 多肽(肽链) (5)1 氨基酸的种类或数目
课内探究案
【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
(1)翻译转录
(2)④ DNA A细胞核4种游离的核糖核苷酸
(3)②核糖体 ③mRNA ①tRNA 四 4
(4)解旋酶和DNA聚合RNA聚合(5)表达遗传信息D
【例题2】D
(1)44 47861
(2)600200
(1)
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程(细胞分裂和分化过程)
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
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