新课改地区学年高中生物第4章基因的表达第1节第1课时转录和翻译的过程学案新人教版必修2Word下载.docx
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核糖体RNA
结构
单链
单链,呈三叶草形
功能
传递遗传信息,蛋白质合成的模板
识别密码子,运载氨基酸
参与构成核糖体
二、遗传信息的转录
1.概念理解
(1)场所:
主要在细胞核中。
(2)模板:
DNA的一条链。
(3)原料:
4种游离的核糖核苷酸。
(4)配对原则:
A—U、G—C、C—G、T—A。
2.转录过程
3.遗传信息的传递方向 DNA→RNA。
三、遗传信息的翻译
1.密码子与反密码子
密码子
反密码子
种类
64种
61种
位置
实质
决定一个氨基酸的3个相邻的碱基(终止密码子除外)
与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
2.翻译
(1)概念(对翻译概念的解读连线):
(2)过程:
起始:
mRNA与核糖体结合。
↓
运输:
tRNA携带氨基酸置于特定位置。
延伸:
核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子,由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)。
终止:
当核糖体读取到mRNA上的终止密码子时,合成终止。
|过程评价|
1.DNA和RNA成分的区别是五碳糖种类不同,碱基和磷酸种类均相同( )
2.少数RNA具有催化作用,且有的RNA中含有氢键( )
3.转录的模板是DNA解旋后的每一条链,产物是RNA( )
4.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上( )
5.每一个密码子都有一个反密码子与之对应( )
6.一条mRNA只能与一个核糖体结合( )
答案 1.×
2.√ 3.×
4.√ 5.×
6.×
|联想·
质疑|
★RNA有三种,均来自于DNA的转录
★翻译过程:
核糖体与mRNA结合,读取mRNA上的密码子。
★真核细胞内DNA的复制和转录均主要发生在细胞核内。
★密码子的简并性:
亮氨酸可由6种密码子决定。
★一条mRNA上可相继结合多个核糖体。
转录和翻译过程都要进行碱基互补配对,这两个过程中的碱基配对方式是否完全相同?
提示:
不完全相同,转录过程中的碱基配对方式有A-U、T-A、G-C、C-G,而翻译过程中的碱基互补配对方式有A-U、U-A、G-C、C-G。
科学探究1 RNA和DNA的比较
列表分析RNA和DNA的区别
比较项目
DNA
RNA
化学组成
基本组成单位
__________
________
碱基
A、G、C、_____
A、G、C、______
五碳糖
____________
无机酸
磷酸
空间结构
规则的__________
通常呈__________结构
脱氧核苷酸 核糖核苷酸 T U 脱氧核糖 核糖 双螺旋结构 单链
【探究应用】
经测定,甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表,这3种生物的核酸分别为:
________、________、________。
项目
A
G
C
T
U
甲
60
40
乙
30
20
丙
41
23
44
28
解析 根据碱基种类判断,甲、乙是DNA,丙是RNA,再根据碱基比例判定甲是单链DNA,乙是双链DNA。
答案 单链DNA 双链DNA RNA
【一题多变】
(1)本题中的三种生物是否具有细胞结构?
为什么?
不具有,因为这三种生物的核酸只有一种——DNA或RNA,而细胞中的核酸有DNA和RNA两种。
(2)本题中的三种生物的遗传物质分别是什么?
据题分析可知三种生物是非细胞结构的生物(病毒),故含有的核酸即为遗传物质,分别是单链DNA、双链DNA、RNA。
DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定:
若核酸分子中含核糖,一定为RNA;
含脱氧核糖,一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定:
含T的核酸一定是DNA;
含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定:
若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶,则为单链DNA;
若A=T,G=C,A+G=T+C,则一般认为是双链DNA。
科学探究2 遗传信息的转录
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程,请据图分析回答下列问题:
(1)转录的模板、原料、产物及所需的酶分别是什么?
模板是DNA的一条链,原料是核糖核苷酸,产物是RNA,转录只需RNA聚合酶,RNA聚合酶同时具有解旋酶的作用。
(2)转录过程中发生怎样的碱基互补配对?
A—U,T—A,G—C,C—G。
(3)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合,最终这两条核苷酸链的去向如何?
mRNA释放出去,而后模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链恢复双链。
【探究应用】
如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图,下列说法错误的是( )
A.②与③在组成上相同的化学基团只有磷酸基,不同的基团只有五碳糖
B.①为启动上述过程必需的有机物,其名称是RNA聚合酶,①移动的方向从右向左
C.上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中
D.转录完成后,④需通过核孔才能与核糖体结合
解析 ②与③分别是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸,故相同的化学基团是磷酸基团和胞嘧啶,不同的基团只有五碳糖,A错误;
①为RNA聚合酶,转录方向为从右向左,B正确;
根尖细胞的线粒体中有DNA,可发生转录过程,C正确;
细胞核内转录出的RNA通过核孔出来与核糖体结合,D正确。
答案 A
(1)产物④一定是mRNA吗?
不一定;
产物有mRNA、tRNA、rRNA。
(2)若④中A占35%,U占19%,则④对应的DNA分子片段中T和C分别占多少?
④是以DNA的一条链为模板转录来的,若④中A=35%,U=19%,A+U=54%,则对应的DNA分子片段中A+T=54%,G+C=46%,故A=T=27%,G=C=23%。
转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致;
DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸;
RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸;
真核生物中转录的主要场所是细胞核,线粒体和叶绿体中也能进行;
转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。
科学探究3 遗传信息的翻译
下图是翻译过程的示意图,请据图分析:
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构?
Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
(2)Ⅲ是mRNA,其中的起始密码子和终止密码子分别是什么?
它们都能决定氨基酸吗?
起始密码子:
AUG,编码甲硫氨酸;
终止密码子:
UAA,不编码氨基酸。
(3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构?
核糖体移动的方向是怎样的?
①、⑥分别是mRNA、核糖体;
核糖体移动的方向是由右向左。
(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗?
相同;
因为它们的模板是同一条mRNA。
如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化,Y表示某种功能的酶,请据图分析下面有关叙述不正确的是( )
A.Y为RNA聚合酶
B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ在细胞核内进行,过程Ⅱ在细胞质内进行
D.b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C
解析 分析题图可知,该图表示真核生物转录和翻译过程,故Y为RNA聚合酶,A正确;
图中有DNA和RNA分子,因此最多含有5种碱基和8种核苷酸,B正确;
过程Ⅰ为转录过程,主要在细胞核内进行,此外在线粒体和叶绿体内也可进行,Ⅱ为翻译过程,在细胞质中的核糖体上进行,C错误;
b部位发生DNA的转录,因此b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C,D正确。
答案 C
(1)在一个基因表达过程中,过程Ⅰ是否和DNA的复制一样,DNA的两条链同时都可以作为模板?
否,转录时是以DNA的一条链为模板。
(2)图中过程Ⅱ的方向是怎样的?
从左向右。
转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A-T,而是A-U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸,其中终止密码子不决定氨基酸。
(5)真核细胞的基因表达过程,转录主要在细胞核中进行,翻译形成的mRNA要通过核孔进入细胞质中与核糖体结合,转录和翻译在时间和空间上均不同。
但是,原核细胞的基因表达过程中,转录和翻译可以同时进行,这也是区分原核细胞和真核细胞的基因表达的主要依据。
【运用概念】
1.下列对蛋白质的翻译过程的说法中,错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
解析 翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,B错误;
由于蛋白质的基本组成单位是氨基酸,A、D正确;
在翻译过程中,搬运工是tRNA,C正确。
答案 B
2.关于RNA和DNA的区别,下列说法错误的是( )
A.DNA是规则的双螺旋结构,而RNA一般是单链
B.DNA中的五碳糖是核糖,RNA中的五碳糖是脱氧核糖
C.DNA特有的碱基是T,而RNA特有的碱基是U
D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等,但RNA中不一定
解析 DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖。
3.下列对mRNA的描述,不正确的是( )
A.mRNA可作为合成蛋白质的直接模板
B.mRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸
C.mRNA上有四种核糖核苷酸,编码20种氨基酸的密码子有61种
D.mRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用
解析 mRNA是合成蛋白质的直接模板,但只有与核糖体结合后才能发挥作用,mRNA上的密码子有64种,其中有3个终止密码子不决定氨基酸,61种密码子决定20种氨基酸。
【科学思维】
4.如图代表的是某种转运RNA,对此分析正确的是( )
A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C.合成此转运RNA的场所是核糖体
D.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变,一定会引起蛋白质结构的改变
解析 此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素,A、C、G、U四种含氮碱基;
转运RNA主要在细胞核中合成;
由于密码子具有简并性,信使RNA中的碱基发生改变,翻译出的蛋白质结构不一定改变。
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