第四五章最新学案正式版学生版Word下载.docx
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(1)若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA;
有核糖一定为RNA。
(2)若含“T”,一定为DNA或其单位;
若含“U”,一定为RNA或其单位。
因而用放射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA或RNA,若细胞中大量利用“T”,可认为进行DNA的复制;
若大量利用“U”,可认为进行RNA的合成。
(3)若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶,则为单链DNA,因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。
(4)若发现嘌呤≠嘧啶,则肯定不是双链DNA(可能为单链DNA,也可能是RNA)。
二、遗传信息的转录
1.场所:
主要是细胞核。
真核生物转录的场所还有叶绿体和线粒体。
2.模板:
DNA转录的模板与DNA复制不同,是DNA的一条链,而且是DNA的某一片段(基因),不是整条链。
3.条件:
解旋酶、RNA聚合酶、提供能量的ATP,而酶的活性的发挥需要适宜的温度和pH等外界条件。
4.原料:
核糖核苷酸。
5.过程:
(1)解旋:
________解开,DNA双链的碱基得以暴露。
(2)配对:
游离的________________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________结合。
(3)连接:
在________________的作用下,依次连接,形成一个________分子。
(4)脱离:
合成的________从DNA链上释放,而后,__________恢复。
6.配对:
A—U、G—C、T—A、C—G。
7.结果:
形成三种RNA,其中mRNA携带遗传信息。
注意 转录不是以DNA的一条链为模板进行的,实际上转录是以基因为单位进行的,准确地说是以DNA中的某一片段为单位进行转录的。
由于基因的选择性表达,因此,不同的细胞中不同的基因得以表达。
因此,在不同的细胞中,转录形成的RNA也不相同。
【自学测评】
1.与DNA分子相比较,RNA特有的化学成分是( )
A.脱氧核糖和胸腺嘧啶B.核糖和尿嘧啶
C.脱氧核糖和尿嘧啶D.核糖和胸腺嘧啶
2.下列关于RNA的叙述,错误的是( )
A.RNA催化细胞内的某些生化反应
B.RNA是一种遗传物质
C.RNA参与构成核糖体
D.RNA参与构成细胞膜
3.T2噬菌体、烟草花叶病毒、烟草体内核苷酸的种类依次是( )
A.4、4、4B.4、4、8
C.4、8、8D.8、8、8
4.如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程,据图分析,下列说法正确的是( )
A.该过程共涉及5种核苷酸
B.该过程共涉及8种碱基
C.该过程需要解旋酶和DNA聚合酶
D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗
【我的疑惑】
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
【互动探究】
(课堂篇)
伟哉唯人类探索永相续;
三人行必有吾师
【探究一】遗传信息的转录
1.DNA分子主要存在于细胞的什么部位?
蛋白质在细胞的什么地方进行合成?
2.细胞核中的DNA分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?
3.信使RNA怎样形成并完成任务呢?
4.讨论:
(1)基因表达整个过程分几个阶段?
分别叫什么?
(2)转录的场所、条件、过程、配对方式、结果是什么?
【例1】下列哪些项目是DNA和RNA共同具有的( )
①以核苷酸为基本组成单位 ②具有A、T、G、C四种碱基③基本单位通过磷酸二酯键相连 ④规则的双螺旋结构 ⑤存在于细胞核、线粒体、叶绿体中 ⑥嘌呤种类相同
A.①②③④B.③④⑤⑥
C.②③④⑤D.①③⑤⑥
解析:
D [DNA和RNA都以核苷酸为基本组成单位,故①正确;
DNA分子具有的碱基是A、T、G、C四种,RNA具有的碱基是A、U、G、C四种,故②错;
脱氧核糖核苷酸之间的连接键和核糖核苷酸之间的连接键都是磷酸二酯键,故③正确;
绝大多数DNA都具有规则的双螺旋结构,但多数RNA都是单链,故④错;
细胞核、线粒体、叶绿体中都既有DNA又有RNA,故⑤正确;
组成DNA和RNA的嘌呤都是A和G,故⑥正确。
]
【变式1】已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。
现发现了一种新病毒,要确定其核酸属于上述哪一种类型,应该( )
A.分析碱基类型,确定碱基比例
B.分析碱基类型,分析核糖类型
C.分析蛋白质的氨基酸组成,分析碱基类型
D.分析蛋白质的氨基酸组成,分析核糖类型
【例2】对于下列图解,正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录过程 ③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A.①②③B.④⑤⑥
C.②③④D.①③⑤
C [由图可知,此过程是DNA转录过程,整个过程涉及5种碱基:
A、T、C、G、U;
但由于组成DNA和RNA的五碳糖不同,故分别有4种核苷酸,共8种。
【变式2】如图表示以1链为模板合成2链的过程,叙述错误的是( )
A.是生物体绝大多数活细胞都能进行的生理过程
B.需要解旋酶的参与
C.原料是四种核糖核苷酸
D.场所是核糖体
【巩固拓展】
(练习篇)
勤积跬步必至千里
1.在如图所示四种化合物的化学组成中,“○”中所对应的含义最接近的是( )
A.①和②B.②和③
C.③和④D.②和④
2.有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述,错误的是( )
A.两种过程都可在细胞核中发生
B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料
D.两种过程都以DNA为模板
3.已知一段mRNA上有30个碱基,其中A+U=12,则转录形成该mRNA的一段DNA分子中,C+T为( )
A.30B.24C.18D.12
4.下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图,下列说法正确的是( )
A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C.如果③表示酶分子,则它的名称是DNA聚合酶
D.转录完成后,②需通过三层生物膜才能与核糖体结合
第2课时 基因指导蛋白质的合成
(二)
1.概述遗传信息的翻译过程。
2.掌握蛋白质合成过程中的数量关系,并能进行有关计算。
【自主阅读】
一、遗传信息的翻译
1.概念:
将游离在细胞质中的各种氨基酸,以________为模板合成具有一定____________顺序的蛋白质的过程。
场所:
____________;
原料:
模板:
________;
结果:
具有________________顺序的蛋白质。
2.实质:
将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。
3.碱基与氨基酸之间的对应关系
DNA和RNA都只含有______种碱基,而组成生物体蛋白质的氨基酸有______种,1个氨基酸的编码至少需要______个碱基,而每3个碱基有________(用乘法等式表示)种组合,这样才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。
密码子:
________________________________________的碱基叫做密码子,共有____个密码子。
其中起始密码子______个,分别是AUG、GUG;
终止密码子______个,分别是________、________、________。
4.氨基酸的“搬运工”tRNA:
呈____________形状,一端为________________的部位,另一端有______个碱基,每个______上的3个碱基可以与________________________互补配对,称为反密码子。
5.过程
(1)mRNA进入细胞质,与______________结合。
(2)携带一个特定氨基酸的tRNA,通过________________与第一个密码子互补配对,进入位点1。
(3)携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
(4)位点1、位点2相应的氨基酸__________形成________,位点1上的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
(5)核糖体读取下一个____________,原占据位点1的tRNA离开____________,占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。
重复进行直至读取到mRNA的____________。
(6)肽链合成后,从________________________________上脱离,经过一系列步骤,盘曲折叠成具有特定____________和________的蛋白质分子。
6.转录与翻译的区别
步骤
转录
翻译
场所
模板
条件
原料
产物
其他
mRNA从核孔穿出,转移到细胞质的核糖体上
一条或几条多肽链再进一步形成蛋白质的空间结构
二、基因表达中的相关数量计算
1.转录时,组成基因的两条链只有一条链进行转录,另一条链则不进行转录。
因此,转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2.翻译过程中,信使RNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。
综上可知:
蛋白质中氨基酸数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA碱基数目。
3.基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
比较
数目
DNA中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱氧核糖核苷酸数
6n
mRNA中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核苷酸数
3n
参与转运氨基酸的tRNA数
n
蛋白质中的氨基酸数
蛋白质中的肽链数
m
蛋白质中的肽键数
n-m
缩合脱去的水分子数
注意
(1)翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)在回答有关问题时,应加上最多或最少等字。
如:
mRNA上有n个碱基,转录产生它的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1.下列对转运RNA的描述,正确的是( )
A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内
2.下列关于密码子的叙述,不正确的是( )
A.密码子由信使RNA上三个相邻的碱基序列组成
B.很多氨基酸可以有几种密码子决定
C.信使RNA上密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸存在
D.64个密码子中有三个终止密码子,两个起始密码子,所以有效的密码子有59个
3.下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有( )
①DNA复制 ②mRNA与核糖体结合 ③DNA转录④mRNA翻译
A.①②③B.②③④
C.①③④D.①②④
4.已知某转运RNA的反密码子的3个碱基顺序是GAU,它运载的是亮氨酸(亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG),那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的( )
A.GAUB.CATC.CUAD.GAT
5.下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法正确的是( )
A.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质
B.该过程的模板是核糖核苷酸,原料是20种游离的氨基酸
C.核糖体移动的方向从左向右
D.合成①的场所一定在细胞核,合成⑥的场所一定在细胞质
【探究一】遗传信息的翻译
1.mRNA上碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的?
密码子:
在________上相邻的______个碱基
终止子:
UAA、UAG、UGA
种类起始子:
AUG(甲硫氨酸)、GUG(缬氨酸)
(64种)
其他密码子:
只能编码氨基酸
能够编码氨基酸的密码子有______个,一个密码子对应______个氨基酸,但一个氨基酸可能有______个密码子(简并性)。
密码子具有简并性和通用性(所有的生物共用一套遗传密码)
2.遗传信息、密码子和反密码子的对比
遗传信息
密码子
反密码子
概
念
是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基
与mRNA分子中密码子互相
配对的tRNA上的3个碱基
作
用
决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
翻译时决定肽链的氨基酸排列顺序
与上3个碱基互补,以确定氨基酸在肽链上的位置
种
类
多种多样
共64种,编码蛋白质的密码子共61种,终止密码共3种,不能编码蛋白质
61种
3
.游离在细胞质中的氨基酸,是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢?
需要“搬运工”——。
反密码子:
tRNA呈________形,其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对,称为________,另一端可以携带________,tRNA有______种;
一个tRNA只能携带______种氨基酸;
一个氨基酸可以由______种tRNA携带。
4.翻译的过程?
(1)mRNA进入细胞质,与结合。
(2)携带一个特定氨基酸的tRNA,通过与第一个密码子互补配对,进入位点1.
(3)携带另一个特
定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点2.
(4)位点1位点2相应的氨基酸形成,位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。
(5)核糖体读取下一个,原占据位点1的离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链合成。
重复进行,直到读取到。
(6)肽链合成后,从核糖体与mRNA的复合体上脱离,经一系列步骤,盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。
5.读教材67页图可得出什么结论?
6.基因中的碱基数(双链):
mRNA中的碱基数:
合成蛋白质的氨基酸个数约=
【例1】DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表,则如图所示tRNA所携带的氨基酸是( )
GCA
CGT
ACG
TGC
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A.精氨酸B.丙氨酸
C.半胱氨酸D.苏氨酸
A [tRNA上反密码子与mRNA上密码子相对应,所以mRNA上密码子为GCA,对应DNA分子模板链上的碱基序列为CGT。
【变式1】根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU
【例2】由n个碱基组成的基因,控制合成由1条多肽链组成的蛋白质,氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质的相对分子质量最大为( )
A.
B.
-18(
-1)
C.na-18(n-1)D.
D [基因中n个碱基控制合成的氨基酸至多n/6个,n/6个氨基酸形成一条链,脱去水分子(n/6-1)个,所以由该肽链组成的蛋白质最大相对分子质量为n/6×
a-(n/6-1)×
18。
【变式2】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,若考虑终止密码子,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
1.在遗传信息的传递过程中,不可能发生的是( )
A.DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B.核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程
C.DNA复制、转录都是以DNA一条链为模板,翻译则是以mRNA为模板
D.DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
2.合成肽链时,出现正常的肽链终止是因为( )
A.一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能携带氨基酸
B.不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子的tRNA
C.mRNA在mRNA链终止密码处停止合成
D.tRNA上出现终止密码
3.一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个,由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链,则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是( )
A.m、
-1B.m、
-2
C.2(m—n)、
-1D.2(m—n)、
4.下图表示某真核生物的某基因的片段及其转录出的信使RNA,请据图回答问题(几种相关氨基酸的密码子见下表):
亮氨酸
CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG
缬氨酸
GUA、GUC、GUG、GUU
甘氨酸
GGU
甲硫氨酸
AUG
(1)形成③链的过程叫做__________,场所是__________,需要的原料是________________________________________________________________________。
(2)形成③链的过程与DNA复制的过程,都要遵循____________原则。
(3)③链进入细胞质后与____________结合,在合成蛋白质过程中,转运RNA运载的氨基酸依次是____________________________(依次填写前两个氨基酸的名称)。
(4)若该基因复制时发生差错,当图中a处所指由A变成G时,这种突变对该蛋白质的结构有无影响?
____________。
(5)若该基因有100个碱基对,可编码的氨基酸最多有____个。
5.已知鸡的成熟红细胞能产生β-珠蛋白,鸡的胰岛B细胞能产生胰岛素。
为研究这两种细胞中上述两种基因是否都存在和基因能否表达,现分别对从两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片段进行检测,结果如下表:
名称
实验一(细胞总DNA)
实验二(细胞总RNA)
成熟红细胞
胰岛B细胞
β-珠蛋白基因
+
-
胰岛素基因
注:
“+”为检测到相应物质,“-”为未检测到相应物质。
(1)实验一结果说明:
____________________________________________________
__________________。
实验二结果说明:
______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)合成β-珠蛋白的直接模板是____________,合成的场所是________________。
(3)在实验二中,若DNA分子探针中某一片段的碱基为AGTC,则在该实验中与之配对的碱基为__________。
(4)试问,在DNA分子探针上是否有合成胰岛素的遗传密码?
________,理由是______________________________。
第二节 基因对性状的控制
1.了解中心法则的提出及其发展过程。
2.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向。
3.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
4.了解性状是基因与环境共同作用的结果。
一、中心法则的提出及发展
1.1957年,____________提出中心法则,遗传信息可以从________流向________,即自我复制;
也可以从DNA流向________,进而流向____________,即遗传物质的转录和翻译。
但是,遗传信息不能从蛋白质传递到____________,也不能从蛋白质流向________或________。
2.教材69页资料分析
资料1表明遗传信息可以由RNA流向RNA,即RNA→RNA;
资料2表明遗传信息可以由RNA流向DNA,即RNA→DNA;
资料3表明遗传信息可能由蛋白质流向蛋白质,即蛋白质→蛋白质。
3.历经考验后的中心法则,补充了遗传信息从RNA流向________以及从RNA流向________这两条途径,比以往更加完善。
4.中心法则图解
图解表示出遗传信息传递的5个途径:
①DNA→DNA(或基因到基因):
是DNA的复制过程,表示遗传信息的传递。
②DNA→RNA:
遗传信息的转录过程。
③RNA→蛋白质:
发生在细胞质核糖体上的翻译过程,②、③共同完成遗传信息的表达。
④RNA→DNA:
少数RNA病毒、HIV等在宿主细胞内的逆转录过程。
⑤RNA→RNA:
以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。
实线表示的①、②、③途径在自然界普遍存在,发生在绝大多数的生物体中;
虚线表示的④、⑤途径是后来发现的,这两种信息传递途径在少数生物体内存在,是对中心法则的补充。
二、基因、蛋白质与性状的关
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- 第四 最新 正式版 学生