高中生物第三章第课时遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成同步备课教学案浙科版必修39.docx
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高中生物第三章第课时遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成同步备课教学案浙科版必修39
学习资料专题
第14课时 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
知识内容
考试属性及要求
考情解读
必考
加试
DNA的功能
a
a
1.列举DNA的功能。
2.比较DNA和RNA的异同。
3.概述遗传信息的转录和翻译过程。
4.说明遗传密码、中心法则,养成事物是普遍联系的辩证观点。
5.比较复制、转录和翻译。
6.概述基因的概念。
DNA与RNA的异同
b
b
转录、翻译的概念和过程
b
b
遗传密码、中心法则
b
b
复制、转录和翻译的异同
b
基因的概念
b
b
考点一 转录(a/a)、DNA与RNA的比较(b/b)
1.DNA的功能
(1)携带遗传信息:
以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性。
(2)表达遗传信息:
所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
2.转录
(1)概念:
遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
(2)过程
(3)三种转录产物及其功能
①mRNA:
传达DNA上的遗传信息。
②tRNA:
把氨基酸运送到核糖体上。
③rRNA:
核糖体的重要成分。
3.DNA与RNA的比较
项目
DNA
RNA
全称
脱氧核糖核酸
核糖核酸
组成
成分
碱基
A、T、G、C
A、U、G、C
磷酸
磷酸
磷酸
戊糖
脱氧核糖
核糖
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
空间结构
规则的双螺旋结构
通常是单链结构
类型
通常只有一种
三种:
mRNA、tRNA、rRNA
分布
主要在细胞核中
主要在细胞质中
功能
主要的遗传物质,只要生物体内有DNA,DNA就是遗传物质
①生物体内无DNA时,RNA是遗传物质;②参与蛋白质的合成,即翻译工作;③少数RNA有催化作用
相同点:
①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G;
②二者都是核酸,核酸中的碱基序列代表遗传信息;
联系:
RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的,即RNA的遗传信息来自DNA。
1.(2016·浙江10月选考)遗传信息表达的过程中,mRNA的三个碱基是UAC,则DNA模板链上对应的三个碱基是( )
A.ATG B.TAC
C.TUC D.AUG
解析 mRNA上的碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。
答案 A
2.(2017·温州选考模拟)RNA的合成过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.①沿着DNA从左向右移动 B.②是模板链
C.③的一段序列能够与④碱基配对 D.④是成熟的mRNA
解析 ①沿着DNA从右向左移动;③是模板链;④需加工才成熟。
答案 C
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三种RNA示意图
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RNA的形成过程
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考点二 翻 译(b/b)
1.概念
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(注:
叶绿体、线粒体也有翻译过程)
2.遗传密码
(1)概念:
mRNA上由3个相邻核苷酸排列而成的三联体,决定一种氨基酸。
每3个这样的碱基又称为1个密码子。
(2)特点:
①除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
(3)遗传密码有64种,其中决定氨基酸的有61种,终止密码有3种(UAA、UAG、UGA)
3.反密码子:
指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。
4.翻译过程
(1)翻译的条件和产物
—
↓
—
↓
—
↓
—
↓
—
(2)多肽链合成时,若干个核糖体同时进行工作,大大增加了翻译效率。
3.(2017·绍兴选考模拟)下列各项关于遗传信息传递的图示,属于翻译的是( )
A.RNA→DNA B.DNA→RNA
C.RNA→蛋白质D.RNA→RNA
解析 翻译是指以RNA为模板合成蛋白质。
答案 C
4.(2016·浙江4月选考)遗传信息的传递过程如图所示,其中①~④表示四种不同的物质。
下列叙述错误的是( )
A.①复制时,2条链均可作为模板链
B.形成②时,需沿整条DNA长链进行
C.密码子CUU编码③所携带的氨基酸
D.②上可同时结合多个核糖体形成多条④
解析 图中①~④依次表示DNA、mRNA、tRNA和肽链。
形成②即转录时,不需沿整条DNA长链进行,因为转录的单位是基因。
答案 B
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翻译的过程
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考点三 中心法则(b/b)
1.中心法则的提出及发展
提出者
克里克
要点
(1)遗传信息由DNA传递到RNA
(2)RNA决定蛋白质的特异性
(3)蛋白质是生物体性状的体现者
发展
在逆转录酶作用下,以RNA为模板反向合成DNA
2.图解
各过程分析
过程
模板
原料
配对方式
产物
实例
DNA
复制
DNA→
DNA
DNA的
两条链
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A-T
G-C
DNA
绝大多
数生物
转录
DNA→
RNA
DNA的
一条链
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A-U
T-A
G-C
RNA
绝大多
数生物
RNA
复制
RNA→
RNA
RNA
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A-U
G-C
RNA
以RNA为遗传物质的生物,如烟草花叶病毒
逆转录
RNA→
DNA
RNA
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A-T
U-A
G-C
DNA
艾滋病病毒
翻译
RNA→
蛋白质
信使
RNA
20种氨基酸
A-U
G-C
蛋白质
所有生物
3.基因的本质
(1)基因是遗传的一个基本功能单位,在适当的条件下控制生物的性状。
(2)从本质上讲,基因就是一段包含完整遗传信息单位的有功能的核酸片段,在细胞生物和DNA病毒中是一段DNA,在RNA病毒则是一段RNA。
(3)基因以一定的次序排列在染色体上。
染色体是基因的主要载体。
(4)基因的基本单位是核苷酸,基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。
5.下图为中心法则的示意图,其中代表DNA复制的是( )
A.①B.②
C.③D.④
解析 DNA复制是由DNA形成DNA,①为DNA复制;②为转录,③为翻译;④为逆转录,以RNA为模板合成DNA。
答案 A
6.(2017·苍山模拟)有关基因的叙述,错误的是( )
A.基因就是有遗传效应的DNA片段
B.基因中碱基的排列顺序代表遗传信息
C.染色体不是基因的唯一载体
D.基因与性状并非都是一一对应关系
解析 基因一般是有遗传效应的DNA片段,但在RNA病毒中,基因是一段有遗传效应的RNA。
答案 A
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两看法判断中心法则的生理过程
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1.人体、烟草
2.大肠杆菌
3.噬菌体
4.不含逆转录酶的RNA病毒
5.含逆转录酶的RNA病毒
不同类型生物遗传信息的传递
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1.下列各项中,不属于遗传信息转录所必需的条件的是( )
A.酶B.ATP
C.模板链D.氨基酸
解析 由于转录是以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,所以需要模板、解旋酶、能量ATP,但不需要氨基酸。
氨基酸用于翻译过程。
答案 D
2.(2017·温州选考模拟)蛋白质的生物合成过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.mRNA上三个相邻核苷酸即为一个密码子
B.起始密码、终止密码分别位于mRNA的5′端、3′端
C.图中新生肽链已合成部分含有5个肽键
D.多个核糖体串联在mRNA上能提高每条肽链的合成速率
解析 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻核苷酸即为一个密码子;图中新生肽链已合成部分含有4个肽键;多个核糖体串联在mRNA上不会改变每条肽链的合成速率。
答案 B
3.下图表示真核细胞某基因的转录过程。
有关叙述错误的是( )
A.①是编码链
B.③链加工后可成为成熟的mRNA
C.④是游离的核糖核酸
D.该过程中存在T与A的碱基配对方式
解析 转录过程需要的原料是核糖核苷酸,而不是核糖核酸。
答案 C
4.(2017·绍兴期末)下图为中心法则图解。
下列有关的叙述中,正确的是( )
A.⑤过程只能发生在真核细胞中
B.①~⑤过程可以发生在同一个细胞中
C.①~⑤过程中都能发生碱基互补配对
D.①④过程均需要DNA聚合酶
解析 ⑤过程表示翻译,原核细胞中也可以进行;③过程表示逆转录,④过程表示RNA的复制,不可以发生在同一个细胞中;④过程需要RNA聚合酶。
答案 C
5.图1是人体胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,图2是图1中过程②的局部放大,请据图回答:
(1)过程①是________,该过程需要________酶催化。
(2)由图2可知,决定苏氨酸的遗传密码是________,将氨基酸运输到核糖体的工具是________。
(3)已知过程①产生的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,其模板链对应的区段中胞嘧啶占29%,则模板链中腺嘌呤所占的比例为________。
(4)过程②中,一个mRNA上结合多个核糖体的意义是_______________________。
解析
(1)过程①是转录,需要RNA聚合酶催化。
(2)遗传密码存在于mRNA上,所以决定苏氨酸的密码子是ACU。
tRNA运输氨基酸。
(3)根据过程①产生的mRNA链中G+U=54%,可知模板链对应的区段中C+A=54%,又C为29%,因此A为54%-29%=25%。
(4)过程②中,一个mRNA上结合多个核糖体,从而少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,大大提高翻译的效率。
答案
(1)转录 RNA聚合
(2)ACU tRNA (3)25%
(4)少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效率
(时间:
40分钟)
1.下列名称与功能匹配的是( )
A.rRNA——含有遗传密码
B.DNA——携带氨基酸到核糖体
C.tRNA——结合蛋白质组成核糖体
D.mRNA——携带来自细胞核的遗传信息到核糖体
解析 rRNA——核糖体的组成成分;DNA——主要在细胞核中,遗传信息的携带者;tRNA——运载氨基酸到核糖体上。
答案 D
2.某核酸为蛋白质合成的直接模板,下图为其结构。
该核酸为( )
A.mRNAB.rRNA
C.tRNAD.DNA
解析 翻译的直接模板是mRNA。
答案 A
3.逆转录不需要( )
A.逆转录酶B.核糖核苷酸
C.能量D.模板
解析 逆转录过程的原料是脱氧核苷酸,该过程不需要核糖核苷酸。
答案 B
4.蛋白质是由基因所编码,要表达出基因所编码的蛋白质,关键是( )
A.DNA的合成B.DNA的复制
C.染色体的形成D.转录和翻译
解析 基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段。
答案 D
5.下列3个碱基一定不是遗传密码的是( )
A.AUGB.GCC
C.AGTD.GGG
解析 遗传密码位于mRNA上,RNA中不含有碱基T,所以AGT一定不是遗传密码。
答案 C
6.若DNA模板链上的3个相邻的碱基是CAT,则tRNA上相应的3个碱基是( )
A.GTAB.CUA
C.GATD.CAU
解析 若DNA模板链上的3个相邻的碱基是CAT,则mRNA上的遗传密码是GUA,故tRNA上相应的3个碱基是CAU。
答案 D
7.如图表示遗传信息传递的一般规律。
图中⑤所代表的过程称为( )
A.逆转录B.转录
C.复制D.翻译
解析 图中③是逆转录过程,A错误;图中②是转录过程,B错误;图中①是DNA分子复制过程,④是RNA分子复制过程,C错误;图中⑤是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,D正确。
答案 D
8.DNA分子的解旋发生在下列那些过程中( )
A.复制B.转录
C.翻译D.复制和转录
解析 DNA分子复制时,在解旋酶的作用下,DNA的两条链解旋分开,然后以两条链分别为模板形成子链,转录时DNA两条链解开,以其中的一条链为模板形成mRNA,而翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质,故DNA分子的解旋发生于复制和转录过程。
答案 D
9.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
D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内
解析 生物体内有64个密码子,其中UAG、UAA及UGA不编码任何氨基酸;生物体内决定20种氨基酸的密码子共有61种,所以有些氨基酸可以有数种密码子,但每种密码子只能决定一种氨基酸。
翻译过程是在细胞质中的核糖体上进行的,所以转运RNA不能将氨基酸转运到细胞核内。
答案 C
10.如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
解析 B项,甲硫氨酸是起始氨基酸,图中ⓐ位置对应的氨基酸明显位于第2位。
C项,密码子位于mRNA上,而不是tRNA上。
D项,由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变时,肽链中的氨基酸不一定发生变化,D项错误。
答案 A
11.若DNA分子的某个基因含240个脱氧核苷酸和80个鸟嘌呤,则该片段转录成的信使RNA含有的尿嘧啶最多有( )
A.20个B.40个
C.60个D.80个
解析 在DNA分子中,因为G=80个,所以G+C=160个,A+T=240-160=80个,则A=T=40个,若A全部位于转录链中,则转录形成的mRNA中U最多有40个。
答案 B
12.某生物基因表达过程如图所示。
下列叙述与该图相符的是( )
A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对
C.mRNA翻译只能得到一条肽链
D.该过程发生在真核细胞中
解析 DNA-RNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对,RNA上的A与DNA上的T配对,B错误。
由图可知,一个mRNA分子可以同时结合多个核糖体,从而同时合成多条肽链,C错误。
边转录边翻译的现象发生在原核细胞中,在真核细胞的线粒体和叶绿体中也有发生,因此该过程既可发生在真核细胞中,也可发生在原核细胞中,D错误。
答案 A
13.中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程,请回答下列问题:
(1)正常情况下,人体神经细胞内可发生的过程是________(用图中的字母回答)。
(2)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是________。
(3)c过程发生的场所是________,该过程中能特异性识别信使RNA上遗传密码的物质是________,后者所携带的物质是________。
答案
(1)b、c
(2)细胞核 (3)核糖体 tRNA 氨基酸
14.下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图,据图回答:
(1)在蛋白质合成过程中,该图表示的过程称为________,图中4的结构名称是________,该过程的模板是________。
(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_________________________。
(3)根据图并参考下表分析:
________上携带的氨基酸是________,这个氨基酸与前面的氨基酸是通过________反应连接在一起的。
氨基酸 丙氨酸 苏氨酸 精氨酸 色氨酸
密码子GCAACUCGUUGG
GCGACCCGC
GCCACACGA
GCUACGCGG
(4)在物质3合成过程中,与其DNA模板链上碱基A相配对的碱基是________。
(5)在丝腺细胞中,与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是_______________。
答案
(1)翻译 核糖体 3(mRNA)
(2)ACCCGATTTGGC
(3)转运RNA 丙氨酸 脱水缩合
(4)U
(5)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
15.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
解析 DNA分子复制以DNA的双链分别为模板进行半保留复制,遗传信息转录以DNA的一条链为模板进行转录,A错误;DNA分子复制以游离的脱氧核苷酸为原料,遗传信息转录以游离的核糖核苷酸为原料,B错误;DNA分子复制需要解旋酶和DNA聚合酶等,遗传信息转录需要RNA聚合酶等,C错误;DNA分子复制与遗传信息转录都遵循碱基互补配对原则,D正确。
答案 D
16.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
答案 C
17.下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。
请分析回答下列问题:
(1)图A中甲的名称为________,乙与丁在结构上的不同点是________________________________________________________________________。
方框内表示该过程进行方向的箭头是________(填“→”或“←”)。
(2)图B所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程,此过程的模板是________(填物质名称)。
②③④的最终结构是否相同?
________(填“是”或“否”)。
答案
(1)RNA聚合酶 组成乙的戊糖是脱氧核糖,组成丁的戊糖是核糖 ←
(2)mRNA 是
18.图1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)图2中方框内所示结构是________的一部分,它主要在________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④为模板合成⑤物质的过程称为________,进行的场所是[ ]________,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⑥结构的化学组成最相似的是( )
A.乳酸杆菌B.T2噬菌体
C.染色体D.流感病毒
(5)若图1的①所示的分子中有1000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( )
A.166和55B.166和20
C.333和111D.333和20
解析
(1)图2方框内所示结构具有碱基U,而U是RNA特有的碱基,因此它表示RNA,主要在细胞核中转录形成,其基本组成单位是核糖核苷酸,可以用图2方框中数字1、2、7表示。
(2)图1中④为mRNA分子,⑤为肽链,以mRNA分子为
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