學(xué)案25 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

1、學(xué)案25基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 及對性狀的控制考綱要求1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯()。2.基因與性狀的關(guān)系()。一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1RNA的結(jié)構(gòu)和種類(1)結(jié)構(gòu)：與DNA相比，RNA在組成上的差異表現(xiàn)在：五碳糖是_，堿基組成中沒有T，而替換為_。(2)種類：_、tRNA和_三種。2遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念：在_中，以_的一條鏈為模板，合成_的過程。(2)原料：4種游離的_。(3)堿基配對：_、CG、GC、_。3遺傳信息的翻譯(1)翻譯概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以_為模板合成_的過程。場所：細(xì)胞質(zhì)中的_。運(yùn)載工具：_。堿基配對：_、CG、GC。(2)密碼子概念：遺傳學(xué)上把_上決定一個氨

2、基酸的_叫一個密碼子。種類：共64種，其中決定氨基酸的密碼子共有_種。(3)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA結(jié)構(gòu)：形狀像三葉草的葉，一端是攜帶_的部分，另一端有三個堿基可與密碼子互補(bǔ)配對，稱為_。種類：61種。考考你密碼子與氨基酸有怎樣的對應(yīng)關(guān)系？二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1基因?qū)π誀畹目刂?1)直接控制：通過控制_來直接控制生物性狀。(2)間接控制：通過控制_來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀。2基因與性狀的關(guān)系(1)基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的_關(guān)系。如人的身高可能是由_決定的，同時，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對身高也有重要作用。(2)基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生

3、物體的性狀。思考基因與性狀的關(guān)系，體現(xiàn)了基因型、表現(xiàn)型、環(huán)境三者之間的什么關(guān)系？探究點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成結(jié)合圖示完成基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程關(guān)系思維拓展遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較比較項目概念作用存在位置種類、數(shù)量特點相互聯(lián)系遺傳信息基因中脫氧核苷酸的排列順序控制生物的遺傳性狀DNA不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)量、排列順序不同，決定遺傳信息特異性DNA兩條鏈上的堿基互補(bǔ)基因中脫氧核苷酸的序列決定mRNA中核糖核苷酸的序列，mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)配對，密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對密碼子mRNA中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列mRNA64種(

4、3種終止密碼子、61種決定氨基酸的密碼子)與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)(T被U取代)反密碼子tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配對的三個堿基識別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸t(yī)RNA理論上61種(實際不詳)與mRNA的堿基互補(bǔ)探究示例1(2010·天津卷，2)根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是()DNA雙鏈TGmRNAtRNA(反密碼子)A氨基酸蘇氨酸ATGU BUGA CACU DUCU聽課記錄：探究點二中心法則的理解依據(jù)中心法則式完成填空：1圖中生理過程、分別叫_、_、_，進(jìn)行的場所依次是_、_、_。2圖中_、_只發(fā)生在_的細(xì)胞中。3圖中的三個實線箭頭表示的含義是_。思維拓展中心法則與生物

5、種類的關(guān)系圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。1以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞2以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞(1)(2)3中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能(1)傳遞遺傳信息：它是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中。(2)表達(dá)遺傳信息：它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。探究示例2中心法則是指()A遺傳信息的“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”過程B遺傳信息的“轉(zhuǎn)錄”、“翻譯”及“表達(dá)”過程CDNA復(fù)制和“轉(zhuǎn)錄”過程中堿基互補(bǔ)配對過程D遺傳信息通過DNA復(fù)制以及“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”的傳遞過程聽課記錄：探究點三基因?qū)π誀畹目刂?分析基因?qū)ν愣沽Ｐ?、鐮刀?/p>

6、細(xì)胞貧血癥影響的示意圖，總結(jié)基因?qū)π誀畹膬煞N控制方式：豌豆粒型鐮刀型細(xì)胞貧血癥(1)_。(2)_。2如何理解“基因和性狀間并不都是線性關(guān)系”？思維拓展12線粒體、葉綠體中也有DNA、基因存在，這些部位基因的表達(dá)受核基因調(diào)控、制約，但其基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯均是在基因所屬細(xì)胞器中的核糖體上完成的。探究示例3(2010·南通模擬)著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病，起因為DNA損傷，患者體內(nèi)缺乏DNA修復(fù)酶，DNA損傷后不能修補(bǔ)從而引起突變。這說明一些基因()A通過控制酶的合成，從而直接控制生物性狀B通過控制蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，從而直接控制生物性狀C通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制

7、生物性狀D可以直接控制生物性狀，發(fā)生突變后生物性狀隨之改變聽課記錄：題組一基因表達(dá)1(2011·北京理綜，4)胰島素的A、B兩條肽鏈?zhǔn)怯梢粋€基因編碼的。下列有關(guān)胰島素的敘述，正確的是()A胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈B沸水浴加熱之后，構(gòu)成胰島素的肽鏈充分伸展并斷裂C胰島素的功能取決于氨基酸的序列，與空間結(jié)構(gòu)無關(guān)D核糖體合成的多肽鏈需經(jīng)蛋白酶的作用形成胰島素2(2010·連云港摸底)關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較，正確的是(多選)()A都遵循堿基互補(bǔ)配對原則B需要的原料不同C所需酶的種類不同D主要在線粒體和葉綠體中進(jìn)行3(2011·江蘇卷，7)關(guān)

8、于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述，錯誤的是()A轉(zhuǎn)錄時以核糖核苷酸為原料B轉(zhuǎn)錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列CmRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質(zhì)D不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼的容錯性4乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。完整的HBV是由一個囊膜和核衣殼組成的病毒顆粒，其DNA是一個有部分單鏈區(qū)的環(huán)狀雙鏈DNA。如圖所示乙肝病毒在肝臟細(xì)胞中的增殖過程。下列說法不正確的是()A過程有可能發(fā)生基因突變，從而引起乙肝病毒的變異B過程在生物學(xué)上叫轉(zhuǎn)錄，需要的酶是RNA聚合酶和解旋酶C過程在生物學(xué)上叫翻譯，需要在核糖體上完成D過程與過程相比，其特有的堿基配對方式是TA5下表有關(guān)基因表達(dá)的選項中，不

9、可能的是()基因表達(dá)的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物A細(xì)菌抗蟲蛋白基因抗蟲棉葉肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮膚細(xì)胞人酪氨酸酶C動物胰島素基因大腸桿菌工程菌細(xì)胞動物胰島素D兔血紅蛋白基因兔成熟紅細(xì)胞兔血紅蛋白6.(2011·溫州模擬)下列關(guān)于密碼子的敘述錯誤的是()AmRNA可以通過逆轉(zhuǎn)錄合成目的基因BtRNA利用氨基酸與密碼子發(fā)生互補(bǔ)配對并進(jìn)一步合成多肽C信使RNA上的3個相鄰的堿基可能是密碼子也可能不是D一種氨基酸可以由多種密碼子決定，一種密碼子不一定決定一種氨基酸題組二中心法則及基因?qū)π誀畹目刂?(2011·淮安調(diào)研)下圖為中心法則圖解。下列有關(guān)的敘述中，正確的是(多選)()

10、A過程只發(fā)生在含有逆轉(zhuǎn)錄酶的病毒中B轉(zhuǎn)基因生物中能夠體現(xiàn)過程C的過程中，都能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對D過程中堿基互補(bǔ)配對時，遵循AT、UA、CG、GC的原則8如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列相關(guān)敘述中合理的是()A若X是RNA，Y是DNA，則試管內(nèi)必須加入DNA連接酶B若X是CTTGTACAA，Y含有U，則試管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶C若X與Y都是DNA，則試管內(nèi)必須加入氨基酸D若Y是蛋白質(zhì)，X是mRNA，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA9(2011·淮安調(diào)研)生物體內(nèi)性狀的表達(dá)一般遵循“DNARNA蛋白質(zhì)”的原則。下面是幾種與此有關(guān)的說法，不正確的是()A在細(xì)胞的一生中，DNA一般是不變的，R

11、NA和蛋白質(zhì)分子是變化的BDNARNA是在細(xì)胞核中完成的，RNA蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中完成的C在同一個體不同的體細(xì)胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不一定相同D在細(xì)胞的一生中，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量是不變的題 號123456789答 案題組三應(yīng)用提升10(2010·南通期末)下圖表示細(xì)胞內(nèi)遺傳信息表達(dá)的過程，根據(jù)所學(xué)的生物學(xué)知識回答：(1)圖2中方框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)是_的一部分，它在_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中以為模板合成物質(zhì)的過程稱為_，進(jìn)行的主要場所是_，所需要的原料是_。(3)若該多肽合成到圖1中UCU決定的氨基酸后就終止合成，則導(dǎo)致合

12、成結(jié)束的終止密碼子是_。(4)從化學(xué)成分角度分析，與圖1中結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成最相似的是()A乳酸桿菌 B噬菌體C染色體 D流感病毒(5)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信使RNA中含有的密碼子個數(shù)和合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類最多不超過()A166和55 B166和20C333和111 D333和2011(2010·全國卷，34)某種細(xì)菌體內(nèi)某氨基酸(X)的生物合成途徑如圖：底物中間產(chǎn)物1中間產(chǎn)物2X這種細(xì)菌的野生型能在基本培養(yǎng)基(滿足野生型細(xì)菌生長的簡單培養(yǎng)基)上生長，而由該種細(xì)菌野生型得到的兩種突變型(甲、乙)都不能在基本培養(yǎng)基上生長；在基本培養(yǎng)基上若添加中間

13、產(chǎn)物2，則甲、乙都能生長；若添加中間產(chǎn)物1，則乙能生長而甲不能生長。在基本培養(yǎng)基上添加少量的X，甲能積累中間產(chǎn)物1，而乙不能積累。請回答：(1)根據(jù)上述資料可推斷：甲中酶_的功能喪失；乙中酶_的功能喪失，甲和乙中酶_的功能都正常。由野生型產(chǎn)生甲、乙這兩種突變型的原因是野生型的_(同一、不同)菌體中的不同_發(fā)生了突變，從而導(dǎo)致不同酶的功能喪失。如果想在基本培養(yǎng)基上添加少量的X來生產(chǎn)中間產(chǎn)物1，則應(yīng)選用_(野生型、甲、乙)。(2)將甲、乙混合接種于基本培養(yǎng)基上能長出少量菌落，再將這些菌落單個挑出分別接種在基本培養(yǎng)基上都不能生長。上述混合培養(yǎng)時乙首先形成菌落，其原因是_。(3)在發(fā)酵過程中，菌體中X

14、含量過高時，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改變菌體細(xì)胞膜的_，使X排出菌體外。學(xué)案25基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成及對性狀的控制課前準(zhǔn)備區(qū)一、1.(1)核糖U(尿嘧啶)(2)mRNArRNA2.(1)細(xì)胞核DNARNA(2)核糖核苷酸(3)AUTA3(1)mRNA具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)核糖體tRNAAU、UA(2)mRNA三個相鄰堿基61(3)氨基酸反密碼子考考你一種密碼子只能決定一種氨基酸(終止密碼子除外)，一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。二、1.(1)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)(2)酶的合成2(1)線性多個基因思考表現(xiàn)型基因型環(huán)境課堂活動區(qū)探究點一轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯脫氧核苷酸序列氨基

15、酸序列遺傳密碼氨基酸細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)探究示例1C反密碼子與密碼子互補(bǔ)，所以蘇氨酸密碼子第三個堿基為U，且密碼子由mRNA上的堿基組成，不含堿基T，所以A、B錯。根據(jù)mRNA與DNA中模板鏈互補(bǔ)可推知蘇氨酸密碼子為UGA或ACU，故選C。探究點二1復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞核細(xì)胞核核糖體2逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制被RNA病毒寄生3遺傳信息的傳遞過程探究示例2D探究點三1(1)間接途徑通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀(2)直接途徑通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，直接控制生物體的性狀2(1)一般而言，一個基因只決定一種性狀。(2)生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有

16、關(guān)。(3)有些基因則會影響多種性狀，如決定豌豆開紅花的基因也決定結(jié)灰色的種子。探究示例3CDNA的損傷影響了DNA修復(fù)酶的合成，進(jìn)而性狀改變，表明基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀的。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)遺傳信息傳遞遺傳信息表達(dá)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)酶性狀課后練習(xí)區(qū)1D胰島素基因包括兩條DNA單鏈，在合成蛋白質(zhì)的過程中是以其中一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯并合成蛋白質(zhì)的，并不是兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈，故A選項錯誤。沸水浴加熱會使胰島素的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，發(fā)生不可逆的變化，使其失活，加熱一般不能使肽鍵斷裂，故B選項錯誤。胰島素的功能既與氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序有關(guān)，也與肽鏈的空間結(jié)

17、構(gòu)有關(guān)，故C選項錯誤。核糖體合成的多肽鏈經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體內(nèi)某些蛋白酶的作用形成一定的空間結(jié)構(gòu)才能形成胰島素，故D選項正確。2ABC本題考查真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯的相關(guān)知識。轉(zhuǎn)錄時DNA和RNA的堿基互補(bǔ)配對，翻譯時mRNA和tRNA的堿基互補(bǔ)配對。轉(zhuǎn)錄需要的原料是核糖核苷酸，所需的酶主要是RNA聚合酶和解旋酶，場所主要是細(xì)胞核。翻譯需要的原料是氨基酸，所需的酶是蛋白質(zhì)合成酶，場所是細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。3C轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板、以核糖核苷酸為原料合成RNA的過程，A項正確；轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先識別并結(jié)合到啟動子上，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，B項正確，以mRNA

18、為模板翻譯合成蛋白質(zhì)時移動的是核糖體，C項錯誤；一個氨基酸可以有幾種不同的密碼子，這樣有時由于差錯導(dǎo)致的密碼子改變卻不會改變氨基酸，從而保持生物性狀的相對穩(wěn)定，D項正確。4D過程與過程相比，其特有的堿基配對方式是UA。模型構(gòu)建解讀：(1)圖示中1、8為轉(zhuǎn)錄過程；2、5、9為翻譯過程；3、10為DNA復(fù)制過程；4、6為RNA復(fù)制過程；7為逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)若甲、乙、丙為病毒，則甲為DNA病毒，如噬菌體；乙為RNA病毒，如煙草花葉病毒；丙為逆轉(zhuǎn)錄病毒，如HIV。注意(1)逆轉(zhuǎn)錄一定要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下完成。(2)根據(jù)模板和原料即可確定是中心法則的哪一過程，如模板DNA，原料脫氧核糖核苷酸即可確定為

19、DNA復(fù)制。5D哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核及細(xì)胞器，其內(nèi)的血紅蛋白是在其成熟之前合成的。通過基因工程可將細(xì)菌抗蟲蛋白基因?qū)肟瓜x棉葉肉細(xì)胞而后表達(dá)生成細(xì)菌抗蟲蛋白；也可將動物胰島素基因?qū)氪竽c桿菌使其在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)生成動物胰島素。正常人皮膚細(xì)胞中的酪氨酸酶基因表達(dá)，可生成酪氨酸酶，在該酶的作用下產(chǎn)生黑色素，使其膚色正常。6BA項正確，mRNA可通過逆轉(zhuǎn)錄合成相應(yīng)的DNA分子；B項錯誤，多肽的合成是在核糖體上，由tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對，將特定的氨基酸脫水縮合而成的；C項正確，mRNA上決定氨基酸的三個連續(xù)的堿基稱作一個密碼子，相鄰的3個堿基不一定決定氨基酸，即不是密碼

20、子；D項正確，共64個密碼子，其中61個能決定20種氨基酸，有的氨基酸只由一種密碼子決定，有的氨基酸可由多種密碼子決定。三個終止密碼子不決定氨基酸。7CD本題考查中心法則的相關(guān)知識。由圖知：是DNA復(fù)制過程；是轉(zhuǎn)錄過程；是逆轉(zhuǎn)錄過程；是RNA的復(fù)制過程；是翻譯過程。含有逆轉(zhuǎn)錄酶的生物只有病毒，病毒只有在其宿主細(xì)胞中才能發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄過程，在病毒中不能發(fā)生?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因生物是細(xì)胞生物，只能發(fā)生復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，不能發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄和RNA分子的復(fù)制過程。相關(guān)鏈接中心法則五個過程的比較過程模板原料堿基互補(bǔ)產(chǎn)物實例DNA復(fù)制DNADNADNA的兩條鏈A、T、C、G四種脫氧核苷酸AT TA CG GCDNA

21、絕大多數(shù)生物DNA轉(zhuǎn)錄DNARNADNA的一條鏈A、U、C、G四種核糖核苷酸AU TA CG GCRNA絕大多數(shù)生物翻譯RNA多肽mRNA20余種氨基酸AU UA CG GC多肽所有生物(病毒依賴宿主細(xì)胞)RNA復(fù)制RNARNARNAA、U、C、G四種核糖核苷酸AU UA CG GCRNA以RNA為遺傳物質(zhì)的生物RNA逆轉(zhuǎn)錄RNADNARNAA、T、C、G四種脫氧核苷酸AT UA CG GCDNA某些病毒、HIV等8.D若X是RNA，Y是DNA，表示逆轉(zhuǎn)錄過程，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶；若X是CTTGTACAA，Y含有U，表示轉(zhuǎn)錄過程，需加入RNA聚合酶；若X與Y都是DNA，表示DNA的復(fù)制過程，需加入

22、DNA聚合酶；若Y是蛋白質(zhì)，X是mRNA，表示翻譯過程，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA，如tRNA。9DDNA是細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，一般是不變的；由于同一個體不同的體細(xì)胞中的基因存在著選擇性表達(dá)，因此不同細(xì)胞中的DNA相同，而RNA和蛋白質(zhì)卻不一定相同。糾錯提升(1)高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有；但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。(2)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補(bǔ)充和完善。(3)進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的過程上述五個都有；進(jìn)行互補(bǔ)配對的場所有四個，即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。(4)需要解旋酶的過程