从基因到蛋白质教学评价实录

高三生物必修二导学案(9)

主备人：王

敏

第三节

基因控制蛋白质的合成

第1课时

【学习目标】

1.概述基因指导蛋白质合成的过程、说明密码子与氨基酸的关系

2. 说出中心法则的内容，并用图解加以表示,

【考纲要求】1.遗传信息的转录和翻译B

【预习单】1. DNA和RNA比较

结构

基本单位

五碳糖

碱基

DNA

通常呈__________

RNA 通常呈___________

2、基因是

。

3、基因的表达是通过基因控制

来完成。

4、转录是在细胞核中，以DNA的 条链为模板合成 的过程。

5、翻译是以

为模板合成具有

的蛋白质的过程。

【活动单】

一．基因指导蛋白质合成——基因的表达

活动一．结合课本完成遗传信息的转录过程

1、场所（真核细胞）： （主要）、线粒体、叶绿体。

2、过程：

Ⅰ、在 酶的作用下，DNA的双链解开双链碱基得以暴露。

Ⅱ、以 为模板，游离的 随机地与DNA链上的碱基碰撞，当两者按

原则配对时，两者以 键结合；，新结合的核糖核苷酸在 酶作用下，

以 键连接到正在合成的RNA链上。

Ⅲ、新合成的RNA链释放，而后 恢复。

3、条件

（1）模板： ；（2）原料： ；

（3）酶： ；（4）能量： 。

4、产物： 。

5、碱基互补配对原则： 、T-A、G-C、C-G。

6、遗传信息的传递：DNA（基因）中的 →mRNA中的 。

【思考题1】：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

1

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【思考题2】：图中mRNA的延伸方向？

【思考题3】：基因中调控转录开始和结束的部位是？

活动二．结合课本完成遗传信息的翻译过程

1、场所： 。

2、过程：

Ⅰ、起始阶段：转录形成的mRNA经核孔进入细胞质结合 。反密码子为UAC的tRNA通过与mRNA上的密码子 （作为肽链合成的起始密码）互补配对，将甲硫氨酸携带至翻译起始部位。

Ⅱ、延伸阶段：①携带第二个氨基酸的tRNA携带着相应的氨基酸以同样的方式进入第二位置上。

②第一个氨基酸与第二个氨基酸通过 键连接起来。

③核糖体沿着 移动，读取下一个 ，原占据第一位置的tRNA离开核糖体，占据第二位置的tRNA进入第一位置，一个新的携带相应氨基酸的tRNA进入第二位置，继续肽链的合成。重复上述步骤。

Ⅲ、终止阶段：核糖体读取mRNA上的 ，肽链的合成才告终止，肽链从核糖体上脱离。

3、条件：

（1）模板： ；（2）原料： ；

（3）酶： ；（4）能量： 。

4、运载氨基酸的工具： 5、产物： 。

6、碱基互补配对原则： 、 、G-C、C-G。

7、遗传信息的传递：将mRNA中的碱基序列→特定 序列的蛋白质（多肽）。

【思考题4】：下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.该过程可以发生在线粒体和叶绿体中

活动三、基因表达中的相关概念-----遗传信息、密码子、反密码子

（1）遗传信息是指

上

的排列顺序。它能通过转录决定

中碱基的排列顺序。

（2）密码子是指

上决定

的

个相邻的碱基，它能通过翻译决定

中

的排列顺序。

（3）反密码子是指

上与

相配对的三个碱基。

（4）不同生物的遗传信息不同，但共用一套遗传密码。在生物界共

个密码子中

个是决定氨基酸的密码子，

个不决定任何氨基酸，是

密码；另外密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸和缬氨酸，还是

密码。每种密码子只能决定

种氨基酸，但一种氨基酸可以由

密码子决定。

（5）转运RNA的功能是识别mRNA上的密码子并转运特定的氨基酸；一种转运RNA只能识别并转运

种氨基酸，而一种氨基酸可由

tRNA来转运，因此从理论上讲tRNA有

种。

2

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【思考题5】：右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．该过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸

B．一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运

C．核糖体的移动方向是向左，且每个核糖体最终合成的肽链的氨基酸序列一定是一样的 D．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发生改变

【思考题6】：右图所示的生理过程一般发生在_________ 生物中，图中④代表_______，⑤代表______，图示过程的进行还需_________ 的作为工具。

活动四、复制、转录、翻译的比较

模板

条件

原料

酶

能量

产物

碱基配对

信息传递

复制

转录

翻译

【反思单】：请建立本节课的思维导图

3

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第2课时

二、中心法则及其发展

活动五.遗传学上把遗传信息的流动方向用克里克的“中心法则”来表示，如右图所示，请指出法则中五部分的过程：

①DNA→DNA：

②

③

④

⑤

【思考题7】(2013·江苏高考·T32)图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) 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②③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

。

【思考题8】：右图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答：

（1）科学家克里克提出的中心法则包括图中 所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在 的间期，B过程需要的原料是 ，图中需要解旋酶的过程有 。

（2）基因突变一般发生在 过程中，它可以为生物进化提供 。

（3）D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是 。

（4）图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是 。图中的不同核糖体最终形成的肽链 （填“相同”或“不同”）。

三、蛋白质合成过程中的有关计算

1.DNA分子（a链为模板链、b链为非模板链）及转录成mRNA分子中，碱基比例关系

2.在不考虑DNA上的无遗传效应片段、不考虑mRNA上的终止密码等等情况下，DNA（基因）中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中AA数＝6∶3∶1。（所以在计算时，往往加上“最多”、“最少”的字眼）

3.在计算时，要注意是问的碱基或氨基酸的种类还是数目。

4

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【思考题9】：

(2013·江苏高考·T32)图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: (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

。

【思考题10】：已知一个蛋白质分子由

3 条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有

297 个，翻译成这个蛋白质分子的

mRNA中的

A 和

G 共

400 个，则转录成

mRNA 的

DNA 分子中

C 和

T的最少个数及翻译成蛋白质的过程中共需要

tRNA 的个数分别是

A．1800 个、300 个

B．900 个、900 个

C．900 个、300 个

D．900 个、无法确定

四、基因对性状的控制

基因与性状的关系

1、基因对性状的控制

基因是控制性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来进行的。其方式有两种：

（1）直接途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。

如：囊性纤维病、镰刀型贫血症等。

（2）间接途径：基因通过控制酶的合成，控制代谢的过程，从而控制生物的性状。

如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病、侏儒症等。

2、控制生物性状的因素

（1）生物的性状有些是由单（一对）基因控制的；

（2）生物的性状有些是由多（多对）基因控制的；

（3）生物的性状是由基因决定的，但也受环境条件的影响。性状是基因与环境共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件。表现型相同，基因型可能不同；基因型相同，表现型也可能不同。

总之，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。

【思考题11】：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

【思考题12】：下列实例与基因的作用无关的是

A．细胞分裂素延迟植物衰老

B．极端低温导致细胞膜破裂

C．过量紫外线辐射导致皮肤癌

D．细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B（浆）细胞

5

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【巩固单】

1、下列叙述正确的是

A.DNA 是蛋白质合成的直接模板

B.

每种氨基酸仅有一种密码子编码

C.DNA 复制就是基因表达的过程

D. DNA是主要的遗传物质

2、下表有关基因表达的选项中，不可能的是

基因

表达的细胞

表达产物

A 细菌抗虫蛋白基因

抗虫棉叶肉细胞

细菌抗虫蛋白

B 人的酪氨酸酶基因

正常人皮肤细胞

C D 人酪氨酸酶

动物胰岛素基因

大肠杆菌工程菌细胞

动物胰岛索

兔血红蛋白基因

兔成熟红细胞

兔血红蛋白

3、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

4、4X174噬菌体的遗传物质是单链DNA，感染宿主细胞时，先形成复制型的双链DNA分子（其中 母链称为正链DNA，子链称为负链DNA）。转录时以负链DNA作为模板合成mRNA。下图为 @X174噬菌体的部分基因序列及其所指导合成的蛋白质部分氨基酸序列。下列说法不正确的是

A．cbX174噬菌体的不同基因之间可以相互重叠是长期自然选择的结果 B．假设正链中(A+G)／(T+C)=m，则负链中(A+G)I(T+C)=l/m C．基因D、E指导蛋白质合成过程中，mRNA上的终止密码分别是UAA、UGA D．基因D、E重叠部分的碱基序列指导合成的蛋白质中具有相同的氨基酸序列

5、下图为动物体内基因的表达与性状的表现流程示意图。正确的选项是

A．①过程是转录，它以DNA的一条链为模板、原料是A、U、C、G

B．①②过程都有水的产生，②过程所需的原料都可由细胞合成

C．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使得结构蛋白发生变化所致

D．某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA、蛋白质一定会改变

6、下列关于基因转录和翻译的说法，正确的有

①两个过程都以核酸作为模板

②两个过程的产物都以碳链为骨架

③两个过程的完成都需要运载工具

④两个过程的完成都需要碱基互补配对

6

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A．一种

B．二种

C．三种

D．四种

7、下图为人β—珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图，①—⑦表示基因的不同功能区。下列叙述错误的是

[来源学科网]

A．β—珠蛋白基因与其mRNA杂交的原理是碱基互补配对原则

B．β—珠蛋白基因的②、④、⑥区和mRNA形成的双链分子中的碱基配对类型有2种

C．②、④、⑥可能是β—珠蛋白基因的外显子，③、⑤可能是β—珠蛋白基因的内含子

D．①、⑦可能位于β—珠蛋白基因的非编码区

8、（多选）

有关蛋白质合成的叙述，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

9、（多选）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是

（

）

A．图中表示4条多肽链正在合成

B．转录尚未结束，翻译即已开始

C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译

D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链

10．（多选）（08广东）如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，可能的后果是

（

）

A．没有蛋白质产物

B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止

C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸

D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化

11.（多选）

美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛发现了RNA干扰现象，这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA的叙述中错误的是(

) A. 有的RNA具有生物催化作用

B. tRNA、rRNA和mRNA都是基因表达的终产物

C. mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应

D. 分化后的不同形态的细胞中mRNA的种类和数量均不同

12、（多选）下列关于右图中①、②两种分子的说法正确的是

A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA

B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸

C．遗传信息位于①上，密码子位于②上

D．①和②共有的碱基是A、C、G 13、（09江苏）下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。

(1)完成过程①需要 等物质从细胞质进入细胞核。

(2)从图中分析，核糖体的分布场所有 。

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(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由 中的基因指导合成。

(4)用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测一鹅膏蕈碱抑制的过程是 (填序号)，线粒体功能_ __(填“会”或“不会”)受到影响。

14、下图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程。请据图回答：

（1）图1所示过程发生的主要场所是 ，图2所示遗传信息的传递过程称为 。

（2）图l中①是____；图2中②是 。 （3）图2所示多肽合成到Gly就终止，导致合成结束的终止密码子是 。

（4）如果图2过程合成的一条多肽链由500个氨基酸组成，则作为合成该多肽链的信使RNA分子和用来转录信使RNA的DNA分子片段至少分别有 、 个碱基。

15、操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因（编码蛋白基因）、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白（RP）合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：

（1）启动子和终止子的基本组成单位是

。

（2）过程①进行的场所是

，RP1中有一段氨基酸序列为“一丝氨酸一组氨酸一谷氨酸一”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为

。

（3）图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA

，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少

。

（4）大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理：该物质（染料木黄酮）可以抑制rRNA的形成，RPI与mRNA中RBS位点结合，

。

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16、(2016·泰州模拟)下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程,下列叙述正确的是

A. 甲、乙两图所示生理过程都需要解旋酶和DNA聚合酶

B. 甲、乙两图所示生理过程中,所需模板完全相同

C. 乙、丙两图表示的是核基因遗传信息的表达过程

D. 甲、乙、丙三图所示生理过程中,碱基配对情况相同

17. (2016·江阴模拟)如右下图为真核细胞某基因的转录模式图,其中α、β是的两条链,γ是另外一条多核苷酸链,下列说法正确的是 (

) A. 图中的酶是DNA聚合酶

B. γ彻底水解后能生成6种小分子物质

C. 该过程只发生在细胞核中

D. β链中碱基有U,而γ中碱基有T 18. (2017·泰州模拟)某RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞的增殖,那么Y抑制该病毒增殖的机制是

(

) A. 抑制该病毒RNA的转录过程

B. 抑制该RNA病毒的逆转录过程

C. 抑制该病毒蛋白质的翻译过程

D. 抑制该病毒RNA的自我复制过程

19.(2016·泰兴段考)已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA 4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,确定碱基比率

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

20. 从真核生物中提取3个核酸,经分析共有5种碱基、8种核苷酸、4条核苷酸链,则它们是

(

)

A. 一个DNA和两个RNA

B. 两个DNA和一个RNA C. 三个DNA

D. 三个RNA 21.(2016·华罗庚中学)下页图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是

(

)

A. 分析题图可知①是β,完成此过程的场所是细胞核

B. 除图中所示的两种RNA之外,RNA还包括tRNA C. 图中翻译过程需要在核糖体上进行

D. 能够决定氨基酸的③的种类有61种

22.(2016·苏州中学)下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成如下表所示,正确的是

(

)

选项

遗传信息

遗传密码

A

mRNA

DNA

B

C

D

DNA

DNA

DNA

mRNA、tRNA

或rRNA

DNA

mRNA

碱基构成

相同

相同

相同

不同

23.(2016·江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进

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行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如下图)。下列相关叙述错误的是

(

)

A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D. 若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……

24.(2016·无锡模拟)甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图,下列说法正确的是

(

)

A. 甲图所示的过程叫做翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成

B. 乙图所示过程叫做转录,转录产物的作用一定是作为甲图中的模板

C. 甲图所示翻译过程的方向是从右到左

D. 甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同

25.

(2016·南师附中改编)一段含有目的基因的DNA片段,长度为1 020 bp(bp即碱基对),若该目的基因在工程菌中表达产物是一条多肽链,如考虑终止密码,则其至少含有的氧原子数为

A. 339 B. 340 C. 341 D. 342 26.某双链DNA分子含102个碱基,控制一环状多肽的合成,经分析发现此环肽含3个谷氨酸残基(R基为—CH2CH2COOH),不考虑终止密码子的情况下,关于此环肽分子的叙述正确的是

(

)

A. 至少由17种氨基酸组成

B. 至少含23个氧原子

C. 可能没有游离的氨基和羧基

D. 至多需61种tRNA参与翻译

27.(2016·如皋调研)如下页图是“中心法则”中某些生理过程的模型。下列相关叙述错误的是

A. 如果甲是RNA,乙可以是DNA或RNA B. 如果甲是DNA,乙可以是DNA或RNA C. 如果原料是核糖核甘酸,甲可以是DNA或RNA D. 如果酶是DNA聚合酶,甲可以是DNA或RNA

28.(2014·江苏卷)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的

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RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图),下列相关叙述错误的是

(

)

A. 合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节

B. 侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞

C. 通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上

D. 科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病

29.(2016·苏州中学)下图是基因对性状控制过程的图解,据图分析下列说法正确的是

A. 同一生物的同一细胞中M1、M2可同时发生

B. ③④性状不同的根本原因是基因中碱基对的缺失

C. 白化病的成因是酪氨酸酶活性低导致黑色素不能合成

D. ①②过程所遵循的碱基互补配对方式不完全相同

30.(2016·泰兴中学)下图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述不正确的是

(

A. 图中①②过程发生的场所分别是细胞核和细胞质中的核糖体

B. 图中②过程需要mRNA、氨基酸、tRNA、RNA聚合酶及ATP C. 人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降

D. 该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成和蛋白质结构来实现的

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)

)

(