基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成Word版含解析

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接概述DNA分子上的遺傳信息通過(guò)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。1.生命觀念：根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能觀，理解RNA的結(jié)構(gòu)和功能。2．科學(xué)思維：通過(guò)分析與綜合，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程中的有關(guān)計(jì)算；并通過(guò)分類與比較，明確中心法則各生理過(guò)程的異同。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1．RNA的結(jié)構(gòu)與種類(1)基本單位及組成①磷酸；②核糖；③堿基：A、U、G、C；④核糖核苷酸。(2)空間結(jié)構(gòu)：一般是單鏈，且比DNA短。(3)RNA的種類及其作用①eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(名稱：信使RNA（mRNA）,作用：DNA的信使))②eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(名稱：核糖體RNA（rRNA）,作用：組成核糖體))③eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(名稱：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）,作用：識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸))2．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念(2)過(guò)程二、遺傳信息的翻譯1．密碼子與反密碼子密碼子反密碼子種類64種61種位置mRNAtRNA實(shí)質(zhì)決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基(終止密碼除外)與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)相鄰的堿基2.翻譯(1)概念的理解(2)過(guò)程起始：mRNA與核糖體結(jié)合↓運(yùn)輸：tRNA攜帶氨基酸置于特定位置↓延伸：核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，由對(duì)應(yīng)tRNA運(yùn)輸相應(yīng)的氨基酸加到延伸中的肽鏈上（一個(gè)mRNA分子上可以結(jié)合多個(gè)核糖體）↓終止：當(dāng)核糖體讀取到mRNA上的終止密碼時(shí)，合成終止↓脫離：肽鏈合成后，從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子三、中心法則1．提出者：克里克。2．中心法則的提出及其發(fā)展(1)圖示：(2)根據(jù)圖示，完成下表：項(xiàng)目序號(hào)生理過(guò)程遺傳信息傳遞過(guò)程最初提出①DNA復(fù)制DNA流向DNA②轉(zhuǎn)錄DNA流向RNA③翻譯RNA流向蛋白質(zhì)發(fā)展補(bǔ)充④RNA復(fù)制RNA流向RNA⑤逆轉(zhuǎn)錄RNA流向DNA判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．遺傳信息轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有mRNA。()2．轉(zhuǎn)錄和翻譯都是以mRNA為模板合成生物大分子的過(guò)程。()3．一個(gè)tRNA分子中只有一個(gè)反密碼子。()4．mRNA在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)。()5．在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中密碼子都決定氨基酸。()6．DNA病毒沒(méi)有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則。()[答案]1．×提示：轉(zhuǎn)錄合成的RNA有三種類型：mRNA、tRNA、rRNA。2．×提示：轉(zhuǎn)錄的模板是DNA分子的一條單鏈，不是mRNA。3．√4．×提示：核糖體在mRNA上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)。5．×提示：密碼子共有64種，有3種終止密碼子，不決定氨基酸，決定氨基酸的密碼子有61種。6．×提示：DNA病毒沒(méi)有RNA，但其遺傳信息的傳遞仍遵循中心法則，包括DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯三個(gè)過(guò)程。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯1．轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程場(chǎng)所主要在細(xì)胞核核糖體模板DNA的一條鏈mRNA原料4種核糖核苷酸21種氨基酸條件酶(RNA聚合酶等)、ATP酶、ATP、tRNA產(chǎn)物RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽鏈特點(diǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈堿基配對(duì)A—U，T—A，C—G，G—CA—U，U—A，C—G，G—C遺傳信息傳遞DNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)意義表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀2.遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較項(xiàng)目遺傳信息密碼子反密碼子概念DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基tRNA上與密碼子互補(bǔ)的3個(gè)堿基作用控制生物的性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸種類多樣性64種61種圖解3.相關(guān)圖解及分析(1)圖解：(2)分析：4．基因表達(dá)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)量計(jì)算DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系(1)圖示：(2)規(guī)律：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝1/3mRNA中堿基數(shù)目＝1/6DNA(或基因)中堿基數(shù)目。合作探究：1.RNA為什么適合做DNA的信使？提示：(1)RNA一般為單鏈，比DNA短，可以通過(guò)核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。(2)RNA是另一種核酸，也是由四種核苷酸組成的，也可以儲(chǔ)存大量的遺傳信息。(3)RNA與DNA之間也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。2．運(yùn)輸氨基酸的工具是哪種結(jié)構(gòu)？為什么說(shuō)它是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)？提示：運(yùn)輸氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密碼子，能和mRNA上的密碼子相識(shí)別，一端能攜帶氨基酸，是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)。1．(不定項(xiàng))下圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過(guò)程的示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．①鏈的堿基A與②鏈的堿基T互補(bǔ)配對(duì)B．②是以4種核糖核苷酸為原料合成的C．如果③表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶D．轉(zhuǎn)錄完成后，②需通過(guò)兩層生物膜才能與核糖體結(jié)合BC[本題考查的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，其中①鏈為模板鏈，②鏈為RNA，①鏈中的堿基A與②鏈中的堿基U互補(bǔ)配對(duì)；③表示RNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄完成后，②通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過(guò)0層生物膜。]2．(2020·全國(guó)卷Ⅲ)細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I)。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，存在如圖所示的配對(duì)方式(Gly表示甘氨酸)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子B．密碼子與反密碼子的堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合C．tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成D．mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變C[根據(jù)圖像可知，反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補(bǔ)配對(duì)，說(shuō)明一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子，A項(xiàng)正確；密碼子與反密碼子的堿基互補(bǔ)配對(duì)，密碼子與反密碼子的堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合，B項(xiàng)正確；tRNA分子和mRNA分子都是單鏈結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于某些氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子，故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變，D項(xiàng)正確。]3．一個(gè)mRNA分子有m個(gè)堿基，其中(G＋C)有n個(gè)；由該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則控制該mRNA合成的DNA分子至少含有的(A＋T)數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)最多脫去的水分子數(shù)分別是()A．m、(m/3)－1B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1D．2(m－n)、(m/3)－2D[由題意知，mRNA分子有m個(gè)堿基且(G＋C)的數(shù)目為n，則此mRNA分子中(A＋U)的數(shù)目為(m－n)，控制其合成的DNA分子模板鏈中(A＋T)的數(shù)目至少為(m－n)，整個(gè)雙鏈DNA分子中(A＋T)的數(shù)目至少為2(m－n)；由mRNA分子有m個(gè)堿基可知，以其為翻譯模板可合成最多含m/3個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)分子，題干中給出此蛋白質(zhì)分子有兩條肽鏈，脫去的水分子數(shù)最多應(yīng)為(m/3)－2。]原核生物與真核生物基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的辨別(1)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，在空間和時(shí)間上被分隔開進(jìn)行，即先轉(zhuǎn)錄后翻譯。(2)原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒(méi)有分隔，可以同時(shí)進(jìn)行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。過(guò)程如右圖所示：圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4條mRNA，每條mRNA上有多個(gè)核糖體同時(shí)進(jìn)行翻譯過(guò)程，翻譯的方向是從下到上。(3)轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA，是轉(zhuǎn)錄其中的基因，不同種類的細(xì)胞，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量不同，但tRNA和rRNA的種類沒(méi)有差異。中心法則1．中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用(1)細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則(2)煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則(3)HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則(4)高度分化的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式DNAeq\o(――→,\s\up10(轉(zhuǎn)錄))RNAeq\o(――→,\s\up10(翻譯))蛋白質(zhì)(5)能分裂的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式(1)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制只有在某些病毒復(fù)制時(shí)才能進(jìn)行。(3)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無(wú)遺傳信息的傳遞。2．中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能(1)傳遞遺傳信息：通過(guò)DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程或細(xì)胞增殖過(guò)程中。(2)表達(dá)遺傳信息：通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中。3．中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系4．中心法則五個(gè)過(guò)程的比較過(guò)程模板原料酶堿基配對(duì)方式產(chǎn)物實(shí)例DNA的復(fù)制DNA的每一條母鏈脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶A—T、T—A、G—C、C—GDNA以DNA作遺傳物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)錄DNA的一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶A—U、T—A、G—C、C—GRNA除病毒外幾乎所有生物翻譯信使RNA21種氨基酸A—U、U—A、G—C、C—G多肽除病毒外的細(xì)胞生物RNA的復(fù)制RNA核糖核苷酸RNA復(fù)制酶A—U、U—A、G—C、C—GRNA以RNA作遺傳物質(zhì)的生物RNA的逆轉(zhuǎn)錄RNA脫氧核苷酸逆轉(zhuǎn)錄酶A—T、U—A、G—C、C—GDNA某些RNA病毒等合作探究：下圖為一組模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行且五支試管中都有產(chǎn)物生成，請(qǐng)分析此圖解中A～E試管所模擬的過(guò)程分別是什么？提示：A—DNA復(fù)制；B—轉(zhuǎn)錄；C—RNA復(fù)制；D—逆轉(zhuǎn)錄；E—翻譯。1．下圖表示生物界的中心法則，有關(guān)敘述正確的是()A．健康的人體內(nèi)可以發(fā)生圖中所有過(guò)程B．煙草花葉病毒侵入宿主細(xì)胞后發(fā)生①→②→③→④的過(guò)程C．⑤過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與D．該圖揭示了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律D[分析圖形可知，健康的人體內(nèi)可以發(fā)生圖中①DNA復(fù)制、②轉(zhuǎn)錄和③翻譯過(guò)程，A項(xiàng)錯(cuò)誤。煙草花葉病毒是RNA病毒，侵入宿主細(xì)胞后發(fā)生⑤RNA復(fù)制和⑥翻譯過(guò)程，B項(xiàng)錯(cuò)誤。④過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．某種RNA病毒在增殖過(guò)程中，其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)變后整合到真核宿主的基因組中。物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑制宿主細(xì)胞的增殖，那么物質(zhì)Y抑制該病毒增殖的機(jī)制是()A．抑制該病毒RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程B．抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程C．抑制該RNA病毒的反(逆)轉(zhuǎn)錄過(guò)程D．抑制該病毒RNA的自我復(fù)制過(guò)程C[本題主要考查中心法則。RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄生成DNA，需要的原料是4種脫氧核苷酸，物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似，會(huì)混入逆轉(zhuǎn)錄生成的DNA中，致使逆轉(zhuǎn)錄生成的DNA不能整合到真核宿主的基因組中，影響病毒RNA及蛋白質(zhì)的合成，從而抑制該病毒增殖，故只有C項(xiàng)正確。]中心法則各生理過(guò)程快速確定的三大依據(jù)[課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句歸納1.RNA有三種：信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)。2.轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，條件是模板(DNA的一條鏈)、原料(4種核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。3.翻譯的場(chǎng)所是核糖體，條件是模板(mRNA)、“搬運(yùn)工”(tRNA)、原料(21種氨基酸)、酶和能量。4.密碼子共有64種，其中決定氨基酸的密碼子有61種，3種終止密碼子不決定氨基酸。5.一種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子，一種密碼子最多只決定一種氨基酸。6.在遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程中，DNA、RNA是信息載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動(dòng)提供能量。生命是物質(zhì)和能量的統(tǒng)一體。1．如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．DNA與RNA在核苷酸上只有②不同B．如果要構(gòu)成ATP，在①位置上加上兩個(gè)磷酸基團(tuán)即可C．③在人的遺傳物質(zhì)中只有4種D．DNA分子中每個(gè)②均只與一個(gè)①相連C[分析題圖可知，①是磷酸基團(tuán)，②是五碳糖，③是含氮堿基。DNA與RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)主要有兩點(diǎn)，一是在DNA中②為脫氧核糖，在RNA中②為核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G4種，在RNA中③有A、U、C、G4種，A錯(cuò)誤。如果要構(gòu)成ATP，要在①位置上加上兩個(gè)磷酸基團(tuán)，②應(yīng)為核糖，③應(yīng)為腺嘌呤，B錯(cuò)誤。人的遺傳物質(zhì)是DNA，在DNA中③只有4種(A、G、C、T)，C正確。DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中多數(shù)②與兩個(gè)①相連，D錯(cuò)誤。]2．(不定項(xiàng))對(duì)于下列圖解，正確的說(shuō)法有()A．表示DNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程B．共有5種堿基C．共有8種核苷酸D．A均代表同一種核苷酸ABC[由題干信息可知，圖為DNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程。因?yàn)镈NA與RNA的基本單位不同，故相同堿基代表不同核苷酸，所以圖示核苷酸種類為8，堿基種類數(shù)為5。]3．如圖為多聚核糖體合成肽鏈的過(guò)程，有關(guān)該過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A．圖示為多個(gè)核糖體合成一條多肽鏈的過(guò)程B．mRNA沿著三個(gè)核糖體從右向左移動(dòng)C．三條肽鏈在氨基酸排列順序上各不相同D．由圖示可推測(cè)少量mRNA可以合成大量的蛋白質(zhì)D[圖示為三個(gè)核糖體合成三條多肽鏈的過(guò)程；翻譯過(guò)程中是核糖體沿著mRNA進(jìn)行移動(dòng)的，根據(jù)肽鏈的長(zhǎng)短，可判斷出核糖體沿mRNA的移動(dòng)方向是從右向左；合成的三條肽鏈?zhǔn)且酝粭lmRNA為模板的，因此氨基酸的排列順序相同；一條mRNA可以和多個(gè)核糖體結(jié)合，可在短時(shí)間內(nèi)合成大量的蛋白質(zhì)。]4．結(jié)合下圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．生物的遺傳信息儲(chǔ)存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)C．遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表型實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)D．編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈D[生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，即遺傳信息儲(chǔ)存在DNA或RNA的核苷酸序列中，故A項(xiàng)正確。因?yàn)槊艽a子的簡(jiǎn)并性，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列不同，最終翻譯出的蛋白質(zhì)可能相同，故B項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，即生物的表型是通過(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確。遺傳信息是由堿基序列決定的，DNA兩條單鏈的堿基互補(bǔ)配對(duì)，所含遺傳信息不同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。]5．如圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過(guò)程，①～⑤表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。a、b、c表示生理過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(可能用到的密碼子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—賴氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—