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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成集体备课课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成集体备课课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案,翻译1概念,中心法则的发展,中心法则的内容,夯基提能•分层突破,核糖核酸,强化落实•学业达标,网络建构,高效课堂•实践运用,疑难解答•全程培优等内容,欢迎下载使用。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、RNA的结构与种类1.RNA的结构(1)基本单位及组成 ①______;②______;③碱基:__________;④____________。(2)空间结构:一般是_____,且比DNA短。(3)RNA的种类:分为________(mRNA)、________(tRNA)、____________(rRNA)。
2.RNA与DNA的比较
二、遗传信息的转录1.概念
三、遗传信息的翻译1.密码子与反密码子
(2)过程①起始:mRNA与________结合。②运输:________携带氨基酸。③延伸:核糖体沿______移动,读取下一个密码子,由对应______运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA分子上可以结合多个核糖体)。④终止:当核糖体读取到mRNA上的________时,合成终止。⑤脱离:肽链合成后,从核糖体与mRNA的复合物上脱离,盘曲折叠成具有特定________和________的蛋白质分子。
3.完善后的中心法则图解
知识应用·强化落实——效果·检测·定向一、连线1.翻译的概念
二、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。( )2.mRNA在核糖体上移动时可翻译出蛋白质。( )3.在蛋白质合成过程中,密码子都可决定氨基酸。( )
提示:× 转录的模板是DNA分子的一条单链,不是mRNA。
提示:× 核糖体在mRNA上移动时可翻译出蛋白质。
提示:× 密码子共有64种,在正常情况下,有3种终止密码子不决定氨基酸,因此决定氨基酸的密码子有61种。
4.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则。( )5.正常情况下,真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。( )6.RNA病毒都能进行逆转录。( )
提示:× DNA病毒中没有RNA,但在其宿主细胞内其遗传信息的传递仍遵循中心法则,包括DNA的复制、转录和翻译三个过程。
提示:× 正常情况下,真核生物细胞内不能发生RNA复制和逆转录过程。
提示:× 不是所有RNA病毒都能进行逆转录,只有含逆转录酶的RNA病毒才能进行逆转录,如HIV。
课程标准概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现
素养达成1.利用对比分析、归纳和概括,辨别三种RNA的结构和组成。(科学思维)2.通过图示和列表比较转录和翻译的异同。(科学思维)3.从存在位置、作用等方面,探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系,构建知识脉络。(生命观念)4.通过对资料进行分析归纳,概括中心法则的提出及发展过程。(科学思维)5.通过对中心法则的理解,认同遗传信息流动的观念。(生命观念)
科学家们开发了一种新荧光标记技术,首次确定了蛋白质合成的时间和地点。该技术允许研究者在活细胞中直接观察mRNA分子翻译成蛋白质的过程,有助于揭示蛋白质合成异常引发人类疾病的具体机制。mRNA在运出细胞核之后没有马上开始蛋白质翻译,而是进入细胞质几分钟之后才开始翻译。试问mRNA在蛋白质形成过程中起什么作用?
学习主题一 遗传信息的转录任务一 为了探究遗传信息的传递途径,科学家做了如下实验。完成下列问题:实验一:变形虫放射性标记实验,如图见【图文联动】。实验二:有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验,当加入RNA酶后,细胞中的蛋白质合成就停止了;再加入从酵母菌中提取出来的RNA,则又重新合成了一定数量的蛋白质。
分析讨论下列问题:1.从实验一可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位? 2.细胞核交换后,B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子?3.从实验二可以得出的结论是什么? 4.综合分析实验一和实验二,你认为遗传信息的传递途径是什么? 5.实验一的设计有何巧妙之处?
提示:细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。
提示:RNA与蛋白质的合成有直接关系。
提示:DNA→RNA→蛋白质。
提示:在适当的时间交换了细胞核,形成了相互对照。
任务二 仔细分析教材P65图4-4,探究下列问题:如下所示为一段DNA分子,如果以β链为模板进行转录,试回答下列问题:
1.写出对应的mRNA的碱基序列。 2.转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系?与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同?
提示:……AUGAUAGGGAAAC……。
提示:①转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。②相同点:a.碱基数目相等;b.都含A、G、C3种碱基。不同点:RNA中含有U,DNA中含有T。
任务三 经测定,甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基所占的比例如下表:
1.甲、乙含有哪种核酸?二者有什么区别? 2.丙含有的核酸是哪种?依据是什么? 3.丁的核酸中含有几种核苷酸?
提示:甲、乙中含有碱基T,因此为DNA;在甲中,A与T不相等,G与C不相等,因此甲只能为单链DNA。在乙中,A与T相等,G与C相等,最可能是双链DNA。
提示:RNA;丙的核酸中含有碱基U,但不含碱基T。
提示:丁的核酸既有DNA,又有RNA,因此含有8种核苷酸。
【重点笔记】1.误区警示(1)转录不是转录整个DNA,而是转录其中的基因,不同种类的细胞,由于基因的选择性表达,mRNA的种类和数量不同,但tRNA和rRNA的种类没有差异。(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质,穿过0层膜,并消耗能量。(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解,保证生命活动的有序进行。(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
2.DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定:若核酸分子中含核糖,一定为RNA;含脱氧核糖,一定为DNA。(2)根据含氮碱基判定:含T的核酸一定是DNA;含U的核酸一定是RNA。(3)DNA中单、双链的判定:若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶,则为单链DNA;若A=T,G=C,A+G=T+C,则一般认为是双链DNA。
2.转录有关问题分析(1)碱基互补配对关系:G—C、C—G、T—A、A—U。(2)mRNA与DNA模板链的碱基互补,但与非模板链碱基序列基本相同,只是用U代替T。(3)转录特点:边解旋边转录,单链转录。(4)转录所需的酶:RNA聚合酶等。
1.(合格考)下列哪项是DNA和RNA共同具有的( )A. 双螺旋结构 B.脱氧核糖C. 尿嘧啶 D.腺嘌呤
解析:具有双螺旋结构的是DNA,RNA一般不具有;脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖;尿嘧啶是RNA中特有的碱基;腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。
2.(合格考)对于下列图解,正确的说法有( )①可能表示DNA复制过程 ②可能表示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.①②③ B.④⑤⑥ C.②③④ D.①③⑤
解析:图为DNA转录或逆转录过程,因为DNA与RNA的基本单位不同,故相同碱基代表不同核苷酸,所以图示核苷酸种类数为8,碱基种类数为5。
3.(等级考)(不定项)下列关于真核细胞中转录的叙述,正确的是( )A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析:真核细胞中的RNA主要在细胞核内合成,线粒体和叶绿体中的DNA也能进行转录合成RNA,C错误。
4.(等级考)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程,下列相关判断不正确的是( )A.该细胞可能是造血干细胞,不可能是胰岛B细胞B.与图甲过程相比,图乙过程可频繁发生C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
解析:胰岛B细胞为高度分化的细胞,不能增殖,DNA也不进行复制,A正确;对于一个细胞来说,核DNA最多只能复制一次,但多个基因可表达,即可频繁转录,B正确;图甲过程产物是DNA,图乙过程产物是RNA,DNA比RNA大得多,C错误;一个DNA分子上有多个基因,不同基因的模板链可能不同,D正确。
学习主题二 遗传信息的翻译任务一 组成生物体的氨基酸有21种,如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸,则能决定多少种氨基酸?如果2个碱基决定1个氨基酸,则能决定多少种氨基酸?试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸,才能决定21种氨基酸?
提示:mRNA上的碱基有4种,如果1个碱基决定1个氨基酸,能决定41=4种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸则能决定42=16种氨基酸。当由3个碱基决定一个氨基酸时,可以编码43=64种氨基酸,所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以编码出构成蛋白质的21种氨基酸。
任务二 结合教材P67表4-1中21种氨基酸的密码子表思考:1.密码子有多少种?在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗? 2.一种氨基酸可能对应几个密码子,这一现象称做密码子的简并性,密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义?
提示:密码子共有64种,但有3种为终止密码子,正常情况下不决定氨基酸,因此决定氨基酸的密码子共有61种。
提示:密码子的简并性在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义,具体如下:①当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并性,可能不会改变对应的氨基酸。②当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
任务三 结合下面图解,思考:1.基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系? 2.在蛋白质合成过程中,DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系?
提示:基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。
提示:不一定。因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子,而在其对应的DNA中,还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。
任务四 下图是翻译过程的示意图,请据图分析:
1.图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构? 2.Ⅲ是mRNA,其中的起始密码子和终止密码子分别是什么?它们都能决定氨基酸吗?
提示:Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
提示:起始密码子:AUG,编码甲硫氨酸;终止密码子:UAA,不编码氨基酸。
3.图乙中①、⑥分别是什么分子或结构?核糖体移动的方向是怎样的? 4.最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗?为什么? 5.运输氨基酸的工具是哪种结构?为什么说它是真正起“翻译”作用的结构?
提示:①、⑥分别是mRNA、核糖体;核糖体移动的方向是由右向左。
提示:相同;因为它们的模板是同一条mRNA。
提示:运输氨基酸的工具是tRNA;它一端有反密码子,能和mRNA上的密码子相识别,另一端能携带氨基酸,是真正起“翻译”作用的结构。
【重点笔记】1.特别提醒(1)一个mRNA翻译出的肽链不一定是一条,可以相继结合多个核糖体,翻译出多条相同的肽链。(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链,肽链还要进一步加工,才能成为具有生物活性的蛋白质。(3)由于终止密码子的存在,因此mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些,注意题目中是否有限定词,如“最少”等。
2.转录、翻译过程中的四个易错点(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T,而是A—U。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸,其中终止密码子不决定氨基酸。
DNA复制、转录、翻译的联系
遗传信息、密码子、反密子的图解
真核生物先转录,后翻译
1.DNA复制、转录、翻译的比较
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
3.基因表达过程中的相关数量计算DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系(1)图示:(2)规律:蛋白质中氨基酸数目=1/3 mRNA中碱基数目=1/6DNA(或基因)中碱基数目。
4.原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别(1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中,在空间和时间上被分隔开进行,即先转录后翻译。(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔,可以同时进行,即边转录边翻译。
1.(合格考)下列对基因表达翻译过程的说法中,错误的是( )A.以细胞质中游离的氨基酸为原料B.以核糖体RNA作为遗传信息模板C.以转运RNA为氨基酸运输工具D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
解析:翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,B错误;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,A、D正确;在翻译过程中,搬运工具是tRNA,C正确。
2.(合格考)某研究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为PhePrLys的三肽。三种氨基酸的密码子见表: 据此分析,正确的是( )A.一种氨基酸可以由多种密码子编码,但只能由一种tRNA转运B.控制该三肽合成的基因只有9对脱氧核苷酸C.合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与D.mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC
解析:由于密码子的简并性,一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定,因此也可以由一种或多种tRNA转运,A错误;控制该三肽合成的mRNA中对应氨基酸的密码子有3个,还有不编码氨基酸的终止密码子,因此根据碱基互补配对的原则,该基因中至少含有12个碱基对,B错误;蛋白质合成过程中需要mRNA、rRNA和tRNA的参与,C正确;mRNA上编码三肽的核苷酸序列为AAGGGAUUC时,AAG编码赖氨酸,GGA不清楚编码氨基酸的种类,但不能编码脯氨酸,UUC编码苯丙氨酸,与题干信息中的氨基酸序列不符,D错误。
3.(等级考)原核基因的mRNA形成的发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动,进而使转录终止,其过程如图所示。下列说法错误的是( )A.原核细胞中转录和翻译过程可以同时进行B.发夹结构中存在终止密码子,可以使转录终止C.图示过程中存在T—A、U—A、C—G等碱基配对方式D.图示过程中mRNA既可作为翻译的模板又能调节转录过程
解析:由于原核细胞没有核膜,因此原核细胞中转录和翻译可以同时进行,A正确;发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动,进而使转录终止,而不是存在终止密码子,B错误;图示转录过程中存在T—A配对,翻译过程中tRNA上的反密码子会和mRNA上的密码子进行碱基互补配对,因此核糖体上的碱基配对方式有C—G、U—A,C正确;mRNA既可作为翻译的模板,又能调节转录过程,D正确。
4.(等级考)(不定项)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys-tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala-tRNACys(见图,tRNA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是( )A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的肽链B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中,原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
解析:翻译过程中,在一个mRNA分子上可以先后结合多个核糖体同时合成多条肽链,依据题干中信息,*Ala-tRNACys参与翻译过程,因此可以同时合成多条被14C标记的肽链,A正确;tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的,B错误;由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸,但tRNA未变,所以该*Ala-tRNACys参与翻译时,新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,但原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys,C正确,D错误。
学习主题三 中心法则及其发展【师问导学】任务一 阅读教材P69,探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的(用中心法则表示)。1.以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的?请写出遗传信息传递过程的图解。
2.在以RNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的?请写出遗传信息传递过程的图解。(1)含有RNA复制酶的生物: (2)含有逆转录酶的生物:
任务二 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗?
提示:不能。只能发生在宿主细胞内。
任务三 见【图文联动】四支试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。1.四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程? 2.四个试管模拟的过程分别需要什么酶?
提示:a:DNA的复制;b:转录;c:RNA的复制;d:逆转录。
提示:a:解旋酶和DNA聚合酶;b:RNA聚合酶;c:RNA复制酶;d:逆转录酶。
任务四 甲、乙、丙为三种类型的病毒,它们的遗传信息的遗传方式分别如图见【图文联动】所示。请据图思考下列问题:
1.HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型?2.说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。3.不管哪种病毒,其增殖过程都要合成自身的蛋白质外壳和核酸,该过程需要的原料都来自哪里?
提示:HIV:丙;噬菌体:甲;流感病毒:乙。
提示:甲:1——转录,2——翻译,3——DNA的复制;乙:4——RNA的复制,5——翻译,6——RNA的复制;丙:7——逆转录,8——转录,9——翻译,10——DNA的复制。
提示:均由宿主细胞提供。
【重点笔记】特别提醒(1)逆转录需要逆转录酶。(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒侵染的宿主细胞中进行。(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。(4)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。(5)DNA复制、转录、翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。(6)DNA复制主要发生在细胞分裂过程中,而转录和翻译则可以发生在任何时期。
1.中心法则的内容及应用
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式
(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式
2.中心法则体现了DNA的两大基本功能(1)传递遗传信息:通过DNA复制完成,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)表达遗传信息:通过转录和翻译完成,发生在个体发育过程中。
3.对中心法则各过程的分析
1.(合格考)如图所示过程中,正常情况下在动植物细胞中均可发生的是( )A.①④⑤ B.②③⑥C.②③⑤ D.①③⑤
解析:①②③④⑤分别代表转录、逆转录、RNA复制、翻译、DNA复制。②和③只在某些RNA病毒侵染宿主细胞后进行,⑥目前还没发现。
2.(等级考)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散,有关基因进行表达;组蛋白去乙酰化,有关基因表达受到抑制(如图)。下列有关叙述不正确的是( )A.组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中B.过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋C.一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA分子D.过程d还需要核糖体、tRNA、ATP等参与
解析:细胞分化是基因选择性表达的结果,存在基因的表达,组蛋白乙酰化使染色体结构松散,有利于基因的表达,A正确;过程c为转录,需要的是RNA聚合酶,RNA聚合酶具有解旋作用,而DNA复制需要用解旋酶先将DNA双链解旋,B错误;因为一个DNA分子上有多个基因,一个DNA分子可以控制合成多种mRNA,进而合成多种蛋白质,C正确;过程d为翻译,翻译时以mRNA为模板,游离在细胞质中的各种氨基酸由tRNA转运,在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的蛋白质,该过程需要ATP供能,D正确。
3.(等级考)某种RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种转变,然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,那么物质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.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的逆转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程
解析:RNA病毒可经逆转录过程把RNA转变成DNA,该过程需要的原料是4种脱氧核苷酸,物质Y与脱氧核苷酸结构相似,会混入逆转录生成的DNA中,致使逆转录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中,影响病毒RNA及蛋白质的合成,从而抑制该病毒增殖,故C正确。
4.(等级考)(不定项)许多抗癌药物通过干扰DNA的合成及功能抑制癌细胞增殖。下表为某制药公司研发的三种抗癌新药(三种新药代号分别为RH2208、YH0501、CC6868)的主要作用机理。
下列叙述正确的是( )A.YH0501处理癌细胞后,DNA复制和转录过程都受到抑制B.CC6868处理癌细胞后,DNA复制过程中子链无法正常延伸C.RH2208处理癌细胞后,DNA复制和转录过程都出现原料匮乏D.将上述三种药物精准导入癌细胞的技术可减小药物治疗的副作用
解析: YH0501通过抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板,A正确;CC6868能抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程,DNA聚合酶活性受抑制后,会使癌细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸,B正确;RH2208阻止脱氧核糖核苷酸的合成,从而影响癌细胞中DNA复制过程,而转录过程需要的原料是核糖核苷酸,不会受到RH2208的影响,C错误;将三种药物精准导入癌细胞的技术可以抑制癌细胞的增殖,由于三种药物是精准导入癌细胞的,因此,可以减弱它们对正常细胞的不利影响从而减小药物副作用,D正确。
主干落实1.RNA有三种:信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。2.转录的主要场所是细胞核,条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。3.翻译的场所是核糖体,条件是模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。4.密码子共有64种,其中决定氨基酸的密码子有61种,3种终止密码子正常情况下不决定氨基酸。5.一种氨基酸对应一种或多种密码子,一种密码子最多只决定一种氨基酸。6.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。
7.生物遗传信息流动可表示为:8.逆转录和RNA复制只发生在某些病毒侵染的细胞中。
1.下列肯定不属于密码子的是( )A.TAC B.UUGC.CAG D.GAC
解析:密码子位于mRNA上,可能含有A、U、C、G,但不可能含有T,A正确。
2.一个转运RNA的一端碱基为GUA,则此转运RNA所运载的氨基酸是( )A.GUA(缬氨酸) B.CAU(组氨酸)C.UAC(酪氨酸) D.AUG(甲硫氨酸)
解析:题干中转运RNA中的反密码子为GUA,根据碱基互补配对原则,推知位于mRNA上的密码子为CAU,其决定的氨基酸为组氨酸。
3.DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是( )A.脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸B.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质C.核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸D.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
解析:组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,而DNA复制是合成DNA分子的过程,需要的原料是脱氧核苷酸;转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA,而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸;翻译是合成蛋白质,其原料是氨基酸。
4.增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质(转录因子)结合的序列,可增强多个基因的转录水平(如下图)。相关推测不合理的是( )A.增强子具有特定的碱基序列B.增强子与启动子互补配对C.增强子可以远距离发挥作用D.A酶可能是RNA聚合酶
解析:根据题意,增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列,因此增强子具有特定的碱基序列,A正确;由图可知,增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列,并不与启动子进行结合,因此并不与启动子互补配对,B错误;由图可知,增强子使所要作用基因所在的DNA链发生了弯折,距离所要作用的基因有一定的距离,因此增强子可以远距离发挥调控作用,C正确;启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,图中A酶与启动子结合,因此A酶可能为RNA聚合酶,D正确。
5.若mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换,则识别该密码子的tRNA及其携带的氨基酸的变化情况是( )A.tRNA一定改变,氨基酸不一定改变B.tRNA不一定改变,氨基酸不一定改变C.tRNA一定改变,氨基酸一定改变D.tRNA不一定改变,氨基酸一定改变
解析:mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换,根据碱基互补配对原则,则tRNA上的反密码子也发生改变;一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或几种密码子来决定,即存在密码子的简并性,因此氨基酸不一定改变,A正确。
6.(等级考)下图表示生物界的中心法则,下列有关叙述,正确的是( )A.健康的人体内可以发生图中所有过程B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程C.⑤过程需要逆转录酶的参与D.该图揭示了遗传信息传递的一般规律
解析:分析题图可知,健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程,A错误;烟草花叶病毒是RNA病毒,侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程,B错误;④过程需要逆转录酶的参与,C错误。
7.回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。
(1)图一为细胞中合成蛋白质的示意图,该过程的模板是________(填序号),核糖体的移动方向为________(填“右→左”或“左→右”),图中②③④⑤在图二c过程完成后结构________(填“相同”或“不相同”)。(2)图二表示某DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。a过程所需的酶有__________________,b过程所需的酶有_________,完成遗传信息表达的是________(填字母)过程,c过程中读取密码子的结构是________(填序号),反密码子位于________(填序号)上,由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列是________________________________。(密码子表:AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸。)
甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
解析:(1)图一所示为翻译过程,模板是①mRNA;根据②③④⑤肽链的长度分析可知,核糖体的移动方向是从右到左;由于模板mRNA相同,因此翻译形成的多肽链②③④⑤的最终结构相同。(2)图二中a表示DNA的自我复制过程,b表示转录过程,c表示翻译过程。a表示DNA复制,需要解旋酶和DNA聚合酶的催化;b表示转录过程,需要RNA聚合酶的催化;遗传信息的表达包括转录和翻译,即图二中的b、c过程,c表示翻译过程,读取密码子的结构是③核糖体;反密码子位于⑤tRNA上;mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子,密码子决定氨基酸,所以由②(AUG GCU UCU UUC)指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
教材第64页►【问题探讨】提示:一种生物的整套DNA分子中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息,也可以说是构建生物体的蓝图。但是,从DNA到具有各种性状的生物体,需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现,因此,在可预见的将来,利用DNA使灭绝的生物复活仍是难以做到的。教材第64页►【想象空间】提示:DNA相当于总司令。在战争中,如果总司令总是深入前线直接指挥,就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内,使转录和翻译过程分别在细胞的不同区域进行,有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。
教材第66页►【思考·讨论】1.提示:可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如,转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。2.提示:转录所需要的原料是4种核糖核苷酸,DNA复制所需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸;转录所需要的酶是RNA聚合酶,DNA复制所需要的酶是解旋酶、DNA聚合酶等。3.提示:转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系,与DNA双链间碱基互补配对不同的是:RNA链中与DNA链的A配对的是U,不是T;转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链(非模板链)的碱基序列基本相同,只是DNA链上T的位置,RNA链上是U。
教材第67页►【思考·讨论】1.提示:此题具有一定的开放性,要积极思考。可以从增强密码容错性的角度来解释,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸;也可以从密码子使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。2.提示:这是一道开放性较强的题,答案并不唯一,旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言,所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的,等等。
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