福建省长泰县第二中学生物课时学案必修二 20基因的表达含答案.docx
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福建省长泰县第二中学生物课时学案必修二20基因的表达含答案
【预习目标】
1．熟练掌握转录和翻译的过程，弄清与DNA复制之间的关系
2．理解中心法则及其发展，弄清基因、蛋白质与性状的关系
【基础知识回顾】
一、RNA的化学组成及分类
磷酸
1．RNA的基本组成单位：
碱基：
2．RNA的结构：
一般是链，而且比DNA，因此能够通过，从细胞核转移到细胞质中。
RNA通过核孔由细胞核进入细胞质，穿过层磷脂分子层
3.RNA的分布：
主要分布在中，可以用进行染色观察。
4.RNA的种类：
（1）mRNA→将遗传信息从传递到细胞质中
（2）tRNA→，识别密码子
（3）rRNA→的组成成分
二、遗传信息的转录
1.转录的概念：
在中，以为模板合成mRNA的过程
2.转录的过程：
（1）解旋：
DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
（2）配对：
细胞中游离的与DNA链上的碱基互补时，两者以结合。
（3）连接：
在作用下，游离的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上。
（4）脱离：
合成的从DNA链上释放，DNA恢复。
①转录的时间是细胞分裂的期，个体发育的整个过程，场所是。
②转录所需要的条件、、、。
③转录的特点是，转录完成后DNA恢复为双链结构。
④转录成的mRNA碱基序列与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？
对于右图的说法，不正确的是（）
①表示DNA复制过程②一定需要逆转录酶
③共有5种碱基④共有6种核苷酸
⑤遵循碱基互补配对原则⑥A均代表同一种核苷酸
A、①②③B、④⑤⑥C、①②⑥D、③⑤⑥
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
三、遗传信息的翻译
1．翻译的概念：
游离在中的各种氨基酸，以为模板合成具有
一定顺序的蛋白质的过程。
2．密码子：
（1）位置：
在上
（2）实质：
决定一个氨基酸的三个相邻。
（3）种类：
种，其中终止密码子个，起始密码子个，能决定氨基酸的是
。
3.tRNA
（1）种类：
种
（2）结构：
三叶草形，一端是携带的部位，另一端有3个碱基可以与mRNA上的密码子，叫。
（3）tRNA与氨基酸的关系：
一个tRNA一次只能转运个氨基酸，一种tRNA只能识别并转运种氨基酸，一种氨基酸可以由种tRNA来转运。
tRNA是否只有三个碱基？
RNA是否没有氢键？
4.过程（看P66图4-6，回答问题）
（1）mRNA进入细胞质与结合。
（2）携带氨基酸的tRNA与mRNA的碱基，将氨基酸置于特定位置。
（3）2个氨基酸脱水缩合形成（写出结构简式），连接成肽链。
（4）沿着mRNA移动，读取下一个密码子，直至读取到合成终止。
（5）肽链合成后，从核糖体上脱离，经过一系列“加工”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的。
①翻译的时间在细胞分裂的期，个体发育的整个过程，场所在。
②翻译所需要的条件、、、。
③翻译是一个快速的过程，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，原因是
。
④肽链需要细胞器进一步加工才能成为具有一定空间结构的蛋白质。
遗传信息的“转录”和“翻译”过程分别是指（）
A、DNA→DNA，DNA→RNAB、RNA→RNA，RNA→蛋白质
C、DNA→RNA，RNA→蛋白质D、RNA→蛋白
质，蛋白质→性状
若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为（）
A、UACB、AUGC、ATGD、TAC
四、中心法则的提出及其发展
1.提出者：
2．内容图解
3.发展
（1）存在RNA复制酶的病毒遗传信息的流向：
（2）存在逆转录酶的病毒遗传信息的流向：
（3）疯牛病病原体（朊病毒）的遗传信息的流向：
4.完善后的中心法则
五、基因、蛋白质、性状的关系
基因通过控制蛋白质的合成来控制性状，有两条途径：
1、间接途径：
基因通过控制的合成来控制过程，从而控制性状，
实例：
白化病是由于控制的基因异常而引起的。
2、直接途径：
基因通过控制来直接控制性状，
实例：
囊性纤维病是由于编码的基因缺失3个碱基引起的。
3.基因与性状的关系
（1）基因与性状的关系并不都是简单的关系。
有些性状由多个基因决定，有些基因也可能影响决定多个性状
（2）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。
已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是（ ）
A．DNA→DNA→RNA→蛋白质B．RNA→RNA→蛋白质
C．DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质→RNA
下列关于基因的说法，正确的是（ ）
A．真核细胞的基因都存在于染色体上
B．基因中的3个相邻的碱基构成一个密码子
C．基因中的一个碱基发生变化，必将导致密码子的改变，从而引起生物性状的改变
D．有些性状是由多对基因控制的
下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。
请据图回答：
（1）图中涉及的遗传信息传递方向为：
_________________________________（以流程图的形式表示）。
（2）转录过程主要发生在________（填场所）。
（3）mRNA是以图中的③为模板，在________的催化作用下，以4种游离的________为原料，依次连接形成的。
（4）能特异性识别mRNA上密码子的分子是________，它所携带的小分子有机物可用于合成图中________________。
（5）由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：
基因中一个G—C对被A—T对替换，导致由此转录形成的mRNA上________个密码子发生改变，经翻译形成的④中__________________________发生相应改变。
学案20基因的表达
课内探究案
【学习目标】
1.熟练掌握DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
2.总结基因的表达过程中有关碱基的计算的规律
3.理解中心法则与生物种类的关系，明确基因与性状之间的关系
【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
下图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）甲图表示的过程是，乙图表示的过程是
（2）乙过程的模板是________中的________链，进行的场所是________，所需要的原料是________。
（3）甲过程的场所是______，需要的模板是_____，运载氨基酸的工具是_______，以③中已知序列为模板翻译后的产物是________肽，翻译过程中需要________个tRNA来运载。
（4）DNA分子复制需要酶，转录需要酶。
（5）甲、乙表示的过程的意义是。
（2013·海南生物）甲（ATGG）是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A-P～P～P）是转录过程中的一种底物。
下列叙述错误的是
A．甲、乙、丙的组分中均有糖B．甲、乙共由6种核苷酸组成
C．丙可作为细胞内的直接能源物质D．乙的水解产物中含有丙
（1）上题（3）中翻译的产物最多需要种tRNA、个密码子、种密码子；若翻译的产物由78个氨基酸构成，则需要个密码子、最多种密码子
（2）若图中的④所示的分子中有600个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有个碱基，合成的蛋白质中最多有氨基酸个
（1）复制、转录和翻译的区别
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的期
个体生长发育的整个过程（细胞分裂和分化过程）
场所
主要在
主要在
细胞质的
模板
DNA的条链
DNA的一条链
原料
4种核苷酸
4种核苷酸
20种氨基酸
其他
条件
酶和ATP
酶和ATP
酶、ATP和
产物
2个双链DNA
一个单链RNA
特点
、
边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构
翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸
碱基
配对
A—T，T—A，
G—C，C—G
，T—A，
G—C，C—G
A—，—A，
C—G，G—C
意义
遗传信息
遗传信息，使生物表现出各种性状
（2）氨基酸与密码子、反密码子的对应关系
一种氨基酸可以由种密码子决定，一种密码子只能决定种氨基酸；
一种氨基酸可以由种tRNA转运，一种tRNA只能转运种氨基酸。
（3）氨基酸与碱基的数量关系
DNA中的碱基个数：
mRNA中的碱基个数：
氨基酸的个数＝
注意：
因为DNA、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸（如mRNA上的终止密码子等），所以实际上编码1个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3个，基因上的碱基数目大于6
个，故一般求氨基酸数有“最多”，求碱基数有“至少”等字样。
大肠杆菌某生命活动中具有如图所示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有（）
①表示DNA复制过程②图中共有5种碱基、8种核苷酸
③表示DNA转录过程④图示过程需要RNA聚合酶
⑤图中的A均代表同一种核苷酸
⑥若X链中的碱基改变，则密码子一定改变⑦若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变
A．③④⑤⑦ B．②③④⑥ C．②③④⑦ D．①③⑤⑥
已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。
某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：
A－U－U－C－G－A－U－G－A－C……（40个碱基）……C－U－C－U－A－G－A－U－C－U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸数最多为（）
A．20个B．15个C．16个D．18个
【探究点二】对中心法测的理解
1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒。
下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是（ ）
大肠杆菌和禽流感病毒（含RNA复制酶）的遗传信息又是怎么传递的？
请用图解表示
①大肠杆菌
②禽流感病毒
完善后的中心法则的图解
中心法则包括下列遗传信息的转变过程，其中揭示生物遗传实质的是（）
A．从DNA→DNA的复制过程B．从DNA→RNA的转录过程
C．从RNA→蛋白质的翻译过程D．从RNA→DNA的逆转录过程
（1）中心法则体现了基因的两大功能是、。
（2）通过中心法则可以看出，基因能够控制蛋白质的合成从而控制生物的性状，通过哪些途径得以实现？
①基因通过控制的合成来控制过程，从而间接控制性状。
②基因通过控制来直接控制性状。
（3）基因与性状之间数量关系怎样？
性状只受基因控制吗？
下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中不正确的是（ ）
A．生物体的性状完全由基因控制B．蛋白质的功能可以体现生物性状
C．蛋白质的结构可直接影响生物性状D．基因与性状不都是简单的线性关系
香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因（A和a、B和b）共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。
（1）从图可见，紫花植株必需同时具有和基因，方可产生紫色物质。
（2）基因型为AaBb和aaBb的个体，其表现型分别是和。
（3）AaBb×AaBb的子代中，紫花植株与白花植株的比例分别为和。
（4）本图解说明，基因与其控制的性状之间的数量对应关系是
。
结合本节所学知识，完成图解，并领会DNA复制、转录和翻译的过程和遗传信息的传递过程
1.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是（）
A.一个密码子可以决定多个氨基酸B.DNA复制就是基因表达的过程
C.一个mRNA只能结合一个核糖体D.转录和翻译都可发生在线粒体内
2.一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA运载的氨基酸是（）
A.酪氨酸（UAC）B.谷氨酸（GAG）C．精氨酸（CGA）D.丙氨酸（GCU）
3.某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（ ）
A．75对碱基 B．78对碱基C．90对碱基D．93对碱基
4．在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。
信息流的方向可以用下图表示，下列相关说法正确的是（ ）
A．①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B．能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C．①过程可能发生基因突变和基因重组D．③过程不发生碱基互补配对
5．如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。
对此过程
的叙述不正确的是（ ）
A．此过程主要是在细胞质中进行的
B．此过程表示多个核糖体参与形成一条肽链
C．此过程需要tRNA和ATP
D．此过程遵循碱基互补配对原则
学案20基因的表达
课后拓展案
1.以下有关RNA的叙述中错误的是（ ）
A．RNA是某些生物遗传信息的载体和催化剂
B．mRNA根据密码子依次将氨基酸连接成多肽
C．mRNA的主要功能是把DNA的遗传信息传给蛋白质
D．HIV的RNA中插入某些核苷酸会导致遗传信息改变
2.有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（）
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
3.（2011·连云港检测）四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素均阻断了下列哪种过程（ ）
A．染色体活动B．DNA复制过程C．转录过程D．翻译过程
4.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。
深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。
这说明一些基因可以（）
A．控制蛋白质的合成，从而直接控制生物性状
B．控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状
C．控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状
D．直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变
5.某科学家用15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，32P标记尿嘧啶核糖核苷酸，研究某植物细胞的有丝分裂。
已知这种植物细胞的细胞周期为20h，两种核苷酸被利用的情况如图所示，图中32P和15N的利用峰值分别表示（）
A．复制、转录 B．转录、复制
C．复制、蛋白质合成D．转录、蛋白质合成
6.下列有关如图所示的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述，不正确的是（）
A．图中所示的生理过程包括转录和翻译
B．图中所示的过程可发生在原核细胞中
C．遗传信息由②传递到⑤需要RNA作中介
D．图中①在该过程中不起作用，
由此可确定①在遗传上不具功能
7.根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（）
A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU
8.如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，相关叙述中不正确的是（ ）
A．丙的合成可能受到一个以上基因的控制
B．图示过程没有遗传信息的传递
C．过程a仅在核糖体上进行
D．甲、乙中均含有起始密码子
9.下列对图表的分析，有关说法正确的是（）
A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和④过程B.青霉素和利福平都能用来杀灭病毒
C.结核杆菌的②和③过程都能发生在拟核中D.①②③④可发生在人体健康细胞中
10.如图为某细胞中转录、翻译的示意图,据图判断下列描述中正确的是（）
A.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
B.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
C.图中表示4条多肽链正在合成
D.该细胞可以是人体成熟的红细胞
11.在烟草和烟草花叶病毒中，遗传信息的传递情况分别是（）
A．①②⑤和③②④⑤
B．①②⑤和④⑤
C．②④⑤和③④⑤⑥
D．②⑥⑦和②④⑤⑥
12.在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→蛋白质的原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是（ ）
A．在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的
B．DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C．在同一个体的不同体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同
D．在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的
13.如图为面胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。
从图中不能得出（）
A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若产生鸟氨酸依赖突变型面胞霉，则可能是基因①的碱基序列发生了改变
14.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
15.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
16．图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在（）
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
17．同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的（）
A．tRNA种类不同B．mRNA碱基序列不同
C．核糖体成分不同D．同一密码子所决定的氨基酸不同
18．针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是（）
A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质
B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡
D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解
19.（2013·新课标全国理综Ⅰ）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（ ）
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
20.如图表示生物体内遗传信息的传递过程。
请据图回答：
（1）①过程需要的原料是____，模板是亲代DNA的_____条链。
（2）②过程表示_______，主要是在________中进行的。
（3）逆转录酶催化_______（填序号）过程，能进行该过程的生物的遗传物质是_________；需要解旋酶的过程包括图中的_________（填序号）过程。
（4）真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的______（填序号）过程，场所是_______。
（5）在实验室中，科学家用链霉素可使核糖体与单链DNA结合，来合成多肽。
请用虚线在图中表示这一过程。
21.（2013·江苏生物）图中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）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。
（3）由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG）,则该基因的这个碱基对替换情况是。
（4）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②、③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。
22.若基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。
若基因M的b链中箭头所指的碱基C突变为A，其对应的密码子将由变为。
正常情况下，基因R在细胞中最多有____个，其转录时的模板位于（填“a”或“b”）链中。
学案20基因的表达
课前探究案
一、1、核糖核苷酸AUGC核糖
2、单小核孔
0
3、细胞质吡罗红
4、
（1）细胞核
（2）运输氨基酸（3）核糖体
二、1.细胞核DNA双链中的一条链2.
（2）核糖核苷酸氢键（3）RNA聚合酶（4）mRNA
双螺旋
思考：
①间细胞核、线粒体、叶绿体
②模板原料酶能量
③边解旋边转录
④互补，但模板上A与U配对
三、1.细胞质mRNA氨基酸
2.
（1）mRNA
（2）碱基（3）643261种
3.
（1）61
（2）氨基酸配对反密码子（3）11多
否否
4、
（1）核糖体
（2）互补配对（3）—CO—NH—（4）核糖体终止密码子（5）蛋白质
①间核糖体②模板原料酶能量③一个mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成大量蛋白质
④内质网、高尔基体等
四、1、克里克2、3、4、略
五、1、酶代谢酪氨酸酶
2、蛋白质的结构跨膜蛋白
3、
（1）线性
（2）基因基因产物环境
1．C
2.D
3.C
4.D
5.C
6.D解析：
真核细胞的基因主要存在于染色体上，mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，基因中的一个碱基发生变化，不一定导致密码子的改变，因为兼并性。
7、解析：
该生物体出现了新的性状，可以确定是蛋白质发生了改变，由此联想到其基本组成单位氨基酸的数目、种类和排列顺序发生变化，结合本题中提供的有一个碱基对发生了改变，故应是组成蛋白质的氨基酸的种类或数目发生了改变。
答案：
（1）DNA
RNA
蛋白质
（2）①细胞核（3）② RNA聚合酶 核糖核苷酸 （4）tRNA ④ 多肽（肽链） （5）1 氨基酸的种类或数目
课内探究案
【探究点一】DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用
（1）翻译转录
（2）④ DNA A细胞核4种游离的核糖核苷酸
（3）②核糖体 ③mRNA ①tRNA 四 4
（4）解旋酶和DNA聚合RNA聚合（5）表达遗传信息D
【例题2】D
（1）44 47861
（2）600200
（1）
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程（细胞分裂和分化过程）
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
升级会员 