4.1基因指导蛋白质的合成第2课时学案（含解析） 高一下学期生物人教版必修2

第 4章 第1节 基因指导蛋白质的合成（第2课时） 学案
学习目标 核心素养
1.概述遗传信息的转录和翻译过程。 2.计算 DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。 3.阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。 4.基于地球上几乎所有的生物共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。 生命观念：认同RNA与DNA在结构上的异同，理解密码子和反密码子的概念，理解生物体的结构和功能相适应的特点。认同当今生物可能有着共同的起源。 科学思维：运用数学方法分析DNA中碱基、RNA中碱基与氨基酸的对应关系。
基础知识梳理：（阅读教材，完成下列填空，在教材相应位置进行标注后，识记相关内容）
一、tRNA的形态和功能特点
(1)形态：RNA链经过 ，形成 形。
(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。
二、密码子和反密码子
(1)属于密码子的是 ② (填序号)，位于[④] mRNA (填名称)上，其实质是决定一个氨基酸的 3个相邻 的碱基。
(2)属于反密码子的是 ① (填序号)，位于[③] tRNA (填名称)上，其实质是与 密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
(3)密码子的种类为 64 种，正常情况下，反密码子的种类为 61种。
三、翻译过程
四、基因表达过程中相关的数量关系
比较(不考虑终止密码子) 数目/个
DNA中的碱基数(脱氧核苷酸数) 6n
mRNA中的碱基数(核糖核苷酸数) 3n
蛋白质中的氨基酸数 n
参与转运氨基酸的tRNA数 n
蛋白质中的肽链数 m
蛋白质中的肽键数(脱水数) n－m
基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝ 1 个参加转运的tRNA数目＝ 个mRNA的碱基数目＝ 个基因中的碱基数目。
学习目标一：什么是密码子？密码子有多少种？密码子都能决定氨基酸吗？P67思考讨论
学习目标二：tRNA的形态、功能、特点？尝试列表比较遗传信息、密码子、反密码子。
学习目标三：翻译的场所、模板、原料、能量、产物、结果分别是什么？一个核糖体有中几个tRNA的结合位点？翻译的起始位点是哪里？核糖体中的两个氨基酸形成肽键后转移到占据哪个位点的tRNA上？翻译过程形成什么化学键？
学习目标四：基因表达的有关计算（教师）
学习目标五：自学检测：1到10题为单选题，11到14题为不定项选择题，选全得5分，选对但不全得3分，选错得0分，共70分）
1．密码子是指决定氨基酸的（ ）
A．DNA上相邻的三个碱基 B．rRNA上相邻的三个碱基
C．mRNA上相邻的三个碱基 D．tRNA上相邻的三个碱基
2．密码子的简并性对生物体生存发展的意义是（　　）
A．使少量的基因控制合成大量的蛋白质
B．使少量的mRNA分子就可以合成大量的蛋白质
C．简并的密码子对应相同的反密码子
D．增强容错性，降低性状的变异几率
3．密码子和反密码子分别位于（ ）
A．DNA和mRNA上 B．mRNA和tRNA上
C．mRNA和rRNA上 D．tRNA和mRNA上
4．某一条肽链含有100个氨基酸，则控制这条肽链合成的信使RNA分子中至少应含有的碱基数量是
A．100个 B．200个 C．300个 D．600个
5．某tRNA上与mRNA配对的碱基为CAU，它所转运的氨基酸是（ ）
A．缬氨酸(GUA) B．组氨酸(CAU) C．酪氨酸(UAC) D．甲硫氨酸( AUG)
6．下图为正常细胞中遗传信息翻译的示意图，下列相关叙述正确的是
A．①是作为DNA信使的RNA，其上的三个碱基叫做一个密码子
B．②是转运RNA，其为单链RNA，没有氢键形成
C．③为tRNA，tRNA的合成与核仁有关
D．合成①②③的模板都是DNA
7．如图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图，相关叙述错误的是
A．图中e是mRNA B.该图表示的是翻译过程
C．图中c为细胞核 D.图中d为tRNA
8．下列关于遗传信息、密码子、反密码子的叙述正确的是
A．每一种密码子都与一个反密码子相互对应
B．mRNA上任意三个碱基构成密码子
C．DNA上脱氧核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D．密码子和氨基酸都是一一对应关系
9．下列有关基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个反密码子
B．转录过程中既有氢键的断裂又有氢键的形成
C．每种tRNA识别并转运多种氨基酸
D．tRNA呈三叶草形，其上只有3个碱基
10．如图是翻译的示意图，下列有关叙述错误的是（ ）
A．图中最终合成的多条肽链是相同的
B．合成a需要解旋酶的参与
C．图中肽链的合成还需要tRNA的参与
D．一个a上结合多个b，可以提高翻译的效率
11．（不定项）遗传学上，把mRNA上三个相邻的碱基叫做一个密码子，下列属于密码子的是（ ）
A．GAT B．AUG C．GGC D．TAC
12．（不定项）下列关于氨基酸、tRNA、密码子的关系说法中，正确的是（ ）
A．一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种tRNA转运
B．一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸
C．同一种氨基酸的密码子与tRNA的种类一一对应
D．密码子与氨基酸的种类和数量上一一对应
13．（不定项）下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是（　　）
A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B．转录只能在细胞核内发生，形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
D．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
14．（不定项）下图是原核生物体内基因表达过程的示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．图中先完成过程①，再完成过程②
B．图中的过程②是一个快速，高效的过程
C．图中表示的翻译方向是从右往左
D．图中合成的多条肽链的氨基酸序列是不同的
请将选择题答案填写到下面表格中：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
题号 11 12 13 14
答案
学习目标六：15．（30分）下图表示某基因表达的部分过程，其中①～⑤表示物质或结构，回答下列问题：
(1)物质②是以DNA的一条链为模板合成，通过__________（结构）到达细胞质。
(2)合成物质④的过程称为__________，结构⑤是__________。
(3)若图中④最终形成后含100个氨基酸，则转录出②的①中至少含__________个碱基。
(4)若物质②中某个碱基发生改变，但物质④中的氨基酸却没有变化，其原因是__________。
16．（附加题）如图表示人体细胞中遗传信息的传递过程。请回答：
(1)DNA独特的__________结构为过程①提供精确的模板，通过____________原则保证了该过程的准确进行。
(2)过程③中核糖体的移动方向为___________（填“从左到右”或“从右到左”），多个核糖体相继结合在同一个mRNA分子上的生物学意义是___________。
(3)图中所示遗传信息的传递途径是_______________（用文字和箭头表示）。
第 4章 第1节 基因指导蛋白质的合成（第2课时）答案
基础知识梳理：
一、(1)折叠 三叶草 (2)一
三、 核糖体 tRNA mRNA 终止密码子 mRNA的复合物
自学检测：
1．C 【详解】密码子是指决定氨基酸的mRNA上相邻的三个碱基；反密码子在tRNA上。
2．D 【详解】密码子的简并性是指一种氨基酸可以由一种或几种密码子编码，这样即使基因发生突变，依然可以编码同一种氨基酸，增强容错性，降低性状的变异几率。
3．B 【详解】密码子是指mRNA上能决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。因此，密码子位于mRNA上。反密码子：是指tRNA上的三个相邻的碱基，能专一地与mRNA上的特定的3个碱基（即密码子）配对。因此，反密码子在tRNA上，B正确。
4．C 【详解】由以上分析可知，DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数＝6：3：1，已知一条多肽链中有100个氨基酸，则作为合成该多肽链的mRNA分子至少含有碱基数目为100×3＝300个。
5．A 【详解】氨基酸是由密码子决定的，密码子与反密码子互补配对，若某转运RNA的反密码子为CAU，则其对应的密码子是GUA，编码的氨基酸是缬氨酸，因此，该tRNA所转运的氨基酸是缬氨酸（GUA），BCD错误，A正确。
6．D 【详解】A、①是作为DNA信使的RNA，其上的相连的共同决定一个氨基酸的三个碱基叫做一个密码子，A错误；B、②是转运RNA，其为单链RNA，存在碱基互补配对的双链区域，因此有氢键形成，B错误；C、由分析可知，③为rRNA，C错误；
D、①是mRNA，②是tRNA，③是核糖体RNA，都是由DNA转录而来，因此合成①②③的模板都是DNA，D正确。
7．C 【详解】该图表示正在核糖体进行翻译过程，e是mRNA，c是核糖体，d为tRNA，C错误。
8．C 【详解】A、终止密码子没有反密码子与之对应，A错误；B、mRNA上相邻的三个碱基构成密码子，B错误；C、DNA上脱氧核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息，C正确；D、 一种氨基酸可以对应一种及一种以上的密码子，D错误。故选C。
9．B 【详解】A、mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子，A错误；B、转录的过程中，游离的核糖核苷酸通过碱基互补配对原则结合到模板链，在RNA聚合酶的作用下形成核糖核苷酸链，然后从模板链上脱离下来，故该过程既有氢键的形成，又有氢键的断裂，B正确；C、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，C错误；D、tRNA呈三叶草形，其上含有多个碱基，只有3个碱基构成反密码子，D错误。
10．B 【详解】A、图中多条肽链是以相同的mRNA为模板合成的，故图中最终合成的多条肽链是相同的，A正确；B、图中a是mRNA分子，是DNA分子转录形成的，需要RNA聚合酶的作用，不需要解旋酶的参与，B错误；C、tRNA的作用是识别并转运一种氨基酸，故图中合成肽链的翻译过程还需要tRNA的参与，C正确；D、图中a是mRNA分子，b是核糖体，一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程，使少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质，提高了翻译的效率，D正确。
11．BC 【详解】T碱基属于DNA特有的碱基，A错误，D错误；A、U、G、C属于RNA上的碱基，因此AUG、GGC可以属于密码子，BC正确；
12．ABC 【详解】A、密码子具有简并性，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定，且由一种或多种tRNA转运，A正确；B、一种密码子只能决定一种氨基酸，tRNA具有专一性，所以一种tRNA只能转运一种氨基酸，B正确；C、同一种氨基酸的多种密码子与tRNA的种类一一对应，遵循碱基互补配对，C正确；D、氨基酸有21种。密码子有64种，其中3种是终止密码子，不决定任何氨基酸，D错误。
13．BD 【详解】A、DNA复制以DNA为模板，按照碱基互补配对合成DNA，转录以DNA为模板，按照碱基互补配对合成RNA，翻译以mRNA为模板合成蛋白质，其过程中mRNA上的密码子碱基与tRNA上的反密码子碱基互补，因此DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则，A正确；B、转录的场所主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也可发生，由于翻译在核糖体中进行，所以核基因转录形成的mRNA需穿过核孔进入细胞质中与核糖体结合，参与翻译过程，B错误；C、DNA复制、转录和翻译过程分别产生DNA、RNA和蛋白质，它们的基本单位分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，所以需要的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，C正确；D、一个密码子只决定一种氨基酸或不决定氨基酸，一种氨基酸可能由一种或多种密码子决定，因此一种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运，D错误。
14．BC 【详解】A、①为转录，②为翻译，原核细胞中转录与翻译同时进行，A错误；
B、②为翻译过程，速度及效率非常高，大部分mRNA的翻译都是由数量众多、紧密排列的核糖体进行，B正确；C、翻译是从肽链由短到长这个方向进行的，对应②中从右到左，C正确；D、核糖体合成的多条肽链的氨基酸在排列顺序上相同，D错误；
15．(1)核孔 (2)翻译 核糖体 (3)600 (4)一种氨基酸可能对应多种密码子
【分析】分析图示可知，图示表示转录和翻译过程；①为双链的DNA，②为mRNA，③为tRNA，④为多肽链，⑤为核糖体。(1)②mRNA是以DNA的一条链为模板合成，这个过程叫做转录，转录的场所为细胞核，转录完成后通过核孔到达细胞质。
(2)④为多肽链，合成物质④的过程称为翻译，翻译的场所是核糖体，结构⑤是核糖体。
(3)氨基酸个数和DNA中碱基的比值为1：6，若图中多肽链最终形成后含100个氨基酸，则转录出②的DNA中至少含6100=600个碱基。(4)由于一种氨基酸可能对应多种密码子，所以若物质②中某个碱基发生改变，翻译形成的物质④可能不变。
16．(1)双螺旋 碱基互补配对 (2)从右到左 少量的mRNA分子就可迅速合成出大量的蛋白质（或提高翻译效率）(3)
【分析】分析题图：图示表示人体细胞中遗传信息传递的部分过程，其中①表示DNA的复制，②表示DNA的转录，③表示mRNA翻译。
(1)过程①为DNA的复制过程，DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了该过程的准确进行。
(2)过程③为遗传信息的翻译过程，根据四条多肽链的长度可知，核糖体在①上移动的方向是从右到左；在细胞质中，翻译是一个快速的过程，通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成，其生物学意义是：少量的mRNA分子就可迅速合成出大量的蛋白质（或提高翻译效率）。
(3)图中遗传信息的传递途径有：遗传信息从DNA流向DNA，即DNA的复制；遗传信息从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译，具体如图： 。