第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成-【导与练】2022-2023学年新教材高中生物必修第二册同步全程学习全书word（人教版2019）

第1节　基因指导蛋白质的合成 学习目标 素养定位 1.说出RNA适于作DNA信使的条件。 2.描述遗传信息的转录和翻译过程。 3.分析基因表达过程中的相关数量关系。 4.比较中心法则各过程 1.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实,阐明生物界的统一性,形成生物进化观;通过了解中心法则的提出和修正过程,认同科学是不断发展的,形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。(生命观念) 2.通过分析与归纳,描述遗传信息的转录和翻译的过程,并运用数学分析方法,分析基因中碱基、RNA的碱基与氨基酸之间的对应关系。(科学思维) 3.通过对比分析,归纳中心法则各过程的模板、原料、条件和产物。(科学思维) 一、遗传信息的转录 1.RNA适于作DNA信使的条件 (1)RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,含有4种碱基,可以储存遗传信息。 (2)RNA一般是单链,比DNA短,能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。 2.遗传信息的转录 (1)概念:在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 (2)过程。 [特别提醒] (1)RNA聚合酶的作用是破坏氢键(解旋)和连接磷酸二酯键,故转录过程中不需要解旋酶。 (2)mRNA、tRNA、rRNA都是转录产物。 二、遗传信息的翻译 1.概念 游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2.密码子、tRNA与反密码子 (1)密码子:mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。 (2)tRNA:结构看上去像三叶草的叶形,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,其一端(3′端)是携带氨基酸的部位,另一端有3个相邻的碱基,是与mRNA上的密码子互补配对的反密码子。 (3)密码子的种类:密码子有64个,终止密码子有3个,分别为UAA、UGA、UAG,正常情况下不编码任何氨基酸,是翻译过程终止的信号;特殊情况下,UGA可编码硒代半胱氨酸。 3.过程 [特别提醒] (1)1个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,保证少量的mRNA分子可以迅速合成大量相同的多肽链。 (2)翻译过程的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 (3)翻译过程需要三种RNA的参与,即mRNA作模板、tRNA是转运氨基酸的工具、rRNA是核糖体的组成成分。 三、中心法则 1.提出者 克里克。 2.补充后的内容图解 3.生命是物质、能量和信息的统一体 (1)DNA、RNA是信息的载体。 (2)蛋白质是信息的表达产物。 (3)ATP为信息的流动提供能量。 判断正误 (1)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA转录而来。(　×　) 提示:以DNA为遗传物质的生物,其基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码,细胞生物的蛋白质是经过DNA转录、RNA翻译形成的;RNA病毒基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由RNA编码。 (2)不同的DNA分子可能表达出相同的蛋白质。(　√　) (3)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上。(　×　) 提示:DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。 (4)密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。(　√　) (5)新型冠状病毒遗传信息的传递过程遵循中心法则。(　√　) 探究一　基因表达的过程及数量关系分析 如图表示真核细胞内蛋白质的合成过程。思考回答下列问题。 (1)写出图中数字所表示的物质或结构的名称。 ③mRNA(或信使RNA),④tRNA(或转运RNA),⑤核糖体,⑥多肽链。 (2)图中①②表示DNA的两条链,转录过程的模板链是哪条? 提示:①。 (3)转录成的mRNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系? 提示:转录成的mRNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。 (4)图中结构⑤的移动方向是由右向左还是由左向右? 提示:由左向右。 (5)核糖体沿着mRNA移动读取遗传密码,从何位置开始翻译,到何位置结束?核糖体沿着mRNA移动的方向是怎样的? 提示:从起始密码子开始翻译,到终止密码子结束;核糖体沿着mRNA从5′-端向3′-端移动。 (6)翻译过程中,1个③分子上通常可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。试分析这有什么意义。 提示:少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,提高了翻译的效率。 (7)你能根据肽链的氨基酸顺序,如甲硫氨酸—丙氨酸—亮氨酸—甘氨酸,写出确定的mRNA的碱基序列吗?为什么? 提示:不能,因为密码子具有简并性,绝大多数氨基酸都有多个密码子。 1.遗传信息、密码子、反密码子及氨基酸的关系 (1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系。 (2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系。 ①一种密码子