高中生物 第4章 基因的表达学案 新人教版必修2

4．1 基因指导蛋白质的合成
【学习目标】
（1）概述遗传信息的转录过程(重点)。

（2）概述遗传信息的翻译过程(重难点)。

（3）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。

【学习过程】
一、自主学习
一、遗传信息的转录
【问题一】RNA 适于作DNA 的信使的原因？
1、结合教材图4—1，4—2和图4—3，了解RNA 的组成。

(1)基本单位
(2)结构
(3)分类
2、mRNA 作DNA 的信使的原因：
【问题二】DNA 的遗传信息是怎么传给mRNA 的？
结合教材63页图4-4，小组内成员相互交流讨论下列问题： 概念：
场所：
条件：a 、模板： b 、原料： c 、能量： d 、酶：
过程：
产物：
碱基互补配对原则：
二、遗传信息的翻译
1、结合教材64-66页及图4-6，小组内成员相互交流讨论下列问题：
【问题一】遗传信息如何从mRNA 传递到蛋白质？
概念：
场所：
转
录
条件： a 、模板： b 、原料： c 、能量：
d 、酶：
e 、工具：“搬运工”--
过程：
产物：
碱基互补配对原则：
【问题二】密码子与反密码子有何区别？
1、密码子： （1）定义：
（2）种类：
2、反密码子： （1）定义：
（2）种类：
二、合作探究
1、 DNA 分子碱基数：RNA 碱基数：蛋白质中氨基酸个数=
2、完成“DNA 分子复制与转录、翻译的比较表”。

【学习小结】
【基础训练】
1．DNA 分子的解旋发生在（ ）
A ．只在转录过程中
B ．只在翻译过程中
翻 译
C．只在DNA分子的复制过程中 D．复制和转录过程中都有发生
答案 D
2.有关蛋白质合成的叙述，不正确的是( )
A．终止密码不编码氨基酸
B．每种tRNA只转运一种氨基酸
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
答案 C
解析终止密码子不对应氨基酸，故A正确；一种tRNA只能转运一种氨基酸，故B正确；遗传信息存在于基因中，故C错误；在翻译时，核糖体在mRNA上移动，故D正确。

3.甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，下列说法正确的是( )
A.甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B.乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板
C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左
D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同
答案 C
解析甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成多条多肽链的合成，故A错。

乙图所示过程叫做转录，转录产物为RNA，为信使RNA或核糖体RNA或转运RNA，故B错。

甲图所示翻译过程从右到左，肽链越来越长，故C正确。

甲图为翻译，碱基配对方式为RNA对RNA，乙图为转录，碱基配对方式为DNA对RNA，故有所不同，故D错。

4.如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙)，下列有关叙述中正确的是( ) A．遗传信息位于甲上
B．乙由三个碱基组成
C．甲的合成需要RNA聚合酶的参与
D．乙可以转运多种氨基酸
答案 C
5．人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的（）
A．DNA碱基排列顺序不同 B．核糖体不同
C．转运RNA不同 D．信使RNA不同
答案 D
解析人的所有体细胞中所含的DNA分子是相同的，而不同的细胞之所以形态结构和功能不同是因为基因选择性表达的结果，究其根本原因则是表达形成的信使RNA不同。

【能力训练】
1.真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。

下列相关叙述错误的是( )
A.该过程不会发生在细胞质中
B.该过程两个RNA聚合酶反向移动
C.该DNA片段至少含有2个基因
D.该DNA片段的两条链均可作为模板链
答案 A
解析分析题图可知，该过程为转录，可发生在细胞质的线粒体或叶绿体中，A错误；转录需要RNA聚合酶催化，根据题图可知，两个RNA聚合酶反向移动，B正确；不同的基因转录出不同的mRNA，图中2个mRNA 的模板链不同，属于2个不同的基因，C正确；图中显示该DNA中2个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链，D正确。

2.如图所示为某生物的基因表达过程。

下列相关叙述不正确的是( )
A.该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开
B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子
C.RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对
D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
答案 A
3.如图表示细胞内蛋白质合成部分示意图，下列有关说法错误的是（）
A.图中f表示核糖体，含有蛋白质及RNA
B.b、c、d、e合成的蛋白质氨基酸的种类、数目及排列顺序是相同的
C．图中所述过程越旺盛，核仁就越大
D．图中所表示的翻译过程是从右向左进行的
答案 C
解析：分析题图：图示表示细胞内蛋白质合成部分示意图，其中a为mRNA，是翻译的模板；bcde为翻译形成的多肽链；f为核糖体，是翻译的场所。

A、图中f表示核糖体，其主要成分是蛋白质及RNA，A正确；B、控制b、c、d、e这四个蛋白质分子合成的模板相同，因此它们所含氨基酸的种类、数目、排列顺序都是相同的，B正确；C、原核生物没有核仁，但细胞中也能发生上述过程，C错误；D、根据肽链的长度可知，翻译过程是从右向左进行的，D正确。

所以选C。

4.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为( )
A.33 11 66
B.36 12 72
C.12 36 72
D.11 36 66
答案 B
解析一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸。

mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸需要一个tRNA来转运。

因此，mRNA中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA，DNA中至少含有72个碱基。

5.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，请分析回答下列问题：
(1)甲过程主要发生在细胞分裂的______期，乙表示________过程，丙过程中碱基互补配对的方式有
____________。

(2)丙过程通过________上的反密码子与mRNA上的密码子识别，将氨基酸转移到核糖体上。

(3)一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始______次。

甲过程所需的酶有__________________。

答案(1)间转录A－U、C－G (2)tRNA (3)一解旋酶、DNA聚合酶
解析(1)甲图所示过程以DNA的两条链为模板进行，表示DNA的复制，主要发生在细胞分裂间期。

乙图所示过程以DNA的一条链为模板进行，表示转录。

丙图表示翻译，翻译过程中tRNA携带特定的氨基酸与mRNA 发生碱基互补配对，即A－U、C－G。

(2)反密码子位于tRNA上，密码子位于mRNA上。

(3)一个细胞周期中，乙过程(转录)在每个起点可起始多次，甲过程(复制)在每个起点一般起始一次。

DNA 复制过程所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶。

§4.2 基因对性状的控制编号11
【学习目标】
（1）解释中心法则。

（2）举例说明基因、蛋白质与性状的关系。

(重难点)
【学习过程】
一、自主学习
中心法则的提出及其发展
阅读教材P68—P69的内容，完成以下问题：
1、中心法则的提出：
（1）提出人：
（2）内容：
2、中心法则的发展
你认为这些资料是否推翻了传统的中心法则？尝试画出修改后的中心法则？
二、合作探究
基因、蛋白质与性状的关系
阅读P69的[实例分析]，讨论分析以下问题：
1、由豌豆的圆粒和皱粒白化病这两个实例大家可以总结出什么共同点？
2、由囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症这两个实例大家可以总结出什么共同点？
3、由1、2总结基因对性状的控制方式：
（1）间接作用：
（2）直接作用：
4、控制生物性状的因素
【学习小结】
【基础训练】
1.基因控制性状表现的主要途径是（）
A.RNA→蛋白质（性状）
B.DNA→蛋白质（性状）
C.RNA→DNA→蛋白质（性状）
D.DNA→RNA→蛋白质（性状）
答案D
2.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病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
D．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
答案 C
解析 A、中心法则中遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质，还存在DNA自我复制，线粒体和叶绿体中是半自主性复制细胞器，符合中心法则，A正确；
B、DNA遗传信息通过转录过程传递给RNA，这是中心法则的内容，B正确；
C、DNA病毒中虽然没有RNA，但它可借助寄主细胞完成DNA到RNA的转录过程，故其遗传信息传递仍遵循中心法则，C错误；
D、DNA中的遗传信息传递给mRNA，然后由mRNA上的密码子决定氨基酸，D正确．
3.理论上人体的每一个表皮细胞与神经细胞内所含DNA的质与量是一样的，但所含蛋自质的质与量不一样是因为（）
A．不同细胞的基因经过不同的重组，所以合成的蛋白质不一样
B．不同细胞的基因数量不一样多，所以合成的蛋白质不一样
C．不同细胞被转录的基因不一样多，所以合成的蛋白质不一样
D．不同细胞的基因复制速度不同，所以合成的蛋白质不一样
答案 C
4.下列说法正确的是（）
A．基因与性状之间是一一对应的关系
B．基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
C．中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律
D．生物体的性状只受到基因的控制
答案 C
解析基因和性状之间是一对一或多对一的关系；基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状，也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；生物体的性状由基因和环境的共同决定的。

故选C。

5.右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是( )
A.若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA酶
答案 A
【能力训练】
1.图甲所示为基因表达的过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程。

下列叙述正确的是( )
A.图甲所示过程需要多种酶参与，是染色体DNA上的基因表达过程
B.图乙所示过程均需要核苷酸为原料
C.图甲所示过程为图乙中的①②③过程
D.图乙中涉及碱基A与U之间配对的过程为②③④⑤
答案 D
解析图甲为边转录边翻译过程，为原核生物所特有的，原核生物无染色体，A错误，图乙中①为DNA的复制，②为转录，③为翻译，④为RNA复制，⑤为逆转录，③过程需要氨基酸为原料，B错误；图甲所示过程为图乙中的②③过程，C错误；①为DNA的复制，无碱基A与U之间的配对，D正确。

2.下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。

①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成；②环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性；③红霉素：能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用；④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。

以下有关说法错误的是( )
A.环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程
B.除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用
C.过程d涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有64种
D.e过程需要逆转录酶
答案 C
3.下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知( )
A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助
C.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
答案 B
解析同一个体的体细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的，所含基因相同，A项错误。

过程①为转录，②为翻译，转录合成RNA，需要RNA聚合酶的催化；翻译合成多肽，需要tRNA转运氨基酸，B项正确。

基因2通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，故④⑤的结果存在差异的根本原因是发生了基因突变，C项错误；过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的代谢过程，进而控制生物体的部分性状，D项错误。

4．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。

请回答下列问题。

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。

（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。

（3）a过程发生在真核细胞分裂的期。

（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。

（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是。

（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：
①；②。

答案
（1）DNA复制、转录、翻译、逆转录
（2）c
（3）间
（4）细胞核
（5）tRNA（转运RNA）；氨基酸
（6）如下图：
解析
（1）a过程表示以DNA为模板合成DNA的过程，称为DNA复制；b过程表示以DNA为模板合成RNA的过程，称为转录；c过程表示以RNA为模板合成蛋白质的过程，称为翻译；d过程表示以RNA为模板合成DNA的过程，称为逆转录。

（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是翻译。

（3）DNA复制的时期是细胞分裂的间期；
（4）细胞核是DNA分子复制和转录的主要场所；
（5）特异性识别mRNA上密码子的分子是tRNA，携带氨基酸。

（6）RNA病毒特有的信息传递方式为逆转录和RNA的自我复制。

5.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，请分析回答下列问题：
(1)甲过程主要发生在细胞分裂的______期，乙表示________过程，丙过程中碱基互补配对的方式有
____________。

(2)丙过程通过________上的反密码子与mRNA上的密码子识别，将氨基酸转移到核糖体上。

(3)一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始______次。

甲过程所需的酶有__________________。

答案(1)间转录A－U、C－G
(2)tRNA (3)一解旋酶、DNA聚合酶。