高中生物必修二 第四章 基因的表達 導學案

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1、 葛洲壩中學2015年高二秋季學期 生物學科必修二導學案 第四章 基因的表達 　 　 第１節(jié) 基因指導蛋白質的合成 　 第２節(jié) 基因對性狀的控制 　　　　 編寫審核　　高二生物組 班級 　　　姓名 第1節(jié) 基因指導蛋白質的合成 第1課時 【學習目標】 1.概述遺傳信息的轉錄的過程 2.RNA的種類和功能 3.DNA復制和轉錄的比較 【自主探究】 一、遺傳信息的轉錄 基因是有遺傳效應的DNA片段；DNA主要存在__________中

2、，而蛋白質的合成是在_________中進行的。DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質中呢？ 1.填寫下表完成RNA與DNA的比較 ? DNA RNA 組成元素 C、H、O、N、P 基本單位 （4種） （4種） 化學組成 磷酸；脫氧核糖 堿基： 、 、 、 磷酸；核糖 堿基： 、 、 、 結 構 規(guī)則的雙螺旋結構 一般單鏈結構 功 能 ?貯存遺傳信息,控制蛋白質合成 ?傳遞遺傳信息，并通過蛋白質表達出來 分 布 ? ? 總結RNA適合做DNA

3、信使的原因： （1）基因是有_____________的_________片段； DNA 主要存在于____________中，而蛋白質的合成是在___________中進行的。 （2）RNA一般是____鏈，比 DNA 短，因此能夠通過____________，從_____________轉移到__________中。 例1：下列哪組物質的對應是正確的(　　) A．胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中 B．核糖存在于RNA中而不存在于DNA中 C．mRNA合成于細胞核并在其中傳遞遺傳信息 D．DNA是雙螺旋結構而RNA是單鏈結構 變式1：核酸徹底水解的產

4、物是磷酸、五碳糖和堿基，噬菌體和煙草花葉病毒的遺傳物質徹底水解后，產物中種類相同的是(　　) A．磷酸　　 　 B．堿基 C．磷酸和五碳糖 D．磷酸、五碳糖和堿基 2.RNA的種類：（觀察課本P63圖4-3） mRNA: ______________________________________ tRNA: ______________________________________ rRNA: ______________________________________ 3.遺傳信息的轉錄

5、 總結轉錄的概念：________________________________________________ 例題2： DNA解旋發(fā)生在 （ ） A．復制與轉錄中 B．轉錄中 C．翻譯中 D．復制中 變式2： （1）RNA有mRNA、tRNA和rRNA三種，都可作為基因表達的媒介。 (　　) （2）轉錄主要發(fā)生在細胞核中，DNA的兩條鏈同時作模板。 (　　) （3）轉錄

6、的原料是4種核糖核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶。 (　　) 【課外達標】 （ ）1.DNA轉錄形成的mRNA從細胞核中出來進入細胞質中，穿過幾層磷脂雙分子層。 A．6層 B．0層 C．2層 D． 4層 （ ）2.已知一段mRNA含有30個堿基其中A和G有12個，轉錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數是 A．12

7、 B．24 C．18 D．30 （ ）3.有一核酸分子，其堿基比是A＋G/T＋C=1．5，試推斷該核酸是 A．信使RNA B．轉運RNA C．單鏈DNA D．雙鏈DNA （ ）4.信使RNA中核苷酸的順序是由下列哪項決定的 A．轉運RNA中的核苷酸的排列序列 B．蛋白質分子中的氨基酸的排列序列 C．核糖體RNA中核苷酸的排列序列 D．DNA分子中的脫氧核苷酸的排列序列 （ ）5.有3個核酸，經分析

8、共有5種堿基，8種核苷酸，4條核苷酸鏈，則它們是 A.一個DNA和兩個RNA B.兩個DNA和一個 RNA C．三個DNA D.三個RNA （ ）6.DNA和RNA的區(qū)別是 A．五碳糖不同 B.堿基種類不同 C.空間結構不同 D.以上都是 （ ）7. 構成雙鏈DNA的堿基有4種，下列哪項堿基數量比因生物的種類不同而不同 A.（A+G）/（T+C） B.（A+C）/（T+G） C.（A+T）/（G+C） D. A/T （ ）8

9、. 實驗室模擬生物體內DNA轉錄的必須條件是 ① 酶 ② 游離的核糖核苷酸 ③ ATP ④ DNA分子 ⑤ 信使RNA ⑥ 轉運RNA ⑦ 適宜的溫度 ⑧ 適宜的酸堿度 A. ①②③④⑤③ B. ②③④⑤③① C. ①②③⑤⑦⑧ D. ①②③④⑦⑧ （ ）9.對于下列圖解，正確的說法有 ①表示DNA復制過程?、诒硎巨D錄過程?、酃灿?種堿基　 ④共有8種核苷酸　⑤共有5種核苷酸?、轆均代表同一種核苷酸 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④

10、 D．①⑤⑥ 第1節(jié) 基因指導蛋白質的合成 第2課時 【學習目標】 1.概述遺傳信息的翻譯 2.運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系 3.比較遺傳信息、密碼子、反密碼子 【新知預習】 總結翻譯的概念：__________________________________________________. 一、遺傳信息的翻譯 1．堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？ 密碼子：在______________上相鄰的______個堿基 終止子：UAA、UAG、UGA 種類 起始子：AUG（甲硫氨酸）、G

11、UG（纈氨酸） （64種） 其他密碼子：只能編碼氨基酸 能夠編碼氨基酸的密碼子有______個；一個密碼子對應______個氨基酸；但一個氨基酸可能有______個密碼子（簡并性）。 密碼子具有簡并性 和 （所有的生物共用一套遺傳密碼） 2.遺傳信息、密碼子和反密碼子的對比 遺傳信息 密碼子 反密碼子 概 念 是指______上特定的脫氧核苷酸排列順序 _________決定一個氨基酸的3個相鄰堿基 與mRNA分子中______互相配對的tRNA上的3個 堿基 作 用 決定蛋白質中氨基酸的排列順序 翻譯時決定肽鏈

12、的________排列順序 與上3個堿基互補，以確定氨基酸在肽鏈上的位置 種 類 多種多樣 共____種，編碼蛋白質的密碼子共61種，終止密碼共3種，不能編碼蛋白質 ___種 例題1：根據表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是（ ） A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU 3．游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運到合成蛋白質的“生產線”上的呢？ 需要“搬運工”—— 。反密碼子：tRNA呈________形，其一端有三個堿基可以與mRNA上的三個堿基配對，稱為

13、________，另一端可以攜帶________ ， tRNA有______種；一個tRNA只能攜帶______種氨基酸；一個氨基酸可以由______種tRNA攜帶。 4．翻譯的過程 （1）mRNA進入細胞質，與 結合。 （2）攜帶一個特定氨基酸的tRNA，通過 與第一個密碼子互補配對，進入位點1. （3）攜帶另一個特定氨基酸的tRNA以同樣方式進入位點2. （4）位點1位點2相應的氨基酸 形成 ，位點1的氨基酸轉移到占據位點2的tRNA上。 （5）核糖體讀取下一個 ，原占據位點1的離

14、開核糖體，占據位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈合成。重復進行，直到讀取到 。 （6）肽鏈合成后，從核糖體與mRNA的復合體上脫離，經一系列步驟，盤曲折疊成成熟的蛋白質分子。 例2：mRNA的核苷酸序列與（ ） A．DNA分子的兩條鏈的核苷酸序列互補 B．DNA分子的一條鏈的核苷酸序列互補 C．某一tRNA分子的核苷酸序列互補 D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互補 思考1：已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,請寫出對應的氨基酸序列___

15、_____________________________________。相反，你由一個氨基酸序列，能否寫出對應的MRNA的堿基序列？為什么？ 思考2：為什么少量的mRNA分子在短時間內就可以迅速合成出大量的蛋白質？ 總結：基因指導蛋白質合成過程 （ ） ( ) 基因 mRNA 蛋白質 細胞核 細胞質（核糖體） 例3：圖4－1－3為真核細胞中多聚核糖體合成蛋白質的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．該過程的

16、模板是脫氧核糖核苷酸，原料是20種游離的氨基酸 B．4條多肽鏈中氨基酸的順序不一定相同 C．最終合成的肽鏈②③④⑤在結構上各不相同 D．合成①的場所主要在真核細胞的細胞核，⑥的形成與核仁有關 二、堿基與氨基酸的相關計算 1．根據堿基種類和數量（或比例），推測核酸類型或過程 （1）種類：①有T無U，必為 ； ②有U無T，必為 ； ③有T也有U，為 。 （2）數量：①A＝T且C＝G，通常為 ；②A≠T或C≠G，無U，必為 ； ③A＝T＋U且C＝G

17、，為 。 2．基因表達中相關數量計算 在不考慮DNA上的無遺傳效應片段、不考慮mRNA上的終止密碼等等情況下，DNA（基因）中堿基數∶mRNA中堿基數∶蛋白質中AA數＝ 。（所以在計算時，往往加上“最多”、“最少”的字眼） 例4：某基因中含有1200個堿基對，則由它控制合成的含有兩條肽鏈的蛋白質分子中最多含有肽鍵的個數是 （ ） A．198 B．398個 C．400個 D．798個 【課堂小結】 復制 轉錄 翻譯 場所

18、細胞核（主要） 核糖體 模板 DNA片段中一條鏈 原料 脫氧核苷酸（4種） 氨基酸（20種） 堿基配對方式 A-T、T-A、G-C、C-G A-U,T-A,G-C,C-G A-U、U-A、G-C,C-G 產物 蛋白質 【課外達標】 （ ）1．已知一個蛋白質由2條肽鏈組成，連接氨基酸的肽鍵共有198個，翻譯該蛋白質的mRNA中有A和G共200個，則該mRNA中的C和U不能少于 A．200個　 B．400個　　 C．600個　 D．800個 （ ）2.下列對轉運RNA的描述，正確的是

19、 A.每種轉運RNA能識別并轉運多種氨基酸 B.每種氨基酸只有一種轉運RNA能轉運它 C.轉運RNA能識別信使RNA上的密碼子 D.轉運RNA轉運氨基酸到細胞核內 （ ）3.在下列細胞結構中，有可能發(fā)生堿基配對行為的一組是 A．細胞核、線粒體、葉綠體、中心體 B．細胞核、核糖體、中心體、線粒體 C．線粒體、葉綠體、細胞核、高爾基體 D．線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核 （ ）4.已知某mRNA的堿基中U占20%，A占10%，則轉錄該mRNA的基因中胞嘧啶占 A.25% B.30%

20、 C.35% D.70% （ ）5．已知tRNA一端的三個堿基順序是GAU，它所轉運的是亮氨酸，那么決定此氨基酸的密碼子是由下列哪個堿基序列轉錄而來的 A．GAT B．GAA C．CUA D．CTA （ ）6.由n個堿基組成的基因，控制合成由一條多肽鏈組成的蛋白質，氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的分子量最大為 A.na/6 B.na/3－18(n/3－1) C.na－18(n－1)

21、 D.na/6－18(n/6－1) （ ）7.某DNA分子中的S片段有360個堿基，問該片段控制合成的多肽鏈中，最多有多少種氨基酸 A.120種 B.60種 C.360種 D.20種 （ ）8．如果有兩種生物，它們的DNA堿基比例有顯著差異，那么在下列RNA中，哪些在堿基比例上也存有差異 A．mRNA B．tRNA C．rRNA D．tRNA和rRNA （ ）9．下列敘述錯誤的是 A．DNA復制、轉錄及翻譯過程都會發(fā)生堿基

22、互補配對 B．細胞核中的基因轉錄形成的mRNA穿過核孔進入細胞質中參與翻譯過程 C．DNA復制、轉錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸 D．DNA復制、轉錄都是只以DNA一條鏈為模板，翻譯則以mRNA為模板 （ ）10.已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼。信使RN如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40個堿基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此信使RNA控制合成的氨基酸 A．20個 B．17個 C．16個 D．15個 11.根據下圖，分析并回答下面的問題。

23、 （1）圖甲所示為遺傳信息的_______過程，聚合成的多肽為______肽。 （2）圖乙為___________的結構示意圖。如果圖乙中的反密碼子為 UAG , 則對應的密碼子是__________，轉錄出該密碼子的基因模板鏈上對應的堿基是________。mRNA上能決定氨基酸的密碼子共有______種。 （3）在人體內該過程不可能發(fā)生在( ) A.神經元　　 B.肝細胞 ??? C.心肌細胞?? D.成熟的紅細胞 （4）人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，其根本原因是這兩

24、種細胞的( ) A.DNA中堿基排列順序不同 B.核糖體不同 C.轉運RNA不同 D.信使RNA不同 12.　圖4－1－2中甲、乙分別表示細胞內的兩個生理過程，請分析回答下列問題。 (1)在生物體內圖甲所示的生理過程是__________，進行的主要場所是____________，所需要的原料是_________________，產物為____________ (2)圖乙所示的生理過程是____________，進行的場所是___________，所需原料的主要種類有____種，其結構通式可以

25、表示為________________。 (3)堿基2是__________。圖乙中的Ⅰ是__________。若其上的三個堿基為UAC，則對應的e鏈上的三個堿基(序列)是____________，它們構成一個____________。 (4)從化學成分角度分析，乙圖中結構Ⅱ與以下哪一項的化學組成最相(　　) A．黃色短桿菌　　　B．噬菌體 C．染色體 D．煙草花葉病毒 第2節(jié) 基因對性狀的控制 【學習目標】 1.了解中心法則的發(fā)展歷程及中心法則中遺傳信息的流向 2.了解基因、蛋白質與性狀之間的關系 3.理解基因型與表現型之間的關系 【知識

26、鏈接】 1．基因是有遺傳效應的DNA片段，基因通過 和 兩個過程指導蛋白質的合成，蛋白質是生命活動的 。 2．DNA復制、轉錄和翻譯后形成的產物分別是（ ） A.DNA、RNA和氨基酸 B.DNA、RNA和蛋白質 C.RNA、DNA和核糖 D.RNA、DNA和蛋白質 【新知預習】 一、中心法則的提出及其發(fā)展（請閱讀教材P68頁的內容，結合圖4—7中心法則圖解，回答下列問題） 1．1957年克里克提出的中心法則表述的問題是

27、 （也稱信息流）。 (1)遺傳信息可以從 流向 ，即DNA的自我復制； (2)遺傳信息可以從 流向 ，進而流向 ，即遺傳信息的轉錄和翻譯。 畫一畫：中心法則圖解 2．中心法則的發(fā)展（請閱讀教材P69頁的資料分析，補充和完善中心法則圖解，建議用實線表示確信無疑的結論，用虛線表示可能正確的結論。） 思考1：DNA病毒內不含RNA，其遺傳信息的傳遞是否遵循中心法則的內容，為什么？ 思考2：請分別作出DNA生物和RNA生物中遺傳信息的流向

28、 例1：如圖所示，下列有關敘述中，不正確的是(　　 ) A．甲是DNA，乙為RNA，此過程要以甲為模板，酶為RNA聚合酶 B．甲是DNA，乙為DNA，此過程要以甲為模板，酶為DNA聚合酶 C．甲是RNA，乙為DNA，此過程為轉錄，原料為脫氧核苷酸 D．甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸 二、基因、蛋白質和性狀的關系（請仔細閱讀教材P69—70頁的內容，回答下列問題） 1．基因對性狀的控制方式 (1)間接控制：基因→ →細胞代謝→ 實例：①豌豆粒形（圓粒，皺粒）與 的合成有關。 圓粒豌豆→有

29、淀粉分支酶基因→ →淀糖含量高→圓粒 皺粒豌豆→無淀粉分支酶基因→不產生 →淀糖含量低→皺粒 ②人的白化癥：黑色素的形成與 的合成有關。 (2)直接控制：基因→ →生物性狀 實例：① CFTR基因缺失3個堿基→CFTR蛋白結構異常， 異?！颊咧夤軆瑞ひ涸龆唷ひ呵宄щy，細菌繁殖，肺部感染 ②鐮刀型細胞貧血癥 編碼 基因的堿基對替換→血紅蛋白中氨基酸替換→紅細胞結構異常呈鐮刀形→易破裂患溶血性貧血 2．

30、基因與性狀的關系 (1)關系：基因與性狀的關系并不是簡單的___________關系。 (2)實例：例如人的身高可能由___________基因決定的，其中每一個基因對身高都_________一定的作用。同時，身高也不是完全是由___________決定的，后天的________和__________也有重要作用。 (3)調控網絡：基因與________、基因與__________、基因與________之間存在著復雜的____________，這種相互作用形成了一個_____________的網絡，精細地調控著生物體的性狀。 思考3：DNA上的基因都能表達出其所控制的性狀嗎？

31、 例2：下列關于基因與性狀關系的敘述，錯誤的是( 　　) A．一對相對性狀可由一對基因控制也可由多對基因控制 B．基因可通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀 C．隱性基因控制的性狀在后代中不能得到表現 D．在相同條件下，基因型相同，表現型就相同 三、細胞質基因 1．為了與細胞核基因相區(qū)別，人們將 和 中的基因稱作細胞質基因。 和 、 及 等疾病都與線粒體DNA缺陷有關，表現出 的特點。 例3：判

32、斷正誤 （1）克里克提出的中心法則只適用于真核生物。 (　　)　 （2）DNA復制只發(fā)生在細胞分裂過程中，而轉錄和翻譯則發(fā)生在任何。 (　　) （3）RNA復制和逆轉錄發(fā)生在RNA病毒體內。 (　　) （4）一種基因只能控制一種性狀，但一種性狀可由多對基因控制。 (　　) （5）基因型相同表現型不一定相同，表現型相同基因型也不一定相同。 (　　) 【課外達標】 （ ）1.中心法則描述的是 A.堿基互補配對的原則

33、 B.基因控制蛋白質合成的過程 C.遺傳信息的流動方向 D.遺傳信息的轉錄和翻譯過程 （ ）2.理論上講，同一生物個體內每一個表皮細胞與神經細胞核內所含DNA是一樣的，而所含蛋白質不一樣的原因是 A.不同細胞的基因經過不同的重組，所以合成的蛋白質不一樣。 B.不同細胞中的基因數量不一樣多，所以合成的蛋白質不一樣。 C.不同細胞被轉錄的基因不一樣多，所以合成的蛋白質不一樣。 D.不同細胞的基因復制速度不同，所以合成的蛋白質不一樣。 （ ）3.從單尾鰭金魚的成熟卵中提出RNA，注入雙尾鰭金魚受精卵中，結果幼小金魚中有一些出現單尾鰭性狀

34、，這種RNA之所以對性狀的遺傳有明顯的作用，是因為 A.它是魚類的主要遺傳物質 B.是有關蛋白質合成的運輸工具 C.是核糖體的基本化學成分 D.以密碼子的形成攜帶特定遺傳信息 （ ）4.在一個細胞周期內，T和U兩種堿基被大量利用時，細胞的生理活動是 選項 大量利用的堿基 細胞生理活動 A U DNA分子正在復制 B U和T 正處于分裂間期 C T 正在大量合成轉運RNA D T 正在大量合成蛋白質 （ ）5.囊性纖維病的實例可以說明 A.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀 B

35、.DNA中某個堿基發(fā)生改變，生物體合成的蛋白質必然改變 C.基因通過控制蛋白質的合成控制生物體的性狀 D.基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀 （ ）6.人體神經細胞與肝細胞的形態(tài)結構和功能不同，其根本原因是這兩種細胞的 A.DNA堿基排列順序不同 B.核糖體不同 C.tRNA不同 D.mRNA不同 （ ）7.觀賞植物藏報春，花紅色(A)對白色(a)為顯性。在20℃—25℃的條件下，基因型為AA或Aa的藏報春開紅花，基因型為aa的藏原子春開白花。如果把開紅花的藏報春移到30℃條件下，雖然基因型仍

36、為AA或Aa，但新開的花全是白色的，這說明 A.基因完全決定性狀 B.基因對性狀的控制受到環(huán)境因素的影響 C.基因型相同，環(huán)境條件改變，性狀一定改變 D.每種植物在環(huán)境條件改變時都能開多種顏色的花 （ ）8.提取雙尾鰭鯽魚卵細胞細胞質中的RNA，將它注射到單尾鰭鯽魚的受精卵中，此后有部分受精卵發(fā)育成具雙尾鰭性狀的魚。在此過程中，遺傳信息的傳遞不包括 A．DNA以其中的一條鏈為模板合成RNA B．按照mRNA密碼子的排列順序合成蛋白質C．DNA按照堿基互補配對原則自我復制 D．以RNA為模板逆轉錄合成DNA （ ）9．中心法則是指 A.

37、遺傳信息的轉錄與翻譯過程 B.遺傳信息的轉錄、翻譯及表達過程 C.DNA復制以及轉錄和逆轉錄的過程 D.遺傳信息的復制、轉錄、翻譯及傳遞過程 （ ）10.下列各細胞結構中，可能存在堿基互補配對現象的有 ⑴染色體 ⑵中心體 ⑶紡錘體 ⑷核糖體 A.⑴⑵ B.⑴⑷ C.⑵⑶ D.⑶⑷ （ ）11．如圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都不可能發(fā)生的是 A．①② B．③④⑥ C．⑤⑥

38、 D．②④ 12.如下圖所示，在A，B試管內加入的DNA都含有30對堿基。四個試管內都有產物生成，請回答： ⑴A、D兩試管內的產物是相同的，但A試管內模擬的是 過程；D試管內模擬的是 過程。 ⑵B、C兩試管內的產物都是 ，但B試管內模擬的是 過程；C試管內模擬的是 過程；B試管的產物中最多含有 個堿基，有 個密碼子，若要在B試管中繼續(xù)獲得多肽，則至少還應加入 。 13.中心法則揭

39、示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質傳遞與表達的過程。請回答下列問題： ⑴a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是 、 、 和 ⑵需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 （用圖中的字母回答）。 ⑶a過程發(fā)生在真核細胞分裂的 期。 ⑷在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是 ⑸能特異性識別信RNA上密碼子的分子是 ，后者所攜帶的分子是 ⑹RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有（用類似本題圖中的形式表達）： ① ②