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高中生物《基因的表达》导学案 苏教版必修2


山西省朔州市平鲁区李林中学高中生物《基因的表达》导学案 苏教版 必修 2









审 核 赵生金

使用教师 高三

编 20120 29



编写时间

基因的表达

李婷

考纲要求 1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。2.基因与性状的关系(Ⅱ)。 一、课前导学 一、基因指导蛋白质的合成 1.RNA 的结构和种类 (1)结构:与 DNA 相比,RNA 在组成上的差异表现在:五碳糖是________,碱基组成中没有 T,而替换为________。 (2)种类:________、tRNA 和________三种。 2.遗传信息的转录 (1)概念:在________中,以________的一条链为 模板,合成________的过程。 (2)原料:4 种游离的____________。 (3)碱基配对:________、C-G、G-C、________。 3.遗传信息的翻译 (1)翻译 ①概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以________为模板合成__________的过程。 ②场所:细胞质中的________。 ③运载工具:________。 ④碱基配对:________、C-G、G-C。 (2)密码子 ①概念:遗传学上把________上决定一个氨基酸的____________叫一个密码子。 ②种类:共 64 种,其中决定氨基酸的密码子共有______种。 (3)转运 RNA ①结构:形状像三叶草的叶,一端是携带________的部分,另一端有三个碱基可与密码子 互补配对,称为________。 ②种类:61 种。 考考你 密码子与氨基酸有怎样的对应关系? 二、基因、蛋白质与性状的关系 1.基因对性状的控制 (1)直接控制:通过控制________________来直接控制生物性状。 (2)间接控制:通过控制________来控制代谢过程,进而控制生物性状。 2.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。如人的身高可能是由________决定 的,同时,后天的营养 和体育锻炼等对身高也有重要作用。 (2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,精细地调控着 生物体的性状。 思考 基因与性状的关系,体现了基因型、表现型、环境三者之间的什么关系?
1

二、课堂识真 探究点一 基因指导蛋白质的合成 结合图示完成基因指导蛋白质合成过程关系

思维拓展 1.遗传信息、密码子、反密码子的比较 比较 项目 概念 作 用 存在 位置 种类、 数量 不同基因 中脱氧核 苷酸的数 量、 排列顺 序不同, 决 定遗传信 息特异性 特点 相互联系

遗传 信息

DNA 两条链 上的碱基 互补 基因中脱氧核苷酸的序列决定 mRNA 中核糖核苷酸的序列, mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱 基序列互补配对,密码子与相应 反密码子的序列互补配对

密码 子

与 DNA 模板 链上的碱 基 互 补 (T 被 U 取代)

tRNA 中与 反密 mR NA 密码 与 mRNA 的 码子 子互 补配对 碱基互补 的三个碱基 探究示例 1 (2010·天津卷,2)根据下表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( DNA 双链

)
2

T mRNA tRNA(反密码子) 氨基酸 D.UCU 转录

G

A 苏氨酸

A. TGU B.UGA C.ACU 2.基因表达过程的比较 复制 时间 有丝间期和减Ⅰ间期 场所 原料 四种脱氧核糖核苷酸 模板 产物 2 个双链 DNA 条件

翻译

核糖体

都 需 要 特 定 的 酶 和 DNA 解旋,以两条链为模板, 按碱基互补对原则, 合成两条 过程 子链,子链与对应链螺旋化 模板 去向 特点 边解旋边复制,半保留复制 碱基 配对 信息

A T P 等 tRNA 一端的碱基与 mRNA 上密 码子配对,另一端携相应氨基 酸,合成有一定氨基酸序列的 蛋白质 恢复原样,与非模板链重新 绕成双螺旋结构 一个 mRNA 上可连续结合多个 核糖体,顺次合成多肽

mRNA→蛋白质 传递 意义 传递遗传 信息 探究点二 中心法则的理解 依据中心法则式完成填空: 表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状

1.图中生理过程①、②、③分别叫________、________、________,进行的场所依次是 ________、________、________。 2.图中④________、⑤________只发生在______________的细胞中。 3.图中的三个实线箭头表示的含义是________________。 思维拓展 中心法则与生物种类的关系
3

1.以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递

2.以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递 (1) (2) 3.中心法则体现了 DNA 的两大基本功能 (1)传递遗传信息: 它是通过 DNA 复制完成的, 发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖 过程中。 (2)表达遗传信息:它是通过转录和翻译完成的,发生在个体发育过程中。 探究示例 2 中心法则是指( ) A.遗传信息的“转录”和“翻译”过程 B.遗传信息的“转录”、“翻译”及“表达”过程 C.DNA 复制和“转录”过程中碱基互补配对过程 D.遗传信息通过 DNA 复制以及“转录”和“翻译”的传递过程 三、重要概念的比较 1、原核细胞与真核细胞的基因 结构及比较 调控遗传信息的表达 ↗ ↖ ←——非编码区—— ←——非编码区—— ←—— 编码区 ——→ → → 编码区上游 编码区下游 ↑ ↓ RNA 聚合酶结合位点 编码蛋白质 调 控 遗 传 信 息 的 表 达 ↗ ↖ ←—非编码区 — ←———————— ——— 编码区 —————————←—非编码区— → —→ → 编码区上游 内含子 内含子 编码区下游 ↑ 外显子 外显子 外显子 RNA 聚合酶结合位点

原核细胞的基因 区别

真核细胞的基因

相同 都有编码区、非编码区,在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列,在编码区上游 点 均有 RNA 聚合酶结合位点 2、终止子和终止密码,启动子和起始密码 ⑴终止子和终止密码:
4

终止子位于________上,其作用是________ __ ______________________________。 终止密码位于________ 上,其作用是________________________________________。 ⑵启动子和起始密码: 启动子位于________上,其作用是________________________________________。 起始密码位于________上, 其作用是_____ ___________________________________。 四、 3、 3、基因表达过程中有关 DNA、RNA、氨基酸的计算 ⑴转录时,以基因的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,产生一条单链 mRNA,则转录产生 的 mRNA 分中碱基数目是基因中碱基数目的一半,且基因模板链中 A+T(或 C+G)与 mRNA 分子中 U+A(或 C+G)相等。 ⑵翻译过程中,mRNA 中每 3 个相邻碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基 酸数目是 mRNA 中碱基数目的 1/3,是双链 DNA 碱基数目的 1/6 。 探究点三 基因对性状的控制 1.分析基因对豌豆粒型、镰刀型细胞贫血症影响的示意图,总结基因对性状的两种控制方 式: 豌豆粒型

镰刀型细胞贫血症

(1)________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________。 2.如何理解“基因和性状间并不都是线性关系”? 思维拓展

1. 2.线粒体、叶绿体中也有 DNA、基因存在,这些部位基因的表达受核基因调控、制约,但 其基因的复制、转录、翻译均是在基因所属细胞器中的核糖体上完成的。 探究示例 3 (2010·南通模拟)着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因为 DNA 损伤, 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( ) A.通过控制酶的合成,从而直接 控制生物性状 B.通过控制蛋白质分子结构, 从而直接控制生物性状 C.通过控制酶的合成来控制 代谢过程,从而控制生物性状 D.可以直接控制生物性状,发生突变后生物性状随之改变
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三、课后见功 1.(2011·北京理综, 4)胰岛素的 A、B 两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙 述,正确的是( ) A.胰岛素基因的两条 DNA 单链分别编码 A、B 两条肽链 B.沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构无关 D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素 2.(2010·连云港摸底)关于真核细胞中转录和翻译的比较,不正确的是 ( ) A.都遵循碱基互补配对原则 B.需要的原料不同 C.所需酶的种类不同 D.主要在线粒体和叶绿体中进行 3.(2011·江苏卷,7)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 4.乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。完整的 HBV 是由一个囊膜和核衣壳组成的病毒颗 粒,其 DNA 是一个有部分单链区的环状双链 DNA。如图所示乙肝病毒在肝脏细胞中的增殖过程。 下列说法不正确的是( )

A.①过程有可能发生基因突变,从而引起乙肝 病毒的变异 B.②过程在生物学上叫转录,需要的酶是 RNA 聚合酶和解旋酶 C.③过程在生物学上叫翻译,需要在核糖体上完成 D.④过程与①过程相比,其特有的碱基配对方式是 T-A 5.下表有关基因表达的选项中,不可能的是( ) 基因 表达的细胞 A 细菌抗虫蛋白 基因 抗虫棉叶肉细胞 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 6.(2011·温州模拟)下列关于密码子的叙述错误的是( ) A.mRNA 可以通过逆转录合成目的基因 B.tRNA 利用氨基酸与密码子发生互补配对并进一步合成多肽 C.信使 RNA 上的 3 个相邻的碱基可能是密码子也可能不是

表达产物 细菌抗虫蛋白 人酪氨酸酶 动物胰岛素 兔血红蛋白

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D.一种氨基酸可以由多种密码子决定,一种密码子不一定决定一种氨基酸 7.(2011·淮安调研)下图为中心法则图解。下列有关的叙述中,正确的是(多选)(

)

A.过程③只发生在含有逆转录酶的病毒中 B.转基因生物中能够体现①~⑤过程 C.①~⑤的过程中,都能发生碱基 互补配对 D.③过程中碱基互补配对时,遵循 A—T、U—A、C—G、G—C 的原则 8 .如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列 相关叙述中合理的是 ( ) A.若 X 是 RNA,Y 是 DNA,则试管内必须加入 DNA 连接酶 B.若 X 是 CTTGTACAA,Y 含有 U,则试管内必须加入逆转录酶 C.若 X 与 Y 都是 DNA,则试管内必须加入氨基酸 D.若 Y 是蛋白质,X 是 mRNA,则试管内还应该有其他 RNA 9. (2011·淮安调研)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.在同一个体不同的体细胞中,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 10.(2010·南通期末 )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)图 2 中方框内所示结构是________的一部分,它在________中合成,其基本组成单位 是__________,可以用图 2 方框中数字__________表示。 (2) 图 1 中 以 ④ 为 模 板 合 成 ⑤ 物 质 的 过 程 称 为 ____________ , 进 行 的 主 要 场 所 是 [ ]______,所需要的原料是________。 (3)若该多肽合成到图 1 中 UCU 决定的氨基酸后就终止合成, 则导致合成结束的终止密码子 是______。 (4)从化学成分角度分析,与图 1 中⑥结构的化学组成最相似的是( ) A.乳酸杆菌 B.噬菌体 C.染色体 D.流感病毒 (5)若图 1 的①所示的分子中有 1 000 个碱基对, 则由它所控制形成的信使 RNA 中含有的密
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码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( ) A.166 和 55 B.166 和 20 C.333 和 111 D.333 和 20 11.(2010·全国卷Ⅱ,34)某种细菌体内某氨基酸(X)的生物合成途径如图: 酶a 酶b 酶c 底物― ― →中间产物 1― ― →中间产物 2― ― →X 这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生长的简单培养基)上生长,而由该种 细菌野生型得到的两种突变型(甲、乙)都不能在基本培养基上生长;在基本培养基上若添加中 间产物 2,则甲、乙都能生长;若添加中间产物 1,则乙能生长而 甲不能生长。在基本培养基 上添加少量的 X, 甲能积累中间产物 1,而乙不能积累。请回答: (1)根据上述资料可推断:甲中酶__________的功能丧失;乙中酶________的功能丧失,甲 和乙中酶 ________ 的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因 是野生型的 ____________(同一、 不同)菌体中的不同__________发生了突变, 从而导致不同酶的功能丧失。 如果想在基本培养基上添加少量的 X 来生产中间产物 1, 则应选用__________(野生型、 甲、 乙)。 (2)将甲、 乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落, 再将这些菌落单个挑出分别接种在 基本培养基上都不能生长。上述混 合培养时乙首先形成菌落,其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在发酵过程中,菌体中 X 含量过高时,其合成速率下降。若要保持其合成速率,可采取 的措施是改变菌体细胞膜的__________,使 X 排出菌体外。

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