2024届苏教版高考生物一轮复习DNA通过RNA指导蛋白质合成学案

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习DNA通过RNA指导蛋白质合成学案，共11页。学案主要包含了易错辨析，填空默写等内容，欢迎下载使用。
第4课时　DNA通过RNA指导蛋白质合成课标要求　概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。1．RNA的结构与功能2．遗传信息的转录源于必修2 P59“图2－3－3”①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。3．遗传信息的翻译(1)概念：在细胞中，以mRNA为模板，从一个特定的起始位点开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程叫翻译。(2)密码子①概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核糖核苷酸称为一个密码子。②密码子的种类为64个，有61个密码子负责20种氨基酸的编码，其中碱基序列为AUG的密码子不仅编码甲硫氨酸，而且是真核细胞唯一的起始密码子；另外三个(UAA、UAG、UGA)不编码任何氨基酸，是终止密码子。源于必修2 P62“图2－3－6”①tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。②反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读取(由长臂端向短臂端读取)。(3)过程4．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系(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①一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。②每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。5．DNA复制、转录和翻译的区别项目复制转录翻译作用传递遗传信息表达遗传信息时间细胞分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸能量都需要酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶产物2个双链DNA分子一个单链RNA分子肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C 6.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系特别提醒　实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因(1)基因中的内含子转录后被剪切。(2)在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。(4)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。考向一　遗传信息、密码子、反密码子的分析1．(2023·江苏无锡市高三调研)次黄嘌呤(I)是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是(　　)A．决定氨基酸的密码子和携带氨基酸的tRNA种类都是61种B．密码子的摆动性表现在密码子第1位碱基可与多种碱基配对C．密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率D．含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链答案　D解析　由于摆动性的存在，一种携带氨基酸的tRNA可能携带多种氨基酸，所以tRNA的种类应少于61种，A错误；密码子的摆动性表现在反密码子的第1个碱基可与密码子的多种碱基配对，B错误；密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，但不会提高突变频率，C错误；次黄嘌呤(I)作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基C配对，含有反密码子GAU和IAU的tRNA，均能识别异亮氨酸的密码子AUC，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链，D正确。2．(多选)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是(　　)A．由图分析可知①链应为DNA的β链B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUAD．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行答案　AD解析　蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的核糖核苷酸是反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。考向二　转录、翻译和复制过程的分析3．(2023·河北邯郸高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是(　　)A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－TB．真核细胞由过程②形成的mRNA和tRNA都需要加工C．过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到bD．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸答案　D解析　因为反密码子从tRNA的3′端→5′端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。4．(多选)miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是(　　)A．RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用B．miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对C．miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译D．miRNA抑制W蛋白的合成发生在转录过程中答案　AB解析　miRNA在细胞核中转录形成RNA后，经过初步加工，然后通过核孔到达细胞质中，在细胞质中再加工后，与蛋白质结合形成miRNA－蛋白质复合体，不用于翻译，C错误；由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的miRNA－蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D错误。考向三　转录和翻译中的有关计算5．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子)(　　)A．m、(m/3)－1   B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1   D．2(m－n)、(m/3)－2答案　D解析　mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3个。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。6．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码)(　　)A．600个   B．700个  C．800个   D．900个答案　D解析　根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是(　　)A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息答案　C解析　一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。2．(多选)(2021·湖南，13)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因BB．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子答案　ABC解析　基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。3．(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是(　　)A．图中①为亮氨酸B．图中结构②从右向左移动C．该过程中没有氢键的形成和断裂D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中答案　B解析　图中①对应的密码子为AUU，所以①是异亮氨酸，A错误；核糖体沿mRNA从5′到3′移动进行翻译，所以②从右向左移动，B正确；该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误；细胞核中不会发生翻译过程，D错误。4．(2022·江苏，21)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：(1)细胞核内RNA转录合成以____________为模板，需要____________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明____________对大分子物质的转运具有选择性。(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生____________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成____________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的____________合成，治疗高胆固醇血症。(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是______________________________。(5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过________________修饰加工后输送出细胞，可作为____________诱导人体产生特异性免疫反应。(6)接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有______________________________。答案　(1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔(2)基因突变　双链RNA　(3)PCSK9蛋白(4)利于mRNA药物进入组织细胞　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞解析　(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码子提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良；为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。(3)高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使血液中胆固醇含量正常。(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞质膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。(5)新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。一、易错辨析1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(　×　)2．RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能(　√　)3．mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸(　√　)4．一个DNA只能控制合成一种蛋白质(　×　)5．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率(　×　)二、填空默写1．(必修2 P59)RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；真核细胞中核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体(细胞器)的形成。2．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。3．(必修2 P61)mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的核糖核苷酸，叫作1个密码子。4．(必修2 P62)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。5．转录的场所：细胞核(主)、线粒体、叶绿体；模板：DNA的一条链；原料：4种核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原则：碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)；产物：产生单链RNA。6．翻译的场所：核糖体；模板：mRNA；原料：氨基酸；转运工具：tRNA；酶；能量(ATP)。遵循的原则：碱基互补配对(A与U、U与A、C与G、G与C)。产物：肽链。