高中生物第3章遗传信息的复制与表达第10课时遗传信息的表达(Ⅱ)教学案北师大版必修2

高中生物第3章遗传信息的复制与表达第10课时遗传信息的表达(Ⅱ)教学案北师大版必修2

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 10 课时 遗传信息的表达(Ⅱ) [目标导读] 1.结合教材内容，理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表。2.分析教材图 3－8，概述遗传信息翻译的过程和特点。3.运用数学方法，分析碱基和氨基酸之间的对应关 系。 [重难点击] 1.密码子的概念。2.遗传信息翻译的过程和特点。 一 碱基和氨基酸的对应关系 阅读教材，讨论翻译的概念以及碱基和氨基酸的对应关系。 1．翻译的概念 以 mRNA 链上的核糖核苷酸序列为模板，从一个特定的起始位点开始，按每三个核糖核苷酸代 表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。 2．mRNA 和氨基酸的对应关系 (1)mRNA 只含有 4 种碱基，组成生物体的蛋白质的氨基酸有 20 种，mRNA 上的 4 种碱基怎样决 定蛋白质中的 20 种氨基酸呢？请分析： ①若 1 个碱基决定一种氨基酸，则 4种碱基只能决定 4(4 1 )种氨基酸。 ②若 2 个碱基决定一种氨基酸，则 4种碱基只能决定 16(4 2 )种氨基酸。 ③若 3 个碱基决定一种氨基酸，则 4种碱基能决定 64(4 3 )种氨基酸。 因此，mRNA 上决定一个氨基酸的碱基至少是 3个。 (2)密码子(见课本 P39密码子表) ①概念：mRNA 上决定一个氨基酸的 3个相邻的碱基称为一个密码子，密码子共有 64 种。 ②种类：起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基 酸。普通密码子：59 种。 ③对应关系 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 a．决定 20 种氨基酸的密码子共有 61 种。 b．1种密码子只能决定 1 种氨基酸(终止密码子除外)。如密码子 CGU 只编码精氨酸。 c．1种氨基酸可由 1 种或多种密码子决定。如编码精氨酸的密码子有 CGU、CGC、CGA、CGG、 AGA、AGG。 ④已知一段 mRNA 的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，请写出对应的氨基酸序列：甲 硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。 (3)密码子的特点 ①连续性：遗传密码在 mRNA 分子上是连续排列的，要正确地阅读密码必须从一个正确的起点 开始，以后连续不断地一个一个往下读，直到读到终止信号。 ②简并性：决定氨基酸的密码子有 61 种，而氨基酸只有 20 种。因此，多数氨基酸有几个密 码子与之对应。 ③专一性：每种密码子只对应一种氨基酸。 ④通用性：病毒、原核生物和真核生物的密码子是通用的，这是生命统一性的一个有力证据。 但也有例外，如线粒体 DNA 的密码子与这一通用密码子就有一些不同之处。 3．tRNA (1)结构：三叶草形结构，一端是携带氨基酸的部位，另一端有 3 个碱基能和 mRNA 上的密码 子互补配对，叫反密码子。 (2)种类：共有 61 种。反密码子与决定 61 种氨基酸的密码子对应。 (3)功能：携带氨基酸进入核糖体。1 种 tRNA 只能携带 1种氨基酸，1 种氨基酸可由 1种或多 种 tRNA 携带。 归纳提炼 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 活学活用 1．下列对 mRNA 的描述，不正确的是( ) A．mRNA 可作为合成蛋白质的直接模板 B．mRNA 上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸 C．mRNA 上有四种核糖核苷酸，编码 20 种氨基酸的密码子有 61 种 D．mRNA 只有与核糖体结合后才能发挥作用 问题导析 (1)在细胞核中经转录产生的 mRNA，经加工后由核孔进入细胞质，与核糖体结合 可翻译产生蛋白质。 (2)除终止密码子外，mRNA 上每三个相邻的碱基决定一个氨基酸。 (3)密码子共有 64 种，决定氨基酸的密码子只有 61 种。 (4)蛋白质合成的场所为核糖体。 答案 B 解析 mRNA 是合成蛋白质的直接模板，但只有与核糖体结合后才能发挥作用，mRNA 上的密码 子有 64 种，其中有 3 个终止密码子不决定氨基酸，61 种密码子决定 20 种氨基酸。 二 遗传信息的翻译过程 如图是遗传信息翻译的过程，观察该图，完成下列探究内容。 1．翻译概述 (1)条件 运载工具[A]tRNA 原料[C]氨基酸 模板[D]mRNA 能量 酶 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 (2)场所：[B]核糖体。 (3)产物：[E]具有一定氨基酸顺序的肽链。 2．翻译的过程 (1)当 tRNA 运载着一个氨基酸进入核糖体以后，就以 mRNA 为模板，按照碱基互补配对原则， 把转运来的氨基酸放在相应的位置上。 (2)一个氨基酸转运完毕以后，tRNA 离开核糖体，又去转运下一个相应的氨基酸。 (3)被转运来的这些氨基酸通过肽键一个一个连接起来，形成肽链。 (4)肽链合成以后，从核糖体上脱离，再经过一定的折叠盘曲及修饰，最终形成一个具有一定 氨基酸顺序的、有一定功能的蛋白质分子。 3．多聚核糖体：翻译可以快速进行的原因 (1)mRNA 与核糖体的数量关系：一个 mRNA 可同时结合多个核糖体。 (2)存在上述关系的意义：少量的 mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 (3)蛋白质合成的方向：从左向右(据上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。 (4)蛋白质合成的结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等 结构中进一步加工。 (5)讨论：图示中合成了几条肽链？是否相同？ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 答案 图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链， 而不是 4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出 4 条不同的肽链。 4．遗传信息的传递过程归纳 由遗传信息的转录和翻译过程可以看出，DNA 分子上脱氧核糖核苷酸的排列顺序决定了 mRNA 中核糖核苷酸的排列顺序，mRNA 中的核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨 基酸的排列顺序决定了蛋白质结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种各样的遗传性 状。当然，从 DNA 到生物的性状这一过程，还要受到环境等其他因素的影响。 小贴士 原核生物由于没有核被膜，核糖体可以靠近核 DNA 分子，因此原核生物具有边转录 边翻译的特点，如图： 归纳提炼 转录与翻译的不同点比较 比较项目 转录 翻译 场所 细胞核 细胞质 原料 核糖核苷酸 氨基酸 碱基配 对原则 DNA mRNA A——U T——A C——G G——C mRNA tRNA A——U U——A C——G G——C 信息传递 DNA→mRNA mRNA→多肽链 产物 mRNA 有一定氨基酸排列顺序的多肽链 活学活用 2．判断下列关于翻译过程的描述的正误。 (1)终止密码子没有和其对应的 tRNA，不能编码氨基酸( ) (2)真核生物翻译的场所主要在细胞核中( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 (3)三种 RNA 都与翻译过程有关( ) (4)翻译的过程有水生成( ) (5)翻译需要的 20 种氨基酸都可以在人体内合成( ) 问题导析 (1)终止密码子没有对应的反密码子，没有对应的 tRNA，不编码氨基酸。 (2)生物的翻译场所都是核糖体，细胞核是真核生物转录的场所。 (3)在翻译过程中 mRNA 作为模板，tRNA 携带氨基酸，作为场所的核糖体由 rRNA 和蛋白质组 成。 (4)翻译过程中氨基酸脱水缩合产生水。 (5)组成生物体的 20 种氨基酸中，有 12 种人体能够合成的称为非必需氨基酸，有 8种(婴儿 9 种)为人体必须从食物中获取的，人体不能合成的称为必需氨基酸。 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× 解析 (2)翻译的场所是核糖体。(5)人体内能合成的氨基酸只有非必需氨基酸。 三 基因表达中相关数量的计算 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，有关氨基酸脱水缩合的计算在前面已讲过。蛋白质的合成 受基因控制，那么基因、mRNA 以及蛋白质中氨基酸之间有什么关系呢？结合下图分析： 1．转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。基因为双链结构 而 RNA 为单链结构，因此转录形成的 mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的 1/2。 2．mRNA 中碱基数与氨基酸的关系：翻译过程中，mRNA 中每 3 个相邻碱基决定一个氨基酸， 每个氨基酸需要一个 tRNA 转运，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是 mRNA 碱基 数目的 1/3。 3．综上可知：基因中碱基数目∶mRNA 碱基数目∶tRNA 数目∶蛋白质中氨基酸数目＝ 6∶3∶1∶1。图解如下： 小贴士 计算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻译时，mRNA 上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA 上的碱基数目比蛋白 质中氨基酸数目的 3 倍还要多一些。 (2)基因或 DNA 上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的 6 倍还要多一些。 (3)在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA 上有 n 个碱基，转录产生它的基 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 因中至少有 2n 个碱基，该 mRNA 指导合成的蛋白质最多有 n/3 个氨基酸。 归纳提炼 基因表达过程中相关数量的计算 比较 数目(个) DNA 中的碱基数(脱氧核糖核苷酸数) 6n mRNA 中的碱基数(核糖核苷酸数) 3n 蛋白质中的氨基酸数 n 参与转运氨基酸的 tRNA 数 n 蛋白质中的肽链数 m 蛋白质中的肽键数(脱水数) n－m 活学活用 3．一种动物体内的某种酶是由 2 条多肽链构成的，含有 150 个肽键，则控制这个酶合成的基 因中核苷酸的分子数至少是( ) A．912 个 B．456 个 C．450 个 D．906 个 问题导析 (1)该酶由 2 条肽链，150 个肽键组成，所以组成该酶的氨基酸数为 152 个。 (2)DNA 中碱基数目∶RNA 中碱基数目∶氨基酸数＝6∶3∶1，因此基因中核苷酸数最少为 912 个。 答案 A 解析 首先根据缩合的概念及肽链条数计算出该酶具有的氨基酸数为 150＋2＝152(个)，再 根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是 152×6＝912(个)。 当堂检测 1．如图中的 a、b、c、d 分别代表人体内的四种大分子化合物，下列有关说法不正确的是 ( ) A．分子 c 的种类约 61 种，只含三个碱基，分子量比 b小得多 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 B．b、c、d 的合成离不开化合物 a，这四种大分子化合物的主要合成场所相同 C．b、c、d 三种化合物能同时存在于同一个细胞器中 D．a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物 答案 A 解析 a、b、c、d分别代表 DNA、mRNA、tRNA、rRNA。c 为 tRNA，有 3 个与密码子结合的游 离碱基，并不是只含 3 个碱基；密码子有 64 种，其中 3 个终止密码子不对应 tRNA，故分子 c 的种类约 61 种。b、c、d 的合成叫转录，a 的合成是 DNA 的复制，它们主要在细胞核中进行。 线粒体和叶绿体能翻译形成部分蛋白质，故其内含有这三种 RNA。a、b 彻底水解后可得到四 种不同的化合物——核糖、脱氧核糖、T、U，四种相同的化合物是 A、C、G、磷酸。 2．由表可推知决定丝氨酸密码子的是( ) DNA G C G 信使 RNA 转运 RNA U 氨基酸 丝氨酸 A.TCG B．UCG C．UGC D．AGC 答案 D 解析 转运 RNA 上具有反密码子，与信使 RNA 上的密码子可以碱基互补配对，由转运 RNA 的 第一个碱基可知，丝氨酸的密码子第一个碱基应是 A，所以选 D。 3．已知某转运 RNA 的反密码子的 3 个碱基顺序是 GAU，它运载的是亮氨酸(亮氨酸的密码子 是 UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG)，那么决定此亮氨酸的密码子是由 DNA 模板链上的哪个 碱基序列转录而来的( ) A．GAU B．CAT C．CUA D．GAT 答案 D 解析 tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的碱基互补，而决定氨基酸的密码子是 mRNA 上的碱基序 列，故此亮氨酸的密码子是 CUA，由 DNA 模板链上的 GAT 转录而来。 4．如图为某基因表达的过程，据图回答下列问题： (1)能够将遗传信息从细胞核传递至细胞质的是__________(填标号)，其基本组成单位是 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 ________________。进行 a过程所需的酶有____________________。 (2)图中⑤所运载的氨基酸是________________。(密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、 AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸) (3)图中信使 RNA 对应的 DNA 片段连续复制两次还需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为 ________个。 答案 (1)② 核糖核苷酸解 RNA 聚合酶 (2)苯丙氨酸 (3)21 解析 通过转录将 DNA 中遗传信息由细胞核传递至细胞质，通过翻译以氨基酸为原料合成蛋 白质，转录需 DNA 先解旋，然后核糖核苷酸聚合，需要 RNA 聚合酶；信使 RNA 中共有 A 和 U 7 个，故其对应的 DNA 有胸腺嘧啶脱氧核苷酸 7 个，复制两次形成 4 个 DNA，共需胸腺嘧啶脱 氧核苷酸 28 个，故还需 21 个。 课时作业 基础过关 知识点一 碱基和氨基酸的对应关系 1. DNA 分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表，则 tRNA(UGC)所 携带的氨基酸是( ) 密码子 GCA CGU UGC ACG 氨基酸 丙氨酸 精氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 A.赖氨酸 B．丙氨酸 C．半胱氨酸 D．苏氨酸 答案 D 解析 转运 RNA 上的反密码子与 mRNA 上的密码子之间遵循碱基互补配对原则，即 tRNA(UGC) 所携带的氨基酸的密码子是 ACG(苏氨酸)。 2．下面关于 tRNA 和氨基酸相互关系的说法，正确的是( ) A．每种氨基酸都由一种特定的 tRNA 携带 B．每种氨基酸都可由几种 tRNA 携带 C．一种 tRNA 可以携带几种结构相似的氨基酸 D．一种氨基酸可由一种或几种 tRNA 携带 答案 D 解析 在翻译过程中，运输氨基酸的 tRNA 上的反密码子要与 mRNA 上决定氨基酸的密码子配 对。一种氨基酸可对应一种或多种密码子，但每种密码子只对应一种氨基酸。 3．把小鼠血红蛋白的 mRNA 加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，能合成出小鼠的血红 蛋白，这个事实说明( ) A．控制蛋白质合成的基因位于 mRNA 上 B．小鼠的 mRNA 能使大肠杆菌向小鼠转化 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 C．所有生物共用一套密码子 D．小鼠的 mRNA 在大肠杆菌体内控制合成了小鼠的 DNA 答案 C 解析 将小鼠血红蛋白的 mRNA 加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，合成出小鼠的血红 蛋白，说明大肠杆菌以小鼠的 mRNA 为模板合成了蛋白质，即所有生物共用一套密码子。 知识点二 遗传信息的翻译过程 4．如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA 代表氨基酸)，下列叙述正确的是( ) A．直接给该过程提供遗传信息的是 DNA B．该过程合成的产物一定是酶或激素 C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应 D．该过程有水产生 答案 D 解析 翻译的直接模板是 mRNA 而不是 DNA；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而 蛋白质不全是酶与激素；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码 子；氨基酸脱水缩合形成多肽过程中有水的生成。 5．如图表示 a、b、c三个核糖体相继结合到一个 mRNA 分子上，并沿着 mRNA 移动合成肽链的 过程。下列叙述错误的是( ) A．最早与 mRNA 结合的核糖体是 a 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 B．核糖体沿箭头①方向移动 C．图示过程有水的生成 D．图示过程碱基的配对方式为 A－U、G－C 答案 A 解析 由题图可知，核糖体 c上合成的肽链最长，与 mRNA 结合得最早。翻译时核糖体沿着方 向①在 mRNA 上移动。多肽链是由氨基酸经过脱水缩合形成的，因此图示过程有水生成。翻译 时，mRNA 与 tRNA 的碱基配对方式有 A－U、G－C。 6．关于密码子和反密码子的叙述，正确的是( ) A．密码子位于 mRNA 上 ，反密码子位于 tRNA 上 B．密码子位于 tRNA 上，反密码子位于 mRNA 上 C．密码子位于 rRNA 上，反密码子位于 tRNA 上 D．密码子位于 rRNA 上，反密码子位于 mRNA 上 答案 A 解析 密码子位于 mRNA 上，反密码子位于 tRNA 上，A项正确，B、C、D 项错误。 知识点三 基因表达中相关数量的计算 7．由 n 个碱基对组成的基因，控制合成由 m条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子 质量为 a，则该蛋白质的相对分子质量最大为( ) A. na 6 B. na 6 －18( n 6 －m) C．na－18(n－m) D. na 3 －18( n 3 －m) 答案 D 解析 基因中有 n个碱基对，则由此基因转录形成的 mRNA 中有 n 个碱基，指导合成的蛋白质 中最多有 n 3 个氨基酸，该蛋白质分子由 m 条肽链组成，其分子量为： na 3 －( n 3 －m)·18。 8．一个 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( ) A．m、m/3－1 B．m、m/3－2 C．2(m－n)、m/3－1 D．2(m－n)、m/3－2 答案 D 解析 由题意知，mRNA 分子有 m 个碱基且 G＋C＝n，此 mRNA 分子中 A＋U＝m－n，控制其合 成的 DNA 分子模板链中 A＋T＝m－n(个)，模板 DNA 分子中 A＋T＝2(m－n)个；由 mRNA 分子有 m 个碱基可知，其模板 DNA 分子中有 2m 个碱基，能控制合成含 2m/6 个氨基酸的蛋白质分子。 题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数应为 m/3－2。 能力提升 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 9．关于蛋白质合成的叙述，正确的是( ) A．一种 tRNA 可以携带多种氨基酸 B．DNA 聚合酶是在细胞核内合成的 C．反密码子是位于 mRNA 上相邻的 3个碱基 D．线粒体中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成 答案 D 解析 一种 tRNA 上只有一种反密码子，只能识别并携带一种氨基酸，A错误；DNA 聚合酶是 蛋白质，应该在细胞质中的核糖体上合成，B 错误；反密码子是由位于 tRNA 上的 3 个碱基构 成的，C错误；线粒体中有合成蛋白质所需的 DNA、RNA、核糖体以及相关的酶，也能控制某 些蛋白质的合成，是半自主性的细胞器，D 正确。 10．下面表格是真核生物细胞核内三种 RNA 聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是 ( ) 名称 分布 主要功能 RNA 聚合酶Ⅰ 核仁 合成 rRNA RNA 聚合酶Ⅱ 核液 合成 mRNA RNA 聚合酶Ⅲ 核液 合成 tRNA A.真核生物的转录场所主要是细胞核 B．三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同 C．三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程 D．任一种 RNA 聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成 答案 B 解析 RNA 聚合酶属于蛋白质，在核糖体中合成，而蛋白质合成过程中均需要这 3 种酶作用 形成的产物(rRNA、mRNA、tRNA)的参与。这 3种聚合酶发挥作用的场所不同。 11．某条多肽的相对分子质量为 2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为 110，若考虑终止密 码子，则编码该多肽的基因长度至少是( ) A．75 对碱基 B．78 对碱基 C．90 对碱基 D．93 对碱基 答案 D 解析 设该多肽由 n 个氨基酸构成，根据题意可以列方程 110n－18(n－1)＝2 778，解得 n ＝30，即该多肽由 30 个氨基酸组成，若考虑终止密码子则应为 30 个密码子再加上终止密码 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 子应为 31，编码多肽的基因碱基为 31×6＝186，即 93 对碱基。 12．在一个典型的基因内部，转录起始位点(TSS)、转录终止位点(TTS)、起始密码子编码序 列(ATG)、终止密码子编码序列(TGA)的排列顺序是( ) A．ATG－TGA－TSS－TTS B．TSS－ATG－TGA－TTS C．ATG－TSS－TTS－TGA D．TSS－TTS－ATG－TGA 答案 B 解析 转录起始位点(TSS)与转录终止位点(TTS)是在基因的非编码区，分别位于编码区的上 游与下游，而起始密码子编码序列(ATG)和终止密码子编码序列(TGA)则是由编码区中的序列 转录而来的，故选 B。 13．下列有关图中的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述，不正确的是( ) A．图中所示的生理过程主要有转录和翻译 B．①链中(A＋T)/(G＋C)的比值与②链中此比值相同 C．一种细菌的③由 480 个核苷酸组成，它所编码的蛋白质一定含 160 个氨基酸 D．遗传信息由③传递到⑤需要 tRNA 作工具 答案 C 解析 以 DNA 一条链(②链)为模板合成的③链含碱基 U，故③为 mRNA，此过程为转录；③与 ④结合后以③为模板形成⑤肽链，此过程为翻译。DNA 双链中 A与 T配对，G 与 C 配对，故(A1 ＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)，即①链中(A＋T)/(G＋C)的比值与②链中此比值相同；③ 由 480 个核苷酸即 160 个密码子组成，这些密码子中可能有不决定氨基酸的终止密码子，故 编码的蛋白质含有的氨基酸可能小于 160 个。遗传信息由③传递到⑤的过程中，需 tRNA 作运 载工具，才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制。 14．三名科学家因“对核糖体结构和功能的研究”而获得 2009 年度诺贝尔化学奖。如图为细 胞内核糖体合成某多肽过程示意图(图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，请分析回答有关 问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 (1)图中②是________，其作用是_____________________________________________。 (2)由图中可以看出，丙氨酸的密码子是________________；连接甲和丙的化学键④的结构简 式是________________________________________________________________________。 (3)③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占 42%，则可得出与③合成有关的 DNA 分子片段中胞嘧啶占 ____________。 (4)下列细胞中不能发生该生理过程的是( ) A．根毛细胞 B．形成层细胞 C．人体成熟的红细胞 D．大肠杆菌 (5)若肽链由 n 个氨基酸组成，该肽链至少有氧原子的个数是________________。 答案 (1)tRNA 携带氨基酸进入核糖体 (2)GCU —CO—NH— (3)29% (4)C (5)n＋1 解析 该细胞内正在进行翻译过程，②为 tRNA，其作用是携带氨基酸进入核糖体并识别密码 子。丙表示丙氨酸，由图可知丙氨酸所对应的密码子是 GCU；连接两个氨基酸的化学键叫肽 键，其结构简式是—CO—NH—；mRNA 中 U＋A＝42%，可推出 DNA 的一条链中 A1＋T1＝42%，整 个 DNA 分子中 A＋T＝42%，A＝T＝21%，G＝C＝29%；人的成熟红细胞中没有细胞核与核糖体， 不能发生翻译过程。若肽链由 n 个氨基酸组成，③则至少有 n－1 个—CO—NH—，1 个—COOH， 故至少有 n＋1 个氧原子。 15．下图是蛋白质合成示意图，请据图回答： (1) 转 录 的 模 板 是 [ ]________ 中 的 一 条 链 ， 该 链 的 相 应 区 段 的 碱 基 顺 序 是 ________________________________________________________________________。 (2)翻译的场所是[ ]________，翻译的模板是[ ]________，运载氨基酸的工具是 [ ]________，翻译后的产物是______________。 (3)遗传物质 DNA 主要分布在______________中，也有一部分分布在________中。 答案 (1)④ DNA TACCGAAGAAAG (2)② 核糖体 ③ mRNA ① tRNA 多肽链 (3)细 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 胞核 细胞质 个性拓展 16．铁蛋白是细胞内储存多余 Fe 3＋ 的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的 Fe 3＋ 、铁调节蛋白、 铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白 mRNA 起始密码上游的特异性序列，能与铁调节 蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当 Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合 Fe3＋而丧 失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白 mRNA 一端结合，沿 mRNA 移动，遇到起始密 码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题： (1)图中甘氨酸的密码子是________________，铁蛋白基因中决定“ ”的 模板链碱基序列为________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Fe 3＋ 浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________________，从而抑 制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合 Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力， 铁蛋白 mRNA 能够翻译。这种调节机制既可以避免________________对细胞的毒性影响，又可 以减少________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若铁蛋白由 n 个氨基酸组成，指导其合成的 mRNA 的碱基数远大于 3n，主要原因是 ________________________________________________________________________。 (4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为 UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、 CUG)，可以通过改变 DNA 模板链上的一个碱基来实现，即由________________。 答案 (1)GGU …CCACTGACC… (2)核糖体在 mRNA 上的结合与移动 Fe 3＋ 细胞内物质和能量的浪费 (3)mRNA 两端存在不翻译的序列 (4)C→A