資源簡介

第4章　第1節　第2課時
課時跟蹤　分層訓練
學業考達標練
一、選擇題
1．下列說法錯誤的是(　　)
A．一種tRNA只能轉運一種氨基酸
B．tRNA上存在堿基互補配對和氫鍵
C．能決定氨基酸的密碼子有64種
D．一種氨基酸可能對應一種或多種密碼子
【答案】　C
【解析】　決定氨基酸的密碼子有62種，C錯誤。
2．下列有關蛋白質合成的敘述，錯誤的是(　　)
A．tRNA的反密碼子可識別mRNA上的堿基序列
B．一個mRNA分子上可結合多個核糖體使翻譯更高效
C．終止密碼子一定不編碼氨基酸
D．核糖體可在mRNA上移動
【答案】　C
【解析】　終止密碼子UGA在特殊情況下可以編碼硒代半胱氨酸，C錯誤。
3．正常情況下，下列生理過程能夠發生的是(　　)
A．相同的tRNA攜帶不同的密碼子
B．相同的氨基酸由不同的密碼子決定
C．相同的密碼子翻譯成不同的氨基酸
D．相同的tRNA攜帶不同的氨基酸
【答案】　B
【解析】　密碼子位于mRNA上，A錯誤；正常情況下，相同的氨基酸由一種或幾種密碼子決定，相同的密碼子翻譯成相同的氨基酸，相同的tRNA攜帶相同的氨基酸，B正確，C、D錯誤。
4．如圖表示真核細胞基因表達過程中的某一階段。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖示過程是轉錄
B．需要tRNA作為運載工具
C．以氨基酸為原料
D．圖示過程的模板是mRNA
【答案】　A
【解析】　題圖所示過程是翻譯，A錯誤。
5．如圖為真核細胞中某生理過程示意圖，下列與該過程有關的說法正確的是(　　)
A．圖示過程在內質網、線粒體和葉綠體中都能夠進行
B．轉運肽鏈起始端氨基酸的tRNA中含有起始密碼子
C．轉運肽鏈最末端氨基酸的tRNA能識別終止密碼子
D．一條mRNA可以結合多個核糖體同時合成多條肽鏈
【答案】　D
【解析】　題圖所示過程為翻譯過程，場所為核糖體，在線粒體和葉綠體中含有少量核糖體，而在內質網中不含有核糖體，A錯誤；密碼子是指mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基，而在轉運肽鏈起始端氨基酸的tRNA中含有的是識別起始密碼子的反密碼子，B錯誤；終止密碼子只表示翻譯的終止，一般不決定氨基酸，因此一般沒有反密碼子與之對應，C錯誤；一條mRNA可以結合多個核糖體同時合成多條肽鏈，這樣可以使少量的mRNA短時間內合成大量相同的蛋白質，D正確。
6．下列關于DNA復制、轉錄和逆轉錄的敘述，錯誤的是(　　)
A．逆轉錄和DNA復制的產物都是DNA
B．轉錄需要RNA聚合酶，逆轉錄需要逆轉錄酶
C．細胞中的DNA復制和逆轉錄都以DNA為模板
D．DNA復制和逆轉錄所需要的原料都是脫氧核苷酸
【答案】　C
【解析】　DNA復制以DNA的兩條鏈為模板；逆轉錄以RNA為模板。
7．如圖表示遺傳信息的流動過程，下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖中只有①②③過程存在堿基互補配對
B．①過程與④過程所需的原料相同
C．真核細胞中完成①②③過程的主要場所相同
D．健康的人體細胞中，只有⑤過程不能發生
【答案】　B
【解析】　由圖分析可知，①表示DNA復制，②表示轉錄，③表示翻譯，④表示逆轉錄，⑤表示RNA復制，圖中所有過程均存在堿基互補配對，A錯誤；①過程與④過程所需的原料相同，均為4種脫氧核糖核苷酸，B正確；真核細胞中DNA復制和轉錄的主要場所是細胞核，翻譯的場所是核糖體，C錯誤；人體細胞中，正常情況下不會發生④⑤過程，若人體細胞被RNA病毒侵染，則在被病毒侵染的細胞內可能會發生④或⑤過程，D錯誤。
二、非選擇題
8．下圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過程：①～⑤表示物質或結構，a、b、c表示生理過程。請據圖回答下列問題(可能用到的密碼子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—賴氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—絲氨酸、UAC—酪氨酸)：
(1)完成遺傳信息表達的是______________(填字母)過程，a過程所需的酶有__________________________等。
(2)圖中含有核糖的是__________(填數字)；由②指導合成的多肽鏈中氨基酸的序列是_______________________________________________________。
(3)假設該DNA片段的堿基對數與圖中mRNA上所列的堿基數目相同，則該DNA片段第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數目為________個。
(4)若在AUG后插入三個核苷酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨酸后多一個氨基酸外，其余氨基酸的序列沒有變化。由此證明____________________________ __________________________________________________________________。
【答案】　(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶
(2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸
(3)28
(4)一個氨基酸由三個相鄰堿基決定
【解析】　(1)遺傳信息的表達是轉錄、翻譯形成蛋白質的過程，即圖中的b、c過程；a過程表示DNA的復制，需要解旋酶和DNA聚合酶等的參與。(2)圖中只有RNA中含有核糖，則含核糖的有mRNA、rRNA、tRNA。mRNA上相鄰的三個堿基決定一個氨基酸，每三個這樣的堿基組成一個密碼子，密碼子(終止密碼子除外)決定氨基酸，所以由②指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸。(3)從圖中的②可知該mRNA片段含有的A＋U＝7(個)，則該DNA片段中含7個胸腺嘧啶脫氧核苷酸，第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數目為(23－22)×7＝28(個)。(4)密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基(終止密碼子除外)，因此在第一個密碼子后插入一個新密碼子，除在甲硫氨酸后多一個氨基酸外，其余氨基酸序列沒有變化。
選擇考提升練
一、選擇題
1．如圖為tRNA的結構示意圖，下列有關敘述正確的是(　　)
A．tRNA是由三個核糖核苷酸連接成的單鏈分子
B．一種tRNA只可以轉運一種氨基酸
C．圖中b處上下鏈中間的結構為磷酸二酯鍵
D．圖中c處表示密碼子，可以與mRNA堿基互補配對
【答案】　B
【解析】　tRNA是由許多個核糖核苷酸連接成的單鏈分子，A錯誤；tRNA是搬運氨基酸的工具，一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，B正確；圖中b處上下鏈中間的結構表示氫鍵，C錯誤；圖中c處表示反密碼子，可與mRNA上的密碼子發生堿基互補配對，D錯誤。
2．把兔子的血紅蛋白的mRNA加入大腸桿菌的提取液中，結果能合成兔子的血紅蛋白，這說明(　　)
A．兔子和大腸桿菌共用一套遺傳密碼
B．兔子的DNA可以指導大腸桿菌的蛋白質合成
C．兔子血紅蛋白的合成基因進入大腸桿菌
D．蛋白質的合成不需要能量
【答案】　A
【解析】　兔子血紅蛋白的mRNA能在大腸桿菌中指導血紅蛋白的合成，這說明兔子和大腸桿菌共用一套遺傳密碼，A正確。
3．下列關于下圖所示生理過程的敘述，正確的是(　　)
A．過程①需要解旋酶和RNA聚合酶的參與
B．物質2上的任意三個堿基叫作密碼子
C．同時有A—U和U—A配對的是過程②
D．過程②從左向右進行，形成多條不同的多肽
【答案】　C
【解析】　過程①為轉錄，需要RNA聚合酶的參與，不需要解旋酶的參與，A錯誤；物質2上只有決定一個氨基酸的三個相鄰堿基才能叫作一個密碼子，B錯誤；過程②為翻譯，同時有A—U和U—A配對，C正確；過程②從左向右進行，形成多條相同的多肽，D錯誤。
4．下圖表示核糖體上合成蛋白質的過程。四環素抑制tRNA與細菌核糖體的A位點結合，使蛋白質合成停止，從而阻斷細菌的生長，常用于治療一些細菌引起的疾病。下列有關敘述正確的是(　　)
A．該生理過程代表翻譯，核糖體移動的方向是從右到左
B．四環素與A位點結合促進了新肽鍵的形成
C．圖中從E位點離開的tRNA可轉運甲硫氨酸
D．該過程形成的局部三肽的氨基酸順序為H—M—W
【答案】　C
【解析】　由題圖可知，該生理過程代表翻譯，核糖體在mRNA上讀取信息的方向是從左到右，A錯誤；根據題干信息可知，四環素能抑制tRNA與細菌核糖體的A位點結合，使蛋白質合成停止，說明四環素能抑制新肽鍵的形成，B錯誤；從E位點離開的tRNA的反密碼子可與AUG配對，所以可轉運甲硫氨酸(密碼子是AUG)，C正確；題圖核糖體的移動方向為從左到右，正常情況下，該過程形成局部三肽的氨基酸順序為M—H—W，D錯誤。
5．若細胞質中tRNA1(3′AUU5′)、tRNA2(3′ACG5′)、tRNA3(3′UAC5′)分別轉運氨基酸a、b、c。現以雙鏈DNA中的一條鏈3′－ACGATTTAC－5′為模板，指導合成短肽。該短肽基本組成單位的排列是(　　)
A．a—b—c B．c—b—a
C．b—c—a D．b—a—c
【答案】　D
【解析】　翻譯的直接模板是mRNA，而mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄形成的，以雙鏈DNA中的一條鏈3′－ACGATTTAC－5′為模板轉錄形成的mRNA的堿基序列為5′－UGCUAAAUG－3′，其中第一個密碼子(UGC)對應的反密碼子為3′ACG5′，編碼的氨基酸為b，第二個密碼子(UAA)對應的反密碼子為3′AUU5′，編碼的氨基酸為a，第三個密碼子(AUG)對應的反密碼子為3′UAC5′，編碼的氨基酸為c，所以該蛋白質基本組成單位的排列是b—a—c，D正確。
6．研究發現，人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細胞內不能直接作為合成蛋白質的模板。依據中心法則(下圖)，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經過④②③環節
B．HIV遺傳物質的基本單位是四種脫氧核糖核苷酸
C．HIV的基因是有遺傳效應的RNA片段
D．科學家可以研發特異性抑制逆轉錄酶的藥物來治療艾滋病
【答案】　B
【解析】　由于HIV攜帶的RNA在宿主細胞內不能直接作為合成蛋白質的模板，因此在合成子代病毒蛋白質外殼時，至少需要以RNA為模板通過④逆轉錄過程形成DNA，再以DNA為模板通過②轉錄過程形成mRNA之后，以mRNA為模板通過③翻譯過程合成蛋白質，A正確；HIV的遺傳物質是RNA，RNA的基本單位是四種核糖核苷酸，B錯誤；根據題意分析可知，該病毒的遺傳物質是RNA，因此其基因應該是具有遺傳效應的RNA片段，C正確；HIV攜帶的RNA只有經過逆轉錄過程形成DNA再經過轉錄和翻譯過程才能形成病毒的蛋白質外殼，所以可以研發特異性抑制逆轉錄酶的藥物來抑制艾滋病病毒的增殖，進而治療艾滋病，D正確。
7．如圖為有關遺傳信息傳遞和表達的模擬實驗。下列相關敘述合理的是(　　)
A．若X是mRNA，Y是多肽，則管內必須加入氨基酸
B．若X是DNA，Y含有U，則管內必須加入逆轉錄酶
C．若X是tRNA，Y是多肽，則管內必須加入脫氧核苷酸
D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，則管內必須加入DNA酶
【答案】　A
【解析】　若X是mRNA，Y是多肽，則管內發生的是翻譯過程，因此管內必須加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，則Y為RNA，管內發生的是轉錄過程，因此不需要加入逆轉錄酶，而需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，則管內發生的是翻譯過程，因此不需要加入脫氧核苷酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，則管內發生的是逆轉錄過程，因此需要加入逆轉錄酶。
二、非選擇題
8．如圖①②③分別表示細胞中3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題：
(1)在人體內，圖①過程發生的主要場所是________，圖②過程是在________酶的作用下，將核糖核苷酸連接在一起形成α鏈。
(2)細胞內酶的合成________(填“一定”或“不一定”)需要經過圖③過程。若要過程③中合成的肽鏈中亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)轉變成色氨酸(密碼子為UGG)，可以通過改變DNA模板鏈上的一個堿基來實現，即________。
(3)假若轉錄形成α鏈的基因中有一個堿基對發生了替換，導致該基因編碼的肽鏈中氨基酸數目減少，其原因可能是基因中堿基對的替換導致______________ ___________________________________________________________________。
(4)在整個生物界中，遺傳信息的傳遞途徑除了①②③外，還包括__________ ________________________________________________________兩條途徑。
【答案】　(1)細胞核　RNA聚合
(2)不一定　A變為C
(3)終止密碼子提前出現，翻譯提前終止
(4)RNA的逆轉錄和RNA的復制
【解析】　(1)①表示DNA復制，在人體細胞中主要發生在細胞核中。②表示轉錄，需要RNA聚合酶的參與。(2)絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數酶的化學本質為RNA，③表示翻譯過程，故細胞內酶的合成不一定需要經過圖③過程。當亮氨酸的密碼子為UUG時，對應模板鏈堿基序列為AAC，當第二個堿基A變為C時，此序列對應的密碼子變為UGG，編碼色氨酸。(3)基因中一個堿基對的替換可能會導致終止密碼子提前出現，翻譯提前終止，這會使該基因編碼的肽鏈中氨基酸數目減少。(4)根據中心法則，在整個生物界中，遺傳信息的傳遞途徑除了①②③外，還包括RNA的逆轉錄和RNA的復制兩條途徑。
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第4章　基因的表達
第1節　基因指導蛋白質的合成
第第2課時　遺傳信息的翻譯和中心法則
課標要求 核心素養
1．概述遺傳信息翻譯的過程。
2．描述中心法則，即遺傳信息的傳遞規律。 1．生命觀念：運用結構與功能觀，說出中心法則的具體過程。
2．科學思維：借助模型與建模的方法，闡述翻譯的具體過程。
3．社會責任：基于地球上幾乎所有生物共用一套密碼子的事實，闡明生物界的統一性。
必備知識　自主梳理
?遺傳信息的翻譯
1．翻譯的概念：游離在_________中的各種氨基酸，以__________為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程叫作翻譯。
細胞質
mRNA
核糖體
mRNA
氨基酸
2．堿基與氨基酸之間的對應關系
(1)推測
①如1個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定______種氨基酸。
②如2個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定________種氨基酸。
③如3個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基能決定________種氨基酸，這種方式能夠滿足組成蛋白質的21種氨基酸的需要。
4
16
64
(2)密碼子
①概念：mRNA上決定1個氨基酸的________________。
②密碼子表
a．密碼子種類：______種。
b．起始密碼子：2種，包括AUG和__________，其中后者只在原核生物中作為起始密碼子時編碼甲硫氨酸，其他情況下編碼__________。
c．終止密碼子：共3種，包括UAA、__________和UGA；正常情況下不編碼氨基酸，是翻譯________的信號，但在特殊情況下UGA可以編碼________________。
3個相鄰堿基
64
GUG
纈氨酸
UAG
終止
硒代半胱氨酸
3．tRNA的結構和功能特點
(1)結構和功能
(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉運_______氨基酸。
氨基酸
氫
反密碼子
密碼子
一種
4．翻譯過程
核糖體
甲硫氨酸
5′
3′
終止密碼子
?中心法則
1．提出者：__________。
2．中心法則的內容
克里克
DNA
DNA
DNA
RNA
RNA
蛋白質
RNA
RNA
RNA
DNA
3．生命是物質、能量和信息的統一體
(1)DNA、RNA是______的載體。
(2)蛋白質是信息的____________。
(3)______為信息的流動提供能量。
信息
表達產物
ATP
(1)每種密碼子都有對應的反密碼子。(　　)
(2)tRNA中只含有三個含氮堿基。(　　)
(3)每種氨基酸都有多個密碼子，這種現象稱作密碼子的簡并。(　　)
(4)翻譯過程中，mRNA并不移動，只是核糖體沿mRNA移動。(　　)
(5)翻譯的實質是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質的氨基酸序列。(　　)
(6)通常一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行一條肽鏈的合成。(　　)
(7)線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則。(　　)
(8)遺傳信息可以由DNA流向RNA，而不能由RNA流向DNA。(　　)
【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√　(8)×
【解析】　(1)有的終止密碼子不編碼氨基酸，其沒有對應的反密碼子。(2)一個tRNA含有多個堿基，一端三個構成反密碼子。(3)一種氨基酸可能有幾個密碼子，這種現象稱作密碼子的簡并，而不是每種氨基酸都有多種密碼子。(6)一個mRNA上連接多個核糖體同時進行多條相同肽鏈的合成，不是合成一條肽鏈。(8)遺傳信息可以由DNA流向RNA，也可經過逆轉錄過程由RNA流向DNA。
合作探究　能力提升
●情境解讀
圖形情境：觀察密碼子示意圖和密碼子表，回答下列問題。
任務一：mRNA、tRNA與遺傳密碼
●合作探究
1．從密碼子表可以看出，一種氨基酸可能有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發展有什么意義？
提示：當密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應的氨基酸；當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸，可以保證遺傳信息的翻譯速度。
2．地球上幾乎所有的生物體都共用同一密碼子表。根據這一事實，你能想到什么？
提示：說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質上是統一的。
3．所有密碼子都能編碼氨基酸嗎？
提示：不是，通常情況下，三種終止密碼子不編碼氨基酸，分別是UAG、UAA、UGA。
4．密碼子和反密碼子分別位于什么物質上？
提示：密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上。
5．為什么說tRNA是真正起“翻譯”作用的結構？
提示：運輸氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密碼子，能和mRNA上的密碼子通過堿基互補配對相識別，一端能攜帶氨基酸，因此tRNA是真正起“翻譯”作用的結構。
●典例剖析
科學家通過推測與實驗破解了遺傳密碼，并將64個密碼子編制成了密碼子表。終止密碼子包括UAA、UGA和UAG，其中UGA還可以編碼硒代半胱氨酸，UAG還可以編碼吡咯賴氨酸。下列說法正確的是(　　)
A．64個密碼子中可編碼氨基酸的密碼子共有61個
B．密碼子是指位于基因上決定氨基酸的3個相鄰堿基
C．UGA、UAG既可以作為終止密碼子又能編碼氨基酸，體現了密碼子的簡并性
D．tRNA的3′端游離羥基能夠結合氨基酸，tRNA上的反密碼子能與密碼子進行堿基互補配對
【答案】　D
【解析】　本題主要考查密碼子與反密碼子的關系。由題干信息可知，64個密碼子中可編碼氨基酸的密碼子共有63個，A錯誤；密碼子是指mRNA上決定某種氨基酸的三個相鄰的堿基，即密碼子位于mRNA上，B錯誤；密碼子的簡并性是指一種氨基酸有兩種及以上的密碼子的情況，而UGA只可以編碼一種硒代半胱氨酸，UAG只可以編碼吡咯賴氨酸，C錯誤；tRNA的3′端能結合氨基酸，tRNA上的反密碼子能與密碼子進行堿基互補配對，從而將氨基酸放在肽鏈合適的位置上，D正確。
1．如表所示為不同類型的核酸中的含氮堿基與特定氨基酸之間的關聯信息，推測脯氨酸對應的反密碼子是(　　)
DNA雙鏈 T
G
mRNA U
tRNA(與mRNA互補的堿基) G
氨基酸 脯氨酸
A．CGU B．GCA
C．CCU D．GGA
【答案】　D
【解析】　本題主要考查翻譯過程中密碼子、反密碼子及氨基酸間的對應關系。mRNA對應氨基酸密碼子的最后一個堿基為U，說明轉錄該mRNA的DNA的模板鏈為DNA雙鏈第二排對應鏈，再根據tRNA與mRNA互補配對，故判斷決定脯氨酸的密碼子為CCU，相應的反密碼子為GGA，故選D。
●歸納提升
1．密碼子的特性及意義
(1)遺傳密碼子是三聯體密碼：一個密碼子由信使RNA(mRNA)上相鄰的三個堿基組成。
(2)密碼子具有通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。
(3)密碼子具有簡并性：除了色氨酸、硒代半胱氨酸外，每一個氨基酸都至少有兩個密碼子。這樣可以在一定程度內，使氨基酸序列不會因為某一個堿基被意外替換而改變。
(4)密碼子具有專一性：通常一個密碼子只決定一種特定的氨基酸(部分終止密碼子不編碼氨基酸)。
(5)通常密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開始，一個不漏地一直讀到終止信號。
(6)通常遺傳密碼子不重疊，在多核苷酸鏈上任何兩個相鄰的密碼子不共用任何核苷酸。
(7)密碼子閱讀與翻譯具有一定的方向性：從5′端到3′端。
(8)有起始密碼子和終止密碼子，起始密碼子有兩個，分別是AUG(甲硫氨酸)和GUG(纈氨酸、甲硫氨酸)，終止密碼子有3個，分別是UAA、UAG、UGA(也可編碼硒代半胱氨酸)。
2．反密碼子與密碼子的關系
(1)密碼子與反密碼子不是一一對應關系，終止密碼子沒有反密碼子對應。
(2)密碼子和反密碼子的相應序列能互補配對。
3．密碼子與反密碼子的比較
項目 密碼子 反密碼子
種類 64種 目前發現有很多種
位置 mRNA上 tRNA上
實質 決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基 與mRNA密碼子發生堿基互補配對的3個相鄰的堿基
4．基因表達過程中的相關計算
(1)DNA(基因)、mRNA上堿基數目與蛋白質中氨基酸數目之間的關系。
①圖示(如下圖)：
②規律：蛋白質中氨基酸數目＝1/3mRNA中堿基數目＝1/6DNA(或基因)中堿基數目。
(2)計算中“最多”和“最少”的分析。
①翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸(特殊情況下，UGA可編碼硒代半胱氨酸，但此時UGA不作為終止密碼子)，則mRNA上的堿基數目多于蛋白質中氨基酸數目的3倍。
②基因或DNA中存在不編碼氨基酸的堿基序列，因此其中的堿基數目比對應的蛋白質中氨基酸數目的6倍還要多一些。
③在回答問題時應加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n個堿基，轉錄產生它的基因中最少有2n個堿基，該mRNA指導合成的蛋白質中最多有n/3個氨基酸。
●情境解讀
圖形情境：如圖是翻譯過程的示意圖，請據圖分析回答下列問題。
任務二：翻譯的過程
●合作探究
1．圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別是什么結構或物質？
提示：tRNA、核糖體、mRNA、肽鍵。
2．判斷圖甲中核糖體沿著mRNA移動的方向，并根據教材中的密碼子表，寫出圖甲中翻譯出的氨基酸序列。
提示：核糖體沿著mRNA從左向右移動；圖甲中對應的氨基酸序列為甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸。
3．圖乙中①⑥分別是什么分子或結構？核糖體移動的方向是怎樣的？
提示：①⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。
4．最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？
提示：相同；因為它們的模板是同一條mRNA。
5．圖乙所示的翻譯特點，其意義是什么？
提示：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。
6．請據圖概括真核細胞和原核細胞轉錄、翻譯的區別。
提示：真核生物：先轉錄，后翻譯；原核生物：邊轉錄邊翻譯。
●典例剖析
下圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A—T
B．真核細胞由過程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是從a到b
D．圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
【答案】　D
【解析】　分析題圖可知，過程①為DNA復制；過程②由DNA形成RNA，為轉錄過程；過程③以mRNA為模板合成多肽鏈，為翻譯過程。過程②的堿基配對方式為A—U、C—G、G—C、T—A，過程③的堿基配對方式為A—U、C—G、G—C、U—A，過程①的堿基配對方式為A—T、C—G、G—C、T—A，故相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A—T，A正確；過程②為轉錄過程，真核細胞由轉錄形成的mRNA和tRNA都需要加工才具有活性，B正確；根據肽鏈長短，過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是從a到b，C正確；反密碼子與密碼子互補配對，故題圖中tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。
2．下列有關圖示生理過程的敘述中，正確的是(　　)
A．能發生圖示生理過程的細胞有真正的細胞核
B．該圖表示的是轉錄和翻譯
C．該圖表示的生理過程所需要的能量都是由線粒體提供
D．mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到與其相對應的反密碼子
【答案】　B
【解析】　題圖所示的轉錄和翻譯同時進行，發生在原核生物中，原核細胞沒有真正的細胞核，A錯誤；題圖表示的是轉錄和翻譯兩個生理過程，B正確；原核生物沒有線粒體，題圖表示的生理過程所需要的能量都是由細胞質提供，C錯誤；mRNA上的2種終止密碼子沒有與之對應的反密碼子，D錯誤。
●歸納提升
1．多聚核糖體中核糖體移動方向的判斷
(1)原理：核糖體與mRNA結合后沿mRNA移動并合成肽鏈。因此肽鏈長的是先結合上去的，肽鏈短的是后結合上去的。
(2)方法：核糖體在mRNA上的移動方向為“短肽鏈→長肽鏈”。
2．DNA復制、轉錄與翻譯的比較
項目 復制 轉錄 翻譯
時間 分裂前的間期 個體發育的整個過程
場所 主要是細胞核 主要是細胞核 細胞質
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA
原料 4種游離的脫氧核苷酸 4種游離的核糖核苷酸 21種氨基酸
產物 DNA RNA 肽鏈
堿基配對 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
3.“兩看法”巧判真核生物和原核生物基因表達
(1)過程圖
(2)判斷方法
說明：真核細胞的線粒體、葉綠體中也有DNA和核糖體，其轉錄、翻譯也存在同時進行的情況。
●情境解讀
圖表情境：中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的規律，據以下圖表內容回答相關問題。
任務三：中心法則及其發展
發展內容 信息流動 舉例
RNA自我復制 遺傳信息從②流向③ RNA病毒
RNA逆轉錄合成DNA 遺傳信息從④流向⑤ HIV病毒、致癌的RNA病毒
●合作探究
1．①～⑤分別表示哪種物質？
提示：①RNA、②RNA、③RNA、④RNA、⑤DNA。
2．正常情況下，在人體細胞內能進行的過程有哪些？
提示：DNA的復制、轉錄、翻譯。
3．圖表中遵循堿基互補配對原則的過程有哪些？
提示：DNA的復制、轉錄、翻譯、RNA自我復制、RNA逆轉錄合成DNA。
4．任意一個人體細胞均能發生DNA的復制、轉錄、翻譯嗎？
提示：高度分化的細胞不再進行細胞分裂，因而不能發生DNA的復制過程，但仍然繼續進行轉錄、翻譯等過程；人體成熟的紅細胞不含DNA，不發生任何遺傳信息的傳遞過程。
5．請寫出流感病毒(一種RNA的非逆轉錄病毒)遺傳信息傳遞的過程。
提示： 。
●典例剖析
中心法則概括了自然界生物的遺傳信息的流動途徑，如圖為中心法則的圖解。下列相關說法正確的是(　　)
A．1957年克里克提出的中心法則內容只包括圖中的①②③
B．圖中③④過程均有堿基互補配對，且配對方式不完全相同
C．圖中①⑤過程的酶是DNA聚合酶，②過程是RNA聚合酶
D．在人體胚胎干細胞和心肌細胞中均存在圖中①②③過程
【答案】　A
【解析】　1957年克里克提出的中心法則內容只包括圖中的①DNA復制過程、②轉錄過程和③翻譯過程，A正確；圖中③過程是翻譯，④過程是RNA復制，堿基配對方式都是A—U、U—A、G—C、C—G，B錯誤；圖中①過程是DNA復制，需要DNA聚合酶和解旋酶；⑤過程是逆轉錄，需要逆轉錄酶；②過程是轉錄，需要RNA聚合酶，C錯誤；①DNA復制過程只能在具有分裂能力的細胞中才發生，而人體心肌細胞已高度分化，不能再分裂增殖，D錯誤。
3．下列關于中心法則的敘述，正確的是(　　)
A．肽鏈的合成一定以rRNA為模板，以氨基酸為原料
B．RNA的合成一定以RNA為模板，以核糖核苷酸為原料
C．DNA的合成一定以DNA為模板，以脫氧核苷酸為原料
D．中心法則揭示了遺傳信息在生物大分子之間的傳遞過程
【答案】　D
【解析】　肽鏈的合成是以mRNA為模板的，A錯誤；RNA的合成可能以DNA或RNA為模板，B錯誤；DNA的合成可能以DNA或RNA為模板，C錯誤。
●歸納提升
1．中心法則中幾個過程能準確進行的原因
(1)前者為后者的產生提供了精確的模板；
(2)嚴格遵循堿基互補配對原則。
2．不同生物中心法則的體現
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
RNA
病毒 不含逆轉錄酶 煙草花葉病毒
含逆轉錄酶 艾滋病病毒
細胞生物 具有分裂能力的細胞
高度分化的細胞
課堂達標　鞏固訓練
1．密碼子可決定氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。下列有關密碼子的敘述，正確的是(　　)
A．密碼子是基因上3個相鄰的堿基
B．mRNA上的反密碼子可與密碼子互補配對
C．不同的密碼子可以決定同一種氨基酸
D．密碼子中有一個堿基改變，其對應的氨基酸必然隨之改變
【答案】　C
【解析】　密碼子是mRNA上3個相鄰的堿基，tRNA上的反密碼子可與mRNA上的密碼子互補配對，A、B錯誤；一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子決定，不同密碼子可以決定同一種氨基酸，C正確；由于密碼子的簡并性，若密碼子中有一個堿基改變，則其對應的氨基酸不一定會發生改變，D錯誤。
2．如圖表示“中心法則”的內容，圖中①～⑤分別表示相關過程。下列說法正確的是(　　)
A．人體造血干細胞中可以進行過程①②和③
B．人體口腔上皮細胞內只能進行過程①②
C．乳酸菌可以發生過程①④
D．過程④和⑤需要的原料相同
【答案】　A
【解析】　人體造血干細胞可以進行①DNA復制、②轉錄和③翻譯，A正確；口腔上皮細胞是高度分化的細胞，不能進行①DNA復制，B錯誤；乳酸菌的遺傳物質是DNA，在乳酸菌中可以發生過程①②③，但不能進行過程④RNA復制，C錯誤；過程④RNA復制需要的原料是核糖核苷酸，過程⑤逆轉錄需要的原料是脫氧核苷酸，二者需要的原料不同，D錯誤。
3．如圖表示某真核生物基因表達的部分過程，請回答下列問題：
(1)圖中表示遺傳信息的________過程，發生的場所是________，此過程除圖中所示條件外，還需要____________等。
(2)圖中③表示________，合成的主要場所是________，通過________運輸到細胞質中。
(3)圖中方框內的堿基應為________，對應的aa5應為________(賴氨酸的密碼子為AAA，苯丙氨酸的密碼子為UUU)。
(4)圖中核糖體的移動方向是____________。
【答案】　(1)翻譯　核糖體　酶和能量
(2)mRNA　細胞核　核孔
(3)UUU　賴氨酸　(4)從左到右
【解析】　(1)圖中核糖體上進行的是翻譯過程，此過程需要的條件是模板、原料、能量和酶等。(2)③為mRNA，主要在細胞核中合成，通過核孔轉移到細胞質中。(3)密碼子存在于mRNA分子上，與tRNA上的反密碼子進行堿基互補配對，故圖中方框內的堿基為UUU，對應的密碼子為AAA，相應氨基酸是賴氨酸。(4)根據圖中最后一個氨基酸的加入位置可知，核糖體的移動方向為從左到右。
課時小結

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