1、第12课时转录和翻译的过程 学习目标1.简述DNA与RNA的主要区别；2.概述遗传信息的转录与翻译过程(重、难点)；3.说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系(重点)。|基础知识|一、RNA的组成及种类1.RNA的基本单位及组成磷酸核糖碱基：A、U、G、C核糖核苷酸2.RNA的种类及功能mRNAtRNArRNA名称信使RNA转运RNA核糖体RNA结构单链单链，呈三叶草形单链功能传递遗传信息，蛋白质合成的模板识别密码子，运载氨基酸参与构成核糖体二、遗传信息的转录1.概念理解(1)场所：主要在细胞核中。(2)模板：DNA的一条链。(3)原料：4种游离的核糖核苷酸。(4)配对原则：AU、GC、CG
2、、TA。2.转录过程3.遗传信息的传递方向DNARNA。三、遗传信息的翻译1.密码子与反密码子密码子反密码子种类64种61种位置mRNAtRNA实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基(终止密码除外)与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基2.翻译(1)概念(对翻译概念的解读连线)：(2)过程：起始：mRNA与核糖体结合。运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)。终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码时，合成终止。|自查自纠|1.DNA和RNA成分的区别是五碳糖种类不同，碱
3、基和磷酸种类均相同()2.RNA主要有三种，主要分布于细胞质中()3.转录的模板是DNA解旋后的每一条链，产物是RNA()4.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上()5.翻译过程发生于核糖体上()6.一条mRNA只能与一个核糖体结合()答案1.2.3.4.5.6. |图解图说|核糖体：我只含RNA，没有DNA。真核细胞内DNA的复制和转录均主要发生在细胞核内。密码子的简并性：亮氨酸可由6种密码子决定。一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成。转录和翻译过程都要进行碱基互补配对，这两个过程中的碱基配对方式是否完全相同？提示：不完全相同，
4、转录过程中的碱基配对方式有AU、TA、GC、CG，而翻译过程中的碱基互补配对方式有AU、UA、GC、CG。探究点一RNA和DNA的比较RNA和DNA的区别(请完善下表)：比较项目DNARNA化学组成基本组成单位_碱基A、G、C、_A、G、C、_五碳糖_无机酸磷酸磷酸空间结构规则的_通常呈_结构提示：脱氧核苷酸核糖核苷酸TU脱氧核糖核糖双螺旋结构单链【典例1】 经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为：_、_、_。项目AGCTU甲60406040乙30202030丙41234428尝试解答_解析根据碱基种类判断，甲、乙是DNA，丙是RNA，再根据碱基比例判定甲是单
5、链DNA，乙是双链DNA。答案单链DNA双链DNARNA【跟踪训练】1.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断()A.此生物体内的核酸一定是DNAB.该生物一定不含DNA而只含RNAC.若此生物只含DNA，则一定是单链的D.若此生物含DNA，则一定是双链的解析因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有DNA和RNA，或只含单链DNA。答案C【方法技巧】DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；
6、含U的核酸一定是RNA。(3)DNA中单、双链的判定：若AT、GC或嘌呤嘧啶，则为单链DNA；若AT，GC，AGTC，则一般认为是双链DNA。探究点二 遗传信息的转录1.转录的模板、原料、产物及所需的酶分别是什么？提示：模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，产物是RNA。原核细胞中，转录需要解旋酶和RNA聚合酶，真核细胞中，转录只需RNA聚合酶，RNA聚合酶同时具有解旋酶的作用。2.转录过程中发生怎样的碱基互补配对？提示：AU，TA，GC，CG。3.转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合，最终这两条核苷酸链的去向如何？提示：mRNA释放出去，而后模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链恢复
7、双链。探究点三遗传信息的翻译1.什么是密码子？为什么密码子有64种？提示：密码子是mRNA上3个相邻的能决定一个氨基酸的碱基，由于碱基有四种，所以密码子的种类数44464(种)。2.如图为tRNA，请思考下列问题：(1)图中甲、乙、丙的含义分别是什么？提示：甲是结合氨基酸的部位，乙是碱基对，丙是反密码子。(2)密码子和反密码子的种类是否相同？如果不同，请阐述原因。提示：不相同，因为三种终止密码子不决定氨基酸，所以也就没有与这三种对应的反密码子。(3)如图表示翻译过程，翻译的效率为什么较高？图中的多肽完成合成后是否相同？为什么？请在图中标出翻译的方向。提示：因为一条mRNA能同时与多个核糖体结合
8、，所以能同时翻译出较多的多肽，从而提高了翻译的效率。由于这些核糖体所用的模板是同一条mRNA，所以合成的多肽都是相同的。转录、翻译过程中的四个易错点(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是AT，而是AU。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。【典例2】 如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述不正确的是()A.Y为RN
9、A聚合酶B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸C.过程在细胞核内进行，过程在细胞质内进行D.b部位发生的碱基配对方式可能有TA、AU、CG、GC尝试解答_解析分析题图可知，该图表示真核生物转录和翻译过程，故Y为RNA聚合酶，A正确；图中有DNA和RNA分子，因此最多含有5种碱基和8种核苷酸，B正确；过程为转录过程，主要在细胞核内进行，此外在线粒体和叶绿体内也可进行，为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；b部位发生DNA的转录，因此b部位发生的碱基配对方式可能有TA、AU、CG、GC，D正确。答案C真核细胞的基因表达过程，转录主要在细胞核中进行，翻译形成的mRNA要通过核孔进入细胞质中与核
10、糖体结合，转录和翻译在时间和空间上均不同。但是，原核细胞的基因表达过程中，转录和翻译可以同时进行，这也是区分原核细胞和真核细胞的基因表达的主要依据。【跟踪训练】2.如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列叙述中正确的是()A.图中表示4条多肽链正在合成B.转录结束后，翻译才开始C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链解析据图可知，一个DNA分子上正转录4条mRNA，而4条mRNA分子上相继结合了多个核糖体，分别同时进行多条肽链的合成。所以一个基因在短时间内可表达出多条肽链。转录尚未结束，翻译即已开始了。答案D知识脉络要点晨背1.真核细胞的转录过程
11、主要在细胞核中进行，模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶。2. 翻译在核糖体上进行，模板是mRNA，运输工具是tRNA，原料是20种氨基酸，产物是多肽(蛋白质)。3. 密码子是位于mRNA上的能决定氨基酸的三个相邻的碱基，有64种，其中三种终止密码子仅仅是翻译终止的信号，不能决定氨基酸。4. 反密码子位于tRNA上，有61种。5. 一条mRNA可以同时与多个核糖体结合，能同时翻译出多个相同的蛋白质。1.如图表示转录的过程，则此段中含有多少种核苷酸()A.5 B.6 C.8 D.4解析DNA和RNA中所含有的核苷酸种类不同。由图可知DNA链上含有3种脱氧核苷酸，RNA链
12、上含有3种核糖核苷酸，故此段图示中共含有6种核苷酸。答案B2.由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是()A.氨基酸、葡萄糖、碱基B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖C.核糖、碱基、磷酸D.脱氧核糖、碱基、磷酸解析DNA的基本结构单位脱氧核苷酸是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成的，RNA的基本结构单位核糖核苷酸是由核糖、磷酸和含氮碱基组成的，它们是核酸水解后形成的最小分子。答案C3.关于RNA和DNA的区别，下列说法错误的是()A.DNA是规则的双螺旋结构，而RNA一般是单链B.DNA中的五碳糖是核糖，RNA中的五碳糖是脱氧核糖C.DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U
13、D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等，但RNA中不一定解析DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖。答案B4.由表可推知决定丝氨酸的密码子是()DNAGCG信使RNAG转运RNAU氨基酸丝氨酸A.TCG B.UCGC.UGC D.AGC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。答案D5.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
14、合后才能发挥作用解析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。答案B课后跟踪分层训练(时间：30分钟)1.有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它们的组成是()A.一个DNA分子，两个RNA分子B.两个DNA分子，一个RNA分子C.三个DNA分子D.三个RNA分子解析3个核酸分子共有5种碱基，这说明在这3个核酸分子当中，既有DNA又有RNA，所以C和D不正确。由题意可知3个核酸分子共有4条多核苷酸链，5种碱基，8种核苷酸，则最多只有一个DNA分子。答案A
15、2.在人体中由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共有()A.2种B.4种C.5种 D.8种解析碱基A可形成核糖核苷酸和脱氧核苷酸两种，碱基C也可以形成两种核苷酸，T只能形成脱氧核苷酸。所以A、T、C共可参与构成5种核苷酸。答案C3.下列关于RNA的叙述，错误的是()A.有些生物中的RNA具有催化功能B.转运RNA上的碱基只有三个C.mRNA与tRNA在核糖体上发生配对D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质解析tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有
16、三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。答案B4.如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙)，下列有关叙述正确的是()A.遗传信息位于甲上B.乙由三个碱基组成C.甲的合成需要RNA聚合酶的参与D.乙可以转运多种氨基酸解析由图可知，甲为mRNA，遗传信息位于DNA上，A错误；乙为tRNA，tRNA是由一条单链的RNA通过折叠形成的，由多个碱基组成，B错误；mRNA是在RNA聚合酶催化作用下，由DNA分子的一条链为模板转录形成的，C正确；一种tRNA只能转运一种氨基酸，D错误。答案C5.如图为细胞核中某真核细胞基因进行转录过程的部分示意图，下列相关叙述正确的是()A.图中有
17、5种碱基、8种核苷酸B.该过程需要DNA聚合酶催化C.若图中进行转录的基因含300个碱基对，则其指导合成的RNA至少含150个核苷酸D.图中的化学本质相同解析转录过程是以DNA为模板合成mRNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，无需DNA聚合酶；该图中共有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸；若转录的基因中含有300个碱基对，则mRNA中碱基至少为300个；图中为脱氧核糖，为核糖。答案A6.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的相应密码子如下表，则tRNA(UGC)所携带的氨基酸是()GCACGUUGCACG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.
18、苏氨酸解析转运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)。答案D7.基因、遗传信息和密码子分别是指()信使RNA上核苷酸的排列顺序基因中脱氧核苷酸的排列顺序DNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基 信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基转运RNA上一端的3个碱基有遗传效应的DNA片段A. B.C. D.答案B8.正常情况下，出现肽链合成终止，是因为()A.一个与mRNA链终止密码相对应的tRNA不能携带氨基酸B.细胞内不具有与mRNA链终止密码相对应的反密码子C.mRNA在mRNA链终止密码处停止合成D.tRNA上出现
19、终止密码解析终止密码子不对应反密码子。tRNA上没有终止密码子，终止密码子在mRNA上。答案B9.在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质，其主要原因是()A.一种氨基酸可以由多种密码子来决定B.一种氨基酸可以由多种转运RNA携带到核糖体中C.一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成D.一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成解析由于一条信使RNA可以同时与多个核糖体结合，所以可以同时合成多条肽链，大大提高了基因表达的效率。答案D10.mRNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该密码子的tRNA种类及转运的氨
20、基酸种类将会产生的影响是()A.tRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变B.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变C.tRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变D.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变解析一种密码子只能对应于一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多个密码子。mRNA上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA(一端有反密码子)种类也肯定发生改变。但有可能改变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。答案C11.分别用标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如图所示。下
21、列对此结果的分析中，不正确的是()A.b点时刻，细胞正大量合成RNAB.d点时刻，细胞中DNA含量达到最大值C.处于ae阶段的细胞数目较多D.ce阶段，细胞内正在进行DNA的复制解析U是构成RNA的碱基，大量利用U的时候是大量合成RNA的过程；T是构成DNA的碱基，大量利用T的时候是大量合成DNA的过程，图中ce段利用T，正在合成DNA，d点合成DNA最多，但不是DNA含量最多的点。答案B12.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DNAB.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
22、程有水产生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时，此过程有水的生成。答案D13.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aB.核糖体沿箭头方向移动C.图示过程有水的生成D.图示过程碱基的配对方式为AU、GC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在mRNA上移动。多肽链是由氨基酸经过脱水缩合形成的
23、，因此图示过程有水生成。翻译时，mRNA与tRNA的碱基配对方式有AU、GC。答案A14.如图为真核细胞基因表达的第一阶段：(1)该阶段叫做_。可以在细胞的_中发生和完成。(2)图中2和5的核苷酸的名称分别是_和_。(3)若在a链上形成e链时，a链的碱基比例为ATGC1234，则e链中碱基的比例是_。解析由图示可看出组成DNA分子的两条链局部解开螺旋，并以其中一条链为模板，合成另一条链，此过程为转录过程，e链为新合成的mRNA。该过程发生在真核细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中。转录过程中A与U配对，T与A配对，G与C、C与G配对。答案(1)转录细胞核、线粒体、叶绿体(2)尿嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶
24、脱氧核苷酸(3)AUGC214315.三名科学家因“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：(1)图中是_，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的结构简式是_。(3)中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%，则可得出与合成有关的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_。解析该细胞内正在进行翻译过程，为tRNA，其作
25、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，其结构式是CONH；mRNA中UA42%，可推出DNA一条链中A1T142%，整个DNA分子中AT42%，AT21%，GC29%；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，则至少有(n1)个肽键，1个COOH，故至少有n1个氧原子。答案(1)tRNA携带氨基酸进入核糖体(2)GCUCONH(3)29%(4)C(5)n116.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序列是_。(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。解析(1)转录发生于细胞核中，模板是DNA的一条链，由于mRNA上的碱基序列是AUGGCUUCUUUC，所以转录的模板链上的碱基序列是TACCGAAGAAAG。(2)翻译的场所是核糖体，模板是mRNA，运输氨基酸的工具是tRNA，产物是蛋白质。(3)遗传物质主要存在于细胞核中的染色体上，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量。答案(1)DNATACCGAAGAAAG(2)核糖体mRNAtRNA蛋白质(3)细胞核细胞质