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2019_2020學年高中生物第4章基因的表達素能提升課基因表達過程中的相關計算教學案新人教版必修第二冊.docx

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?素能提升課 基因表達過程中的相關計算[核心精要]1.依據:DNA(基因)、mRNA上堿基數目與氨基酸數目之間的關系(1)圖示:(2)規律:蛋白質中氨基酸數目=1/3 mRNA中堿基數目=1/6 DNA(或基因)中堿基數目。(3)計算公式:蛋白質中肽鏈數+肽鍵數=氨基酸數=1/3 mRNA中堿基數=1/6基因中堿基數。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,則mRNA上的堿基數目是蛋白質中氨基酸數目的3倍還要多一些。(2)基因或DNA上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。[對點訓練]1.一個mRNA分子有m個堿基,其中(G+C)有n個;由該mRNA指導合成的蛋白質有兩條肽鏈。則控制該mRNA合成的DNA分子至少含有的(A+T)數、合成蛋白質時最多脫去的水分子數分別是(  )A.m、m/3-1B.m、m/3-2C.2(m-n)、m/3-1D.2(m-n)、m/3-2D [由題意可知,mRNA分子有m個堿基且(G+C)的數目為n,則此mRNA分子中(A+U)的數目為(m-n),控制其合成的DNA分子模板鏈中(A+T)的數目至少為(m-n),整個雙鏈DNA分子中(A+T)的數目至少為2(m-n);由mRNA分子有m個堿基可知,以其為翻譯模板可合成最多含m/3個氨基酸的蛋白質分子,題干中給出此蛋白質分子有兩條肽鏈,脫去的水分子數最多應為m/3-2。]2.某DNA片段轉錄形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數的10%,尿嘧啶(U)占堿基總數的30%,則轉錄出該mRNA的DNA片段中,腺嘌呤(A)所占的比例為(  )A.10%   B.20%C.30% D.40%B [由題意可知,在該mRNA中,A+U=40%,則DNA分子中模板鏈中A+T=40%,則在整個DNA分子中A+T=40%,又知雙鏈DNA中A=T,所以該DNA片段中,A=20%。]3.某蛋白質分子由一條含176個氨基酸的肽鏈構成。下列敘述正確的是(  )A.參與合成該多肽的tRNA最多有61種B.與該多肽合成有關的細胞器只有核糖體C.組成該多肽的氨基酸至少有21種D.該多肽的模板mRNA上決定氨基酸的密碼子最多有64種A [mRNA中密碼子數決定肽鏈中氨基酸的個數,肽鏈中含有176個氨基酸,因此決定氨基酸的密碼子數為176個,64種密碼子中決定氨基酸的密碼子有61種,所以該多肽的模板mRNA上決定氨基酸的密碼子最多有61種;由于密碼子和反密碼子之間堿基互補配對,故參與合成該多肽的tRNA最多有61種;參與合成該多肽的細胞器是核糖體和線粒體;組成該多肽的氨基酸最多有21種。綜上所述,A項正確。]4.已知一個蛋白質分子由4條肽鏈組成,連接蛋白質分子中氨基酸的肽鍵共有396個,翻譯成這個蛋白質分子的mRNA中的U和C共800個,則轉錄成mRNA的DNA分子中,G和A最少共有(  )A.600個 B.1 200個C.800個 D.1 600個B [4條肽鏈有396個肽鍵,說明共有400個氨基酸,則mRNA堿基數至少為400×3=1 200(個),DNA中堿基數至少為400×3×2=2 400(個),又知(G+A)之和為DNA總堿基數的一半,則DNA分子中G和A最少共有1 200個。]5.現代生物工程能夠實現通過已知蛋白質的氨基酸序列來人工合成基因?,F已知人體生長激素共含190個肽鍵(單鏈),假設與其對應的mRNA序列中有A和U共313個,則合成的生長激素基因中G至少有(  )A.130個 B.260個C.313個 D.無法確定B [由題意可知,此蛋白質由191個氨基酸脫水縮合而成,控制其合成的mRNA中最少有573個堿基,又知mRNA中A+U為313個,所以mRNA中G+C為573-313=260(個),故DNA的兩條鏈中G+C共有520個,即該基因中G至少有260個。]6.一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽,則此mRNA分子含有的堿基個數、合成這段多肽需要的tRNA個數及轉錄此mRNA的基因中堿基個數至少依次為(  )A.33 11 66 B.36 12 72C.12 36 72 D.11 36 66B [一條含有11個肽鍵的多肽,則含有12個氨基酸。mRNA中每3個相鄰的堿基決定一個氨基酸;一個氨基酸需要一個tRNA來轉運。因此,mRNA中至少含有36個堿基,至少需要12個tRNA,DNA中至少含有72個堿基。]7.某DNA分子共有1 200對堿基,A+T占46%,其中一條鏈中G和T分別占22%和28%,則由該鏈轉錄的mRNA中G所占比例和其翻譯產物中含氨基酸的數目最多分別是(  )A.32% 400個 B.32% 200個C.18% 200個 D.22% 400個A [DNA分子中A+T占46%,則每條鏈中A+T占46%,G+C占54%。已知一條鏈中G和T分別為22%和28%,則該鏈中A和C分別為18%和32%。則以此鏈為模板轉錄的mRNA中G占32%。由DNA堿基數目∶RNA堿基數目∶氨基酸數目=6∶3∶1可知,其翻譯產物中含氨基酸的數目最多為1200×2÷6=400(個)。]8.下圖表示真核細胞內的三個重要生理過程,請據圖回答下列問題:甲  乙   丙(1)圖甲所示為________過程,從結果分析該過程的特點是________,在正常情況下,甲圖中堿基的排列順序相同的單鏈是________。(2)在圖甲所示的一個DNA分子片段中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占堿基總數的44%,其中一條鏈(a)上的鳥嘌呤占該鏈堿基總數的21%,那么,對應的另一條互補鏈(b)上的鳥嘌呤占b鏈堿基總數的比例是________。(3)在玉米的葉肉細胞中能發生過程乙的場所有_____________;過程乙________(填“能”或“不能”)發生在哺乳動物成熟的紅細胞中。(4)圖乙中f的堿基種類與圖丙中的________相同,圖乙中的RNA聚合酶結合位點位于分子________上,起始密碼和終止密碼位于圖乙中的________分子上。(填字母)。(5)如果圖丙中的k由351個基本單位構成,則對應合成完整的n鏈,最多需要脫掉________個水分子。[解析] (1)DNA復制以DNA的兩條鏈為模板,轉錄以DNA的一條鏈為模板,翻譯以mRNA為模板。故甲、乙、丙分別表示DNA復制、轉錄、翻譯過程。a和d分別是親代DNA分子的兩條鏈,二者的堿基序列呈互補關系,因此a和c、b和d上的堿基序列相同。(2)整個DNA分子中(A+T)占44%,則(G+C)占56%,其中一條鏈上(G+C)也占該鏈堿基總數的56%,又因為其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數的21%,所以與a鏈對應的互補鏈(b)上的G占b鏈堿基總數的比例為56%-21%=35%。(3)玉米的葉肉細胞中能發生轉錄的場所包括細胞核、線粒體和葉綠體;哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核和細胞器,不會發生過程乙。(4)圖乙中f是RNA,圖丙中k是mRNA,二者堿基種類相同;轉錄時RNA聚合酶與DNA模板鏈上的特定位點結合啟動轉錄過程,密碼子位于mRNA上。(5)k鏈由351個基本單位構成,則最多對應117個密碼子,最多對應117個氨基酸,脫掉116個水分子。[答案] (1)DNA復制 半保留復制 a和c、b和d (2)35% (3)細胞核、線粒體、葉綠體 不能 (4)k e f (5)116
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