资源描述
,第20课时基因指导蛋白质的合成及对性状的控制,一、DNA和RNARNA的结构、种类和功能,核糖核苷酸,A、U、C、G,单,mRNA,模板,转运RNA,rRNA,核糖体,催化,想一想1结合中心法则考虑DNA、RNA产生的途径有哪些？_【答案】产生DNA的途径有DNA复制和逆转录，产生RNA的途径有RNA复制和转录。2DNA和RNA在真核细胞中存在部位有何区别？_【答案】共有细胞结构细胞核、叶绿体和线粒体，而RNA可存在于核糖体中。,3若某生物全部核酸中嘌呤嘧啶，则可能是哪类生物？不可能是哪类生物？_【答案】可能是细胞生物或RNA病毒，不可能是DNA类病毒，如噬菌体等。4若某生物遗传物质中嘌呤嘧啶，则可能是哪类生物？不可能是哪类生物？_【答案】可能是RNA类病毒，如HIV、SARS、烟草花叶病毒等；不可能是细胞生物和DNA类病毒。,5若某些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，推断可能的核酸情况。_【答案】1个DNA分子2个RNA分子。,判一判1若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA()【答案】2若AT、CG，则为单链DNA；若AT、CG，则一般认为是双链DNA()【答案】3若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA()【答案】4要确定是DNA还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率()【答案】,练一练经测定，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()A.双链DNA、单链DNA、RNAB单链DNA、双链DNA、RNAC双链DNA、RNA、单链DNADRNA、单链DNA、双链DNA【答案】B,二、遗传信息的转录和翻译1比较,细胞核,核糖体,mRNA,核糖核苷酸,氨基酸,tRNA,U,T,U,U,2密码子和反密码子(1)密码子存在于_上，共有_种。决定氨基酸的密码子有_种；终止密码子有_种，不决定氨基酸；起始密码子有_种，决定氨基酸。,mRNA,64,61,3,2,(2)反密码子存在于_上(如下图),tRNA,61,T,判一判(1)DNA是蛋白质合成的直接模板()【答案】【解析】mRNA是翻译的直接模板。(2)每种氨基酸仅由一种密码子编码()【答案】【解析】密码子有简并性，即每种氨基酸可由一种或几种密码子决定。(3)DNA复制就是基因表达的过程()【答案】【解析】基因表达是指转录、翻译的过程。,三、中心法则的提出及发展1提出人：_。2完善的中心法则内容(用简式表示)【答案】,克里克,3最初提出的内容包括_、转录和_，补充完善的内容为RNA复制和_。4RNA的自我复制和逆转录只发生在_病毒在宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有_的参与。高等动植物体内只能发生另外三条途径。,DNA复制,翻译,逆转录,RNA,逆转录酶,四、基因、蛋白质与性状的关系1基因对性状的控制,规律色素等非蛋白质类物质体现生物性状都属于间接控制途径。,2基因与性状的关系,1教材第63页图44转录过程图解。2教材第65页学会使用密码子表并关注特殊密码子及与氨基酸的关系。3教材第62页图41，教材第63页图43和教材第66页图45，借图识别不同RNA及五碳糖。4教材第66页图46蛋白质合成示意图。5教材第67页图示及左边小字部分。6教材第71页技能训练。7经典好题：教材第67页中“二拓展题”，教材第77页一中识图作答题和教材第78页“四”中第1题。,【答案】DNA密码子mRNArRNAmRNAtRNA翻译,【典例引领】1关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性【答案】C,考点60提升分析推断能力基因指导蛋白质合成的过程转录和翻译,【解析】转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。,排雷(1)基因表达的含义：包括转录和翻译两个过程，表达的产物为蛋白质(包括结构蛋白和有催化作用的酶)。(2)转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。(3)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。,【考点剖析】1转录、翻译过程中有关图形解读(1)转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录(如图甲)。,(2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如图乙)。提醒碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子，故AU、UA配对，不能出现T。一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。,(3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图,数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从左向右(如图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。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。提醒图示中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。,2转录、翻译过程中碱基互补配对关系,提醒(1)决定氨基酸的三个碱基应为mRNA上的密码子，查密码子表也以此为依据。(2)数密码子个数的规则：从左向右；每相邻的3个碱基构成1个密码子；不能重叠数，即第二个密码子必须为第46个碱基。(3)示例：图示mRNA中包含三个遗传密码子，分别为UAG、CUA、GAA。,【答案】C,【解析】图中核糖体从右向左移动；多聚核糖体是一条信使RNA上结合多个核糖体，合成肽链相同；合成某条肽链时脱去了100个分子的水，则共有肽键100个，每个肽键有一个O原子，故该肽链中至少含有102个O原子；细胞中核糖体越多，单位时间内合成的肽链越多。,【典例引领】2(经典易错题)某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基B78对碱基C90对碱基D93对碱基【答案】D,考点61提升计算能力基因指导蛋白质合成的有关计算,【解析】设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量110m18(m1)2778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。排雷基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目参加转移的tRNA数目1/3mRNA的碱基数目1/6基因中的碱基数。这个比例关系都是最大值，原因如下：(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。(2)在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。(3)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的6倍多。,【考点剖析】1转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中AT(或CG)与mRNA分子中UA(或CG)相等。2翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。,3蛋白质的有关计算(1)蛋白质中氨基酸的数目肽键数肽链数。(肽键数失去的水分子数)(2)蛋白质平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数(肽键数18)。(3)若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量n/6a18(n/6m)，若改为n个碱基对，则公式为n/3a18(n/3m)。提醒解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数，是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。,【对位训练】2(高考改编题)一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为()A331166B361272C123672D113666【答案】B,【典例引领】3(原创题)下图为中心法则图解。下列有关的叙述中，正确的是()A过程只发生在含有逆转录酶的病毒中B转基因生物中能够体现过程C过程中都能发生碱基互补配对D过程中碱基互补配对时，遵循AU、UA、CG、GC的原则【答案】C,考点62提升识图析图及分析推断能力中心法则解读,排雷(1)DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。含有逆转录酶的生物只有病毒，病毒只有在其宿主细胞中才能发生逆转录过程，在病毒中不能发生逆转录过程。现有的转基因生物是细胞生物，只能发生复制、转录和翻译过程，不能发生逆转录和RNA分子的复制过程。逆转录时，遵循AT、UA、CG、GC的配对原则。(2)大分子有机物DNA、mRNA与蛋白质的核苷酸或氨基酸序列，都可蕴含遗传信息，但小分子的氨基酸、核苷酸就不能蕴含遗传信息。,(3)中心法则中每一过程能准确进行，主要取决于两个方面：前者为后者的产生提供了一个标准化的模板，严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。(4)需解旋酶的过程转录和DNA复制，需RNA聚合酶的过程转录和RNA复制，需DNA聚合酶的过程逆转录和DNA复制。,【考点剖析】1中心法则图解,2中心法则五个过程的比较,3.识图析图,解读：(1)图示中1、8为转录过程，2、5、9为翻译过程，3、10为DNA复制过程，4、6为RNA复制过程，7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。注意(1)逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。(2)根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸)即可确定为DNA复制(转录)。,【对位训练】3(高考改编题)中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。,(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表达)：_；_。,(7)如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管分别模拟上图中哪个过程？_；_；_；_；_。,遗传信息、密码子和反密码子的区别与联系(1)含义及作用遗传信息：基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，决定氨基酸的排列顺序。反密码子：与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基，起识别密码子的作用。,基因控制蛋白质合成,(2)联系遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，可传递到mRNA的核糖核苷酸上。mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子与密码子互补配对，在翻译中起作用。(3)对应关系,典例铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、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：,(2)Fe3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)GGUCCACTGACC(2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列(4)CA体会解答此题关键是能够准确结合图像理解基因表达过程及基本概念(遗传信息、密码子与反密码子)的内涵和外延。由此提醒考生要充分利用教材中过程图像直观地表达和理解相关生理过程。,对中心法则相关知识模糊不清,A可发生在人体健康细胞中B青霉素和利福平能抑制DNA的复制C结核杆菌的和都发生在细胞质中D环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和【答案】D【解析】不同抗菌药物的抗菌机理不同，青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，红霉素能抑制翻译过程，中心法则中的和发生在以RNA为遗传物质的病毒在宿主细胞内的增殖过程中，人体的健康细胞中是不存在该过程的。,错因分析本题易错之处有三：一是混淆原核细胞与病毒遗传信息在增殖过程中的异同，误选C；二是不能将表格中的抗菌机理与中心法则中的DNA复制、转录和翻译有机联系起来，误选B；三是不清楚不同生物遗传信息传递与表达的途径有所不同，误选A。,纠错笔记(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。(2)RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。(3)进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(4)需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作模板)和转录(DNA一条链作模板)。,纠错训练用链霉素或新霉素，可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译成多肽，说明()A遗传信息可从RNA流向DNAB遗传信息可从蛋白质流向DNAC遗传信息可从DNA流向蛋白质D遗传信息可从RNA流向蛋白质【答案】C,1(2013珠海高三期末质检)下列有关RNA的叙述中错误的是()A有的RNA具有生物催化作用B相同的mRNA可以出现在不同的细胞中CRNA聚合酶可以与DNA结合并催化转录过程DmRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应【答案】D,题组一关于RNA的考查,2(2015届青岛高三一模)科学家在研究中发现，给小鼠喂养某种食物后，在小鼠的血清中检测到了来自该食物的微小RNA，这种RNA虽然不能编码蛋白质，但它可以与小鼠Lin4基因产生的mRNA结合，并抑制它的功能，最终引起机体患病。下列说法正确的是()A微小RNA与小鼠mRNA的结合很可能借助细胞内DNA连接酶的作用B微小RNA不能编码蛋白质，很可能是因为它缺乏终止密码子CLin4基因所产生的mRNA在细胞中的功能是产生某种酶D微小RNA是通过阻止Lin4基因的翻译过程来抑制该基因的功能【答案】D,【解析】DNA连接酶，连接的是双链DNA，所以微小RNA与小鼠mRNA的结合不可能借助细胞内DNA连接酶的作用；微小RNA不能编码蛋白质，很可能是因为它缺乏起始密码子，或缺少酶结合的位点；Lin4基因所产生的mRNA在细胞中的功能是产生某种蛋白质，不能确定是酶；微小RNA与小鼠Lin4基因产生的mRNA结合，并抑制它的功能，所以是阻止Lin4基因的翻译过程来抑制该基因的功能。,3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一种转运RNA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,题组二核心概念密码子、反密码子的考查,4(经典易错题)已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A20个B15个C16个D18个【答案】C,5(2015届清远期末)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是()A正常情况下，有细胞结构的生物都能进行过程B过程中碱基配对的方式相同C唾液腺细胞内发生的过程需要三种RNA的共同参与D成熟mRNA中的碱基数与多肽链中的氨基酸数之比大于31【答案】A,题组三中心法则的考查,6(2015届惠州高三调研)如图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列说法错误的是(),题组四转录、翻译过程的考查,A图中表示基因，主要位于染色体上B图中表示转录，该过程中碱基配对方式与DNA复制过程中有所不同C图中表示翻译，该过程离不开D图中中的密码子决定其携带的氨基酸的种类【答案】D,7阅读下图，回答问题：(1)乙图过程发生的场所是_，GGU称为_。(2)合成的场所是_，丙图中的名称为_。(3)从图中可以看出，tRNA与氨基酸结合的过程中可能有_生成。,(4)细胞中分子比分子_(填“大”或“小”)得多，分子结构也很特别。(5)在整个翻译过程中，下列事件发生的先后顺序是_。tRNA与氨基酸的结合氨基酸与下一个氨基酸形成肽键tRNA与氨基酸分离(6)图示tRNA中，G和C的数目是否相等？_。从图中还可以看出tRNA具有_和_的功能。【答案】(1)核糖体反密码子(2)细胞核腺嘌呤(3)水(4)小(5)(6)不一定识别携带氨基酸,
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