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第1、2节 基因指导蛋白质的合成、 基因对性状的控制,梳理备考导航,核糖,尿嘧啶,脱氧核糖,胸腺嘧啶,DNA的一条链,细胞核,4种核糖核苷酸,mRNA,三个相邻碱基,一种氨基酸,多种密码子,61,tRNA,61,酶的合成,蛋白质结构,整合知识体系,自我校对：DNA mRNA 密码子 多肽(或蛋白质) tRNA,一、RNA的结构与分类 1基本单位及组成,_；_；碱基：_；_。,磷酸基团,核糖,A、G、C、U,核糖核苷酸,2结构 一般是_，比DNA短。有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。 3分布 主要在_内合成，通过_进入细胞质。 4分类 (1)mRNA：将遗传信息从_传递到细胞质中。 (2)tRNA：_，识别密码子。 (3)rRNA：_的组成成分。,单链,细胞核,核孔,细胞核,转运氨基酸,核糖体,二、遗传信息的转录和翻译,1试写出与有关的知识,转录,翻译,细胞核,DNA的一条链,mRNA,核糖核苷酸,2.密码子 (1)概念：_上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。 (2)种类：_种。其中决定氨基酸的密码子有_种(_种起始密码子)，_有3种。,mRNA,64,61,2,终止密码子,三、基因、蛋白质与性状之间的关系 1中心法则,DNA的复制；_；翻译；_；_。,转录,RNA复制,逆转录,2基因控制性状 (1)基因通过_来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病。 (2)基因还能通过控制_直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。,控制酶的合成,蛋白质的结构,思考辨析 1若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。( ) 2转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。( ) 3转录时，RNA聚合酶只能起到催化作用，不能识别DNA中特定的碱基序列。( ) 4密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸之间是一一对应的关系。( ),5(2011海南卷，15D)细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。( ) 6(2013海南卷，22C)基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码。( ) 7遗传信息转录的产物只有mRNA。( ),精研核心考点,考点一 基因指导蛋白质的合成过程转录和翻译,典例1 (2013浙江卷，3)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( ),A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 BDNARNA杂交区域中A应与T配对 CmRNA翻译只能得到一条肽链 D该过程发生在真核细胞中,命题思路 以生物图形、情景材料等形式考查转录和翻译的过程，并常结合细胞分裂，DNA复制，基因突变等知识综合命题来考查学生分析问题、解决问题的能力。,信息提取 观察图示：转录未结束已开始翻译，一条RNA上结合多个核糖体。,解题思路 图示表示转录和翻译过程，二者同时发生，应为原核生物，转录过程中DNA解旋是RNA聚合酶的作用，A正确；DNARNA杂交区域中A应与U配对，B错误；mRNA可同时结合多个核糖体，翻译形成多条相同的多肽链。C项错误；在真核细胞中，转录主要在细胞核内进行，翻译在核糖体上进行，二者不能同时进行，D项错误。 答案 A,1转录、翻译过程解读 (1)转录,在RNA聚合酶(图中)的催化作用下，以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则，将核糖核苷酸依次连接形成一个mRNA分子(图中)。三种RNA都是转录形成的。 (2)翻译,一个mRNA可同时结合多个核糖体，在每个核糖体上将tRNA运载来的氨基酸以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的多肽链。 核糖体在mRNA上移动，移动的方向可根据核糖体上多肽链的长短来判断，肽链长的翻译在前。 一个mRNA上不同的核糖体合成相同的多肽链，这些多肽要形成蛋白质还需运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。,2DNA复制、转录和翻译的比较 (1)区别,(2)联系,3基因表达中相关数量的计算 (1)数量关系,(2)计算中“最多”和“最少”的分析 翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 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。,1下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题。,(1)图1中甲的名称为_，乙与丁在结构上的不同点是_。方框内表示该过程进行方向的箭头是_。(填“”或“”) (2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是_(物质名称)。的最终结构是否相同？_(是/否)。 (3)从化学成分角度分析，以下与图2中结构的化学组成最相似的是_。 A大肠杆菌 B噬菌体 C染色体 D烟草花叶病毒,答案：(1)RNA聚合酶 组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖 (2)mRNA 是 (3)D,考点二 中心法则及基因对性状的控制,典例2 (基因控制生物性状)(2015肇庆模拟)人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( ),A基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 B基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状 C一个基因可以控制多种性状 D一个性状可以由多个基因控制,命题思路 本题以人类白化病和苯丙酮尿症为背景，考查了基因对性状的控制途径及基因与性状的数量关系，意在考查考生获取信息分析推理的能力。,解析 苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。 答案 A,1中心法则与生物种类的关系 (1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,(3)中心法则体现了基因的两大基本功能 对遗传信息的传递功能：是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。 对遗传信息的表达功能：是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。,基因与性状并不都是一对一的关系 (1)一般而言，一个基因决定一种性状。 (2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。 (3)有些基因可影响多种性状，如,(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。,2(2015山东日照第三次质检)下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。 青霉素：抑制细菌细胞壁的合成； 环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性； 红霉素：能与核糖体结合以阻止其发挥作用； 利福平：抑制RNA聚合酶的活性。 以下有关说法错误的是( ),A环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程 B除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用 C过程d涉及的氨基酸最多20种、tRNA最多有64种 De过程需要逆转录酶,解析：从图中可以看出，环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，可抑制细菌DNA的复制过程(a过程)；利福平会抑制RNA聚合酶的活性，可抑制细菌的转录过程(b过程)；红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用，可抑制细菌的翻译过程(d过程)。只有青霉素抑制细菌细胞壁的合成，不影响遗传信息传递和表达的作用；另外e过程是逆转录过程，A、B、D都正确。翻译过程涉及的氨基酸最多20种、tRNA最多有61种，C错误。 答案：C,备课札记 _,演练目标课堂,1(2014四川卷，3)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( ) A小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸 B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA C连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n1 D该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等,解析：A项，小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T 4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U 4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U 5种；根据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。,B项，基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时，以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA。C项，将小鼠乳腺细胞进行体外培养(原料中不含32P)，连续分裂n次后，产生的子细胞有2n个，根据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含32P，因此，子细胞中含32P标记的细胞占2/2n，即1/2n1。D项，基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。 答案：C,2(2014江苏卷，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( ) A一个含n个碱基的 DNA 分子，转录的 mRNA 分子的碱基数是n/2 个 B细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板，提高转录效率 CDNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点分别在 DNA 和 RNA 上 D在细胞周期中，mRNA 的种类和含量均不断发生变化,解析：不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，所以mRNA分子的碱基数小于n/2 个。转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。RNA 聚合酶的结合位点也在DNA上。在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA 的种类和含量均不断发生变化。 答案：D,3(2015宁波模拟)图示为DNA分子片段(基因)控制蛋白质的合成过程。下面的说法错误的是( ),A图中包含8种核苷酸 BDNA双链中为模板链 C在链上可以有若干个核糖体同时进行工作 D代表的氨基酸只能由一种特定转运RNA搬运,解析：一种氨基酸可能有多种密码子与之对应，由于密码子与转运RNA上的反密码子一一对应，故一种氨基酸可能被多种转运RNA搬运。 答案：D,4(2015东北四市联考)如图为神经递质合成酶的基因复制、表达的有关过程。下列相关分析中错误的是( ),A图中过程需要模板、原料、酶和能量 B若要提取该基因的mRNA，则可选择口腔上皮细胞作为实验材料 C图中过程一定发生碱基互补配对 D镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,解析：过程为DNA复制过程，该过程需要DNA的两条链为模板、四种游离的脱氧核苷酸为原料，还需要能量(ATP)和DNA聚合酶；由于基因进行选择性表达，口腔上皮细胞中不存在控制合成神经递质合成酶的mRNA；DNA复制、转录及翻译过程均发生碱基的互补配对；镰刀型细胞贫血症是由于基因突变而导致红细胞的血红蛋白分子结构发生改变，这体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。 答案：B,5肠道病毒EV71为单股正链RNA(RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。,据图回答下列问题： (1)图中物质M的合成场所是_；催化、过程的物质N是_。 (2)假定病毒基因组RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C_个。 (3)图中RNA有三方面功能，分别是_。 (4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有_。,(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面， 而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是_，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是_。,解析：(1)图中的物质M是一条多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，其合成的场所是宿主细胞的核糖体；、过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA聚合酶。(2)需要先以RNA为模板合成RNA，再以RNA为模板合成RNA，也相当于合成了一条完整的双链RNA，在这条双链RNA中AU，GC，根据题目中的条件，在病毒RNA中(假设用第1条链来表示)(A1U1)40%，而互补链RNA中(假设用第2条链来表示)(A2U2)(A1U1)40%，所以两条互补链中AU占双链RNA碱基数的比例是AU40%，则GC60%，以病毒基因组RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C 7 500260%9 000(个)。,(3)由图中可以看出RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质；也作为复制的模板形成新的RNA；还是病毒的组成成分之一。(4)EV71病毒感染机体后进入内环境中首先会引发体液免疫产生抗体；病毒进入宿主细胞后，会引发细胞免疫。(5)由于VP4包埋在衣壳内侧不适合作为抗原制成疫苗；由于VP1不受胃液中胃酸的破坏，口服后不会改变其性质，所以更适合制成口服疫苗。,答案：(1)宿主细胞的核糖体 RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶) (2)9 000 (3)翻译的模板、复制的模板、病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫 (5)VP4 VP1,
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