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第19讲 基因控制蛋白质的合成 及与性状的关系,2017备考江苏最新考纲,1.遗传信息的转录和翻译(B)。2.基因与性状的关系(B)。,考点一 遗传信息的转录和翻译(5年9考),自主梳理,1.比较RNA与DNA,DNA,RNA,双,单,RNA,DNA,T,U,T,U,（5）RNA功能 mRNA 合成的直接模板 rRNA 的重要组成成分 tRNA 的转运工具 病毒RNARNA病毒的 酶少数酶为RNA，可降低化学反应的 （起催化作用）,蛋白质,核糖体,氨基酸,遗传物质,活化能,2.遗传信息的转录,（1）概念：以 为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。,DNA的一条链,（2）过程（见下图）,RNA,游离的核糖核苷酸,mRNA,3.遗传信息的翻译,（1）概念：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。 （2）场所或装配机器： 。,核糖体,（3）条件,模板mRNA 原料： 能量：ATP 酶：多种酶 搬运工具：,氨基酸,tRNA,（4）过程,核糖体,tRNA,mRNA,终止密码子,1.高考重组 判断正误,（1）rRNA能参与蛋白质的合成（2015海南高考，11A）（ ） （2）真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子（2014海南高考，T21）（ ） （3）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（2013海南高考，T22C）（ ） （4）克里克提出的中心法则对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论有影响（2013海南高考，T14D）（ ） （5）转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程（2012上海高考，T7B）（ ）,以上内容主要源自教材必修2 P6364遗传信息的转录和翻译。准确界定“遗传信息”、“密码子”“反密码子”等重要概念，把握转录、翻译内涵是解题关键。,2.(必修2 P63P66图4-4和图4-6改编)关于真核细胞有关蛋白质的合成过程，下列分析不正确的是( ),A.细胞质内也可同时存在转录、翻译过程 B.核基因转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合 C.翻译过程中核糖体每次移动三个碱基的位置 D.转录和翻译过程中都遵循了A与U，U与A配对的原则 解析 真核细胞的线粒体、叶绿体内可存在转录和翻译过程；转录过程不存在U与A配对，可存在A与U配对，故D选项不正确。 答案 D,仔细观察下面两图，并思考：,（1）两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？ 提示 图示过程为转录和翻译，两图的区别在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。,（2）大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2? 提示 大肠杆菌为原核生物，只能进行图2过程不能进行图1过程。 （3）两图中af分别是什么物质或结构？ 提示 af依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。,（4）针对图1分析： 图1中翻译方向如何？判断依据是什么？ 图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？ 图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？它们是否具生物学活性？ 提示 方向为从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 意义为少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 图中多条肽链应相同，因为其模板mRNA相同。由于合成的仅是“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，形成特定空间结构后方可具备生物学活性。,跟进题组,题组一 比较DNA与RNA,1.下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是（ ）,A.在细胞内存在的主要部位相同 B.构成的五碳糖不同 C.核苷酸之间的连接方式不同 D.构成的碱基相同 解析 DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；二者的核苷酸的连接方式相同，都是靠磷酸二酯键连接；构成DNA和RNA的碱基不完全相同。 答案 B,2.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DNA B.该生物一定不含DNA而只含RNA C.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,DNA和RNA的区分技巧 （1）DNA和RNA的判断 含有碱基T或脱氧核糖DNA； 含有碱基U或核糖RNA。 （2）单链DNA和双链DNA的判断 若 双链DNA； 若嘌呤嘧啶单链DNA。 （3）DNA和RNA合成的判断 用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。,AT，GC且 AGTC,题组二 比较DNA复制、转录和翻译,3.（2015海南卷，20）关于密码子和反密码子的叙述，正确的是（ ）,A,A.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上 B.密码子位于tRNA上，反密码子位于mRNA上 C.密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上 D.密码子位于rRNA上，反密码子位于mRNA上 解析 mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个相邻的碱基又称作1个密码子，所以密码子位于mRNA上，A正确；每个tRNA上都有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫做反密码子，B、C、D错误。正确答案选A。,4.(多选)如图表示生物体内三个重要的生理活动。据所学知识结合图形可得出的正确结论是( ),A.甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是复制、转录和翻译 B.在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是a和d，b和c C.起始密码子和终止密码子都位于f链上 D.丙图所示的生理过程是从分子1链的B端开始的,解析 甲图表示DNA分子复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程，A正确。根据碱基互补配对原则可知，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d，B错误。起始密码子和终止密码子位于mRNA上，乙图中f链表示mRNA，C正确。由于多肽链n比m长，所以翻译是从分子1链的A端开始的，D错误。 答案 AC,1.DNA复制、转录和翻译的比较（以真核生物为例）,2.巧辨遗传信息、密码子和反密码子 （1）界定遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子,（2）辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子简并性）,可由一种或几种tRNA转运。 一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。 密码子有64种（3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子）；反密码子理论上有61种。,题组三 基因表达的相关计算,5.（2015四川卷，6）M基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是（ ）,A.M基因突变后 ，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加 B.在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接 C.突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同 D.在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与,解析 在基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，基因发生插入突变后，嘌呤碱基数仍会等于嘧啶碱基数，故A错误；在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，B错误；若AAG插入点在密码子之间，突变前后编码的两条肽链，只有1个氨基酸不同，若AAG插入点在某一密码子中，则突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同，故C正确；因与决定氨基酸的密码子配对的反密码子共有61种，故基因表达过程中，最多需要61种tRNA参与，D错误。 答案 C,6.现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后，再人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有（ ）,A.130个 B.260个 C.313个 D.无法确定 解析 此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中最少有573个碱基，又知mRNA中AU313，所以mRNA中GC为573313260（个），故DNA的两条链中GC共有520个，又因双链DNA中GC，即该基因中G至少有260个。 答案 B,基因表达中碱基数量推算方法 （1）DNA和mRNA对应碱基及数量的计算 找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即DNA模板链中AT（或CG）与mRNA中AU（或CG）相等，则（AT）总%（AU）mRNA% （2）基因控制蛋白质合成中的相关计算 DNA（基因）、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：,可见，蛋白质中氨基酸数目 mRNA碱基数目 DNA（或基因）碱基数目。,考点二 中心法则及基因与性状的关系（5年11考）,自主梳理,1.中心法则,（1）总表达式,DNA的复制； ；翻译； ； 。,转录,RNA的复制,RNA逆转录,（2）分别写出下列相关中心法则表达式 写出噬菌体等病毒的中心法则,写出烟草花叶病毒等病毒的中心法则,写出HIV等病毒的中心法则,写出细胞生物（原核细胞、真核细胞）的中心法则,2.基因控制性状的途径,（1）直接控制途径（用文字和箭头表示） （2）间接控制途径（用文字和箭头表示）,蛋白质的结构,酶的合成,代谢过程,（3）基因控制性状的实例,1.(2014海南卷，24)在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( ),A.若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶 B.若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸 C.若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶 D.若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸 解析 若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。,D,本题变式考查了教材必修2 P6869中心法则5项内容，就模板、原料、产物对5项内容进行对应分析是解题关键。,A.过程都需要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行 B.若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中,2.(必修2 P68图47改编)下图表示生物界完整的中心法则，有关叙述不正确的是( ),培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA数目可能是0 C.在蓝藻细胞中，过程可在细胞同一区域同时发生 D.过程发生在某些病毒体内,解析 过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径，但该途径必须发生于寄主细胞而不是病毒体内。 答案 D,跟进题组,题组一 中心法则过程分析,1.（2015重庆卷,5）结合下图分析,下列叙述错误的是（ ）,A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链,解析 生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。 答案 D,2.如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列表述中不恰当的是（ ）,A.正常人体细胞内不会进行4、6、7过程 B.1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料 C.1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与 D.病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程,解析 甲图表示DNA的复制、转录和翻译过程，乙图表示RNA的复制和转录、翻译过程，丙图表示RNA的逆转录、DNA的复制、转录和翻译过程。正常人体细胞内不会进行RNA的复制、转录、翻译和逆转录过程。1、4、6、8过程的产物为RNA，需要核糖核苷酸作为原料，但10过程表示DNA的复制，需要脱氧核糖核苷酸作为原料。1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与。病毒不具有独立代谢的能力，不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程。 答案 B,1.利用图示分类剖析中心法则 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.中心法则各生理过程确认的三大依据,题组二 基因对性状的控制,3.（2015重庆一中月考）豌豆的圆粒和皱粒产生机理如图所示，下列相关叙述正确的是（ ）,A.皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异 B.此题能够表现基因对生物性状的直接控制 C.插入外来DNA序列导致基因数目增加 D.豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状 解析 插入外来DNA序列导致皱粒豌豆的产生属于基因突变，A错误；插入外来DNA序列导致基因结构改变，基因数目没有增加，使淀粉分支酶基因不能表达，能够表现基因对生物性状的间接控制，B、C错误；豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，D正确。 答案 D,4.（2015江苏盐城检测）如图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法不正确的是（ ）,A.过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA B.某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变 C.过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同，所搬运的氨基酸也不相同 D.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致 解析 不同的tRNA有可能搬运相同的氨基酸。,C,基因与性状的关系整合 （1）一个基因 一种性状 （2）一个基因 多种性状 （3）多个基因 一种性状 图解如下,（4）基因对性状控制的复杂性 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 注：若述及的物质并非蛋白质（如植物激素），则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。,易错易混 防范清零,易错清零,易错点1 不能明确密码子“简并性”及其意义。,点拨 密码子与氨基酸远非一一对应的关系，有许多种氨基酸可对应多种密码子（如亮氨酸对应6种密码子，缬氨酸、苏氨酸、丙氨酸等可对应4种密码子），从而导致氨基酸与密码子间的对应关系为“20”对应“61”，此即密码子的“简并性”。这种简并性的意义有二：一为“提高翻译速率”，二为增强翻译过程的“容错性”，从而使得基因发生突变时尽管密码子发生改变，但氨基酸不发生改变，这对维持生物性状的稳定具重要意义。,易错点2 不能诠释基因表达计算中氨基酸RNA中碱基DNA中碱基中“至少”或“最多”，并认为所有细胞中均能进行“复制、转录与翻译”,点拨 （1）基因表达过程中,蛋白质的氨基酸的数目 mRNA的碱基数目 基因中的碱基数目。这个比例关系都是最大值，原因如下： DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。 真核生物基因中存在不编码氨基酸的非编码序列或非转录序列。,转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍多。 （2）并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译： 只有分生组织细胞才能进行“复制（当然也进行转录与翻译）”。 高度分化的细胞只进行转录、翻译、不进行复制。 哺乳动物成熟红细胞“复制、转录、翻译”均不进行。,易错点3 不能准确界定真核生物、原核生物基因表达或误认为真核细胞中转录、翻译均不能“同时”进行。,点拨 （1）凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。 （2）原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。（图示中可显示边产生mRNA边有核糖体与mRNA结合）。 （3）真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体，其转录翻译也存在“同时进行”的局面。,纠错小练,1.（2014江苏单科,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 C.DNA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,答案 D,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RNA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,解析 分析题图可知，该图表示转录和翻译过程；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；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，故D正确。 答案 C,3.（2015安徽安庆三模，5）如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述不正确的是（ ）,A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生 B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的,C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量,由细胞质提供原料 D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5到3端,解析 图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录没有完成的时候翻译过程就可以启动,两个过程能同时发生。图甲、乙都表示转录和翻译过程,所以遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。原核生物没有线粒体，能量只能由细胞质基质提供；真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的。翻译过程的模板链相同，所以每个核糖体合成的多肽链相同，翻译是由核糖体中肽链短的一端向另一端进行的。 答案 C,
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