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1、考 纲 下 载 1遗传信息的转录和翻译 2基因与性状的关系 3中心法则的内容及其应用 ,第四章 基因的表达,热 点 提 示 1遗传信息的转录和翻译过程及相关计算 2基因与DNA、染色体、遗传信息的关系 3中心法则的内容及相关内容的区别、联系和应用 4基因与蛋白质及性状的关系,第1、2节 基因指导蛋白质的合成 基因对性状的控制,答案： 核糖核苷酸 A、U、C、G 核糖 单 mRNA 转运RNA 核糖体RNA(rRNA),想一想：三种RNA都携带遗传信息吗？ 答案：三种RNA中只有mRNA携带遗传信息，mRNA在翻译过程中起模板的作用。其余二种RNA分别为核糖体的成分和作为运载氨基酸的工具。,答案
2、： 细胞核 DNA RNA 细胞核 DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸 RNA(主要是mRNA) AU TA,看一看：DNA的转录和复制的主要区别有哪些？ 答案：转录是以DNA的一条链为模板，形成的是一个单链RNA。 复制是以DNA分子的两条链为模板，形成的是两个双链DNA。,答案: 氨基酸 mRNA 一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 mRNA 20种游离的氨基酸 蛋白质(或多肽链) tRNA AU、UA、CG、GC,议一议：若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定反映到蛋白质结构上？ 答案：不一定，因为密码子有简并性。,答案: mRNA 一个密码子 mRNA 64 61 3,
3、答案: tRNA mRNA 密码子 反密码子 tRNA 61,答案: 克里克和沃森,答案: 代谢 蛋白质 基因 环境条件,答案: 细胞质基因 叶绿体基因 想一想：中心法则中几个生理过程准确进行的原因是什么？ 答案：前者为后者的产生提供了一个精确模板。 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。,遗传密码的破译(人民教育版) (1)遗传密码的阅读方式 非重叠的阅读方式：以3个碱基决定1个氨基酸，依次阅读。 重叠的阅读方式：同一个碱基，被不同密码重复读取，解读出不同的含义。,(2)克里克的实验证据 克里克以T4噬菌体为实验材料。实验发现：a.在相关的碱基序列中增加或删除一个
4、碱基，无法产生正常功能的蛋白质；b.增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质。实验证明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有间隔。,(3)遗传密码对应规则的发现 尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术 方法：每个试管中分别加入一种氨基酸，加入除去DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。结论：尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。 后续研究：科学家沿着蛋白质体外合成的思路，破译出全部的密码子，并编制出了密码子表。,1. 密码子及其特点 【提示】概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个
5、相邻碱基。,2反密码子的特点及种类 【提示】概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。 特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U。 种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应。,1三者的区别,2. 联系,对细胞结构生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转 录和翻译则发生于细胞分裂、分化等过程。 DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射 性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。 复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒 体、拟核、质粒等部位。,特别提醒：,转
6、录出的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。 一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。 从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。,1在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是( ) ADNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则 B核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行 翻译过程 CRNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是 以mRNA为模板 DDNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核 糖核苷酸、氨基酸,解析：DNA复制是以DNA的两条链为模板进行
7、的，转录是以DNA的一条链为模板进行的；组成DNA、RNA、蛋白质的基本单位分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，因此，复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。 答案：C,1区别,2.联系 (1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。 (2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。,3对应关系,密码子、tRNA与氨基酸的数量对应关系为：一种氨基酸可有多种密码子，可由多种tRNA来运输，而一种密码子只决定一种氨基酸，一种tRNA只运输一种氨基酸。,提别提醒：,2(2010烟台模
8、拟)下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是( ) A遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基 构成相同 B遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或 rRNA上，碱基构成相同 C遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同 D遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基 构成不同,解析：遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA，mRNA上具有密码子，tRNA具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基不同。 答案：D,1中心法则的理解与
9、分析,图解表示出遗传信息的传递有5个过程。 (1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。 中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。,特别提醒：,(3)中心法则与基因表达的关系,DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。 DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。,2基因对性状控制的方式 (1)直接途径：基因 蛋白质结构 生物性状， 如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。 (2)间接途径：基因 酶的合成 细胞代谢 生物性状，
10、如白化病、豌豆的粒形。,3基因与性状的对应关系 (1)一般而言，一个基因只决定一种性状。 (2)生物体的一个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)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。,4等位基因和性状的关系,5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。,生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。 基因控制生物体的性状，但性状的形成同
11、时还受到环境的影响。,特别提醒：,3如图所示的过程，下列说法错误的是( ),A正常情况下，在动植物细胞中都不可能发生 B过程的产物相同，催化的酶也相同 C真核细胞中，进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿 体；进行的场所为核糖体 D所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨 基酸 解析：图中是逆转录过程，除需DNA聚合酶外，还需要特定的逆转录酶。 答案：B,4(2010广州模拟)下列关于基因与性状关系的叙述，错误 的是( ) A一对相对性状可由多对基因控制 B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状 C隐性基因控制的性状不一定得到表现 D基因型相同，表现型就相同 解析：基因与性状的关系是：基因型与环
12、境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。 答案：D,1DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系 在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链，因此，DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为(如图)：,综上可知：蛋白质中氨基酸数目1/3mRNA碱基数目1/6DNA(或基因)碱基数目。,2计算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (
13、2)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。 (3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。 如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有 个氨基酸。,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。,特别提醒：,5一段原核生物的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个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数，依次为( ) A32；11；66 B36；12；72 C12；36；24 D11；
14、36；72,解析：此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少12个，mRNA上的碱基数至少为12336个；决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个；因为mRNA中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36272个。 答案：B,【例1】 (广东)有关蛋白质合成的叙述，正确的是(多选)( ) A终止密码子不编码氨基酸 B每种tRNA只转运一种氨基酸 CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D核糖体可在mRNA上移动,思路点拨：本题考查蛋白质的合成过程，意在考查考生对翻译过程的充分理解。A项正确，64个密码子中有3个是终止密码子，不决定氨
15、基酸。B项正确，每种tRNA只转运一种氨基酸，但一种氨基酸可被一种或多种tRNA转运。C错误，决定氨基酸序列的遗传信息通常是在DNA分子上。 自主解答：_ 答案：ABD,【例2】 (2009上海，17)某条多肽的相对分子质量为2 778， 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,思路点拨：根据题中条件可知，该多肽由30个氨基酸组成，如考虑终止密码子，则控制合成该肽链的密码子共31个，编码多肽的基因碱基数为316186，共93对碱基。 自主解答：_ 答案：D,(2009浙江高考)正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚裂解酶(G酶)，体液中的H2S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为BB的小鼠，通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了一只基因型为BB的雄性小鼠 (B表示具有B基因，B表示去除了B基因，B和B不是显隐性关系)。请回答：,(1)现提供正常小鼠和一只BB雄性小鼠，欲选育BB雌性小鼠，请用遗传图解表示选育过程(遗传图解中表现型不作要求)。 (2)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的_上进行，通过tRNA上的_与mRNA上的碱基识别，将
