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1、第三节 基因控制蛋白质的合成,第三节 基因控制蛋白质的合成,基础自主梳理,核心要点突破,实验探究创新,课标领航,知能过关演练,通过本节的学习，我能够 1说明基因和遗传信息的关系。 2概述遗传信息的转录和翻译过程。 3说明遗传密码和中心法则。 4说明基因与性状的关系。 5了解人类基因组计划。,情景导引 听说过“马无夜草不肥”吗？减肥瘦身的人晚上节食效果好，这些都与生物体内的一种促进脂肪堆积的蛋白质BMALI有关，这种蛋白质的量在晚上10点到次日凌晨2 点含量较高，而白天很少，那么生物体内的蛋白质是怎样合成的呢？,基础自主梳理,一、从基因到蛋白质 基因的本质是DNA分子上具有_的片段。基因的遗传表
2、达是通过基因控制_的合成来实现的。 1转录 (1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按_合成RNA的过程。 (2)原料：4种游离的核糖核苷酸。,遗传效应,蛋白质,碱基互补配对原则,(3)过程：,(4)产物：_。 (5)遗传信息的传递方向：_。,RNA,信使RNA,rRNA,DNAmRNA,2翻译 (1)概念：在细胞质中按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成多肽链的过程。 (2)条件：_、_、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与。,mRNA,tRNA,(3 )过程： 起始阶段：mRNA、tRNA与_相结合。 延伸阶段：携带着特定氨基酸的tRNA按照 _原则，识别并进入第 二位置。在
3、酶的作用下，将氨基酸依 次连接，形成多肽链。 终止阶段：识别_，多肽链合成终止并 被释放。,碱基互补配对,终止密码子,核糖体,(4)遗传信息传递方向：mRNA多肽。 (5)遗传密码子 概念：mRNA上决定一个氨基酸的_。 种类：64种。其中有_密码子负责20种氨基酸的编码，其中AUG是真核细胞唯一的起始密码子，有3个是终止密码子，不编码任何氨基酸。,3个相邻的碱基,61个,思考感悟 1转运RNA与氨基酸有怎样的对应关系？ 【提示】 一种转运RNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可由一种到几种转运RNA转运。,二、基因对性状的控制 1中心法则,思考感悟 2所有RNA病毒的遗传信息传递途径都相同吗
4、？试分析原因。 【提示】 不相同。有的RNA病毒可以进行RNA的自我复制，遗传信息由RNA流向RNA；有的RNA病毒内有逆转录酶，可以以RNA为模板合成DNA，即遗传信息由RNA流向DNA。,2基因与性状的关系 (1)生物体的性状：包括生物体所表现出来的_和生理生化特性。 (2)基因与性状的关系：基因控制性状；基因对性状的控制通过控制_而实现。,形态特征,蛋白质的合成,三、人类基因组计划 1人类基因组计划的主要内容是完成人体_条染色体上的全部基因的遗传图、物理图和全部碱基的序列测定。 22003年4月14日，美、日、德、法、英、中6国科学家宣布人类基因组框架图绘制完成，共测出31.647亿个碱
5、基。 3人类基因组序列图绘制完成后，我国生物科学工作者又完成了_等生物的基因组测定。,24,水稻,核心要点突破,特别提醒 少数DNA存在于真核细胞的线粒体、叶绿体及原核细胞的质粒中。 在DNA和RNA中有相同的碱基(A、G、C)，但与之对应的核苷酸种类不同，因为五碳糖不同。,下面是DNA转录中的一个片段，其核苷酸的种类有( ) CTTA GAAU A4种 B5种 C6种 D8种,【思路点拨】 本题考查DNA、RNA的基本组成单位核苷酸的种类，解答本题应明确核酸分为两大类：DNA和RNA。它们的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。组成每种核苷酸的五碳糖不同。 【尝试解答】 _C_,【解析】
6、 上面一条链是DNA模板链，含3种脱氧核苷酸，为腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸；下面一条链是转录产生的信使RNA，含3种核糖核苷酸：鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。,跟踪训练 有三个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条核苷酸长链，它的组成是( ) A1个RNA,2个DNA B3个DNA C1个DNA,2个RNA D3个RNA,解析：选C。根据题意，这三个核酸分子共有5种碱基，8种核苷酸，也就是DNA分子和RNA分子均有。而三个分子共有4条核苷酸链，由于DNA分子是双螺旋(双链)结构，而RNA是单链结构，则这3个分子只能是1个DNA分子和2
7、个RNA分子。,1转录、翻译与DNA复制的比较,2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的关系 (1)区分,(2)对应关系,3遗传信息传递过程中相关成分的数量关系 (1)转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。 (2)翻译时，形成的多肽链数氨基酸数肽键数。 (3)蛋白质中氨基酸数目tRNA数目1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA碱基数目，即,(4)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (5)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。,特别提醒 因DNA(基因)、mRNA
8、上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上终止密码等)，故一般题干中求氨基酸数时有“最多”、求碱基数时有“至少”等字样。 原核细胞中转录和翻译同时进行，即边转录边翻译，而真核细胞中先进行转录，然后mRNA再通过核孔进入细胞质中与核糖体结合进行翻译。 在细胞中的DNA分子上，嘌呤数和嘧啶数一般相等。但整个细胞中，既有DNA，又有RNA，所以，就整个细胞而言，嘌呤数和嘧啶数未必相等。,(2010年高考江苏卷)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
9、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(如图所示)。回答下列问题：,(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“ ”的模板链碱基序列为_。 (2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的开始；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
10、，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_。,【思路点拨】 本题以铁蛋白为载体，考查基因的表达，解答本题可从以下两方面入手： Fe3浓度与铁调节蛋白生理过程的关系。 基因表达中，mRNA上的碱基数与氨基酸数的对应关系。,【尝试解答】 (1)GGU CCACTGACC(CCAGTCACC) (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,【解析】 (1)据图可知，甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA，根据碱基互补配对原则，甘氨酸的密码
11、子是GGU。据图可知，铁蛋白基因中决定“ ”的mRNA链碱基序列为GGUGACUGG，根据碱基互补配对原则，其模板链碱基序列为CCAGTCACC也可以是CCAGTCACC(转录方向与前者相反)。,(2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合，不能沿mRNA移动，从而抑制了翻译的开始；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Fe3对细胞的毒性影响(铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白)，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。,(3)指导铁蛋白合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的
12、密码子(铁应答元件、终止密码等)，故指导铁蛋白合成的mRNA的碱基数远大于3n。 (4)色氨酸的密码子为UGG，亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG，即可由UGG变为UUG，故DNA模板链上的碱基变化是由CA。,跟踪训练 (2011年高考江苏卷)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,解析：选C。转录的场所主要在细胞核，以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料在RNA聚合
13、酶催化下合成一条mRNA；翻译在核糖体上进行，核糖体在mRNA上移动，以mRNA为模板合成一条多肽链，而密码子的简并性增强了密码子的容错性。故A、B、D三项正确，C项错误。,1基因与性状的关系 (1)基因对性状的控制 一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 一些基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,(2)控制生物性状的因素 生物体的有些性状是受单基因控制的，而有些性状不仅由一个基因控制，可能由多个基因来决定(如人的身高、玉米叶绿素的形成)。 (3)性状与基因和环境的关系 生物的性状由基因决定，但还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因
14、型环境条件。,2中心法则 (1)图解,(2)遗传信息的传递途径 DNADNA(或基因基因)：以DNA作为遗传物质的生物的DNA自我复制。 RNARNA：以RNA作为遗传物质的生物的RNA自我复制。 DNARNA：细胞中的转录过程。,RNADNA：少数以RNA作为遗传物质的病毒在宿主细胞中的逆转录过程。 RNA蛋白质：细胞质中核糖体上的翻译过程。 中心法则是对遗传信息的传递过程的概括，是对DNA基本功能的概括，也是对生物遗传物质和性状的关系以及传递途径的概括。,【名师点睛】 逆转录必须在逆转录酶的作用下才能进行。 RNA的复制和逆转录过程，只有极少数的生物能够进行，绝大多数生物不能完成这样的信息传递。,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述)： _
