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1、第21讲基因指导蛋白质的合成及对性状的控制,走进高考第一关:教材关,基因的表达 基因指导蛋白质合成 过程 转录 场所:_(主要) 模板:DNA片段(基因)的一条链 原料:四种游离的_和_ 产物:RNA 翻译 场所:细胞质中的_ 模板:_ 原料:20种氨基酸,细胞核,核糖核苷酸,RNA聚合酶,核糖体,mRNA,碱基与氨基酸之间的关系:3个碱基(1个密码子)决定一个氨基酸 搬运工:_(有反密码子) 产物:蛋白质 中心法则(信息流): 基因对性状的控制 单基因对性状的,tRNA,逆转录,控制:基因控制酶控制代谢蛋白质的结构控制_ 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境 相互作用 控制 生物体性状 细
2、胞质基因细胞质遗传(表现为_)遗传,性状,母系,解读高考第二关:考点关,考点1DNA与RNA的比较,总结提升: DNA与RNA的判定方法 若有核糖,一定为RNA;若有脱氧核糖,一定为DNA 若含T,一定为DNA;若含U,一定为RNA所以用放射性同位素标记T或U,可探知DNA或RNA,若大量利用T,可认为进行DNA的合成;若大量利用U,可认为进行RNA的合成 若嘌呤嘧啶,肯定不是双链DNA(如果含有T则可能为单链DNA,否则可能为RNA)但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧啶,则可能既有双链DNA又有RNA,例析1下列关于生物体内DNA和RNA有关叙述错误的是( ) A.DNA和RNA组成元素都只有CH
3、ONP五种 B.在人体中,由A,T,U三种碱基构成的核苷酸种类是4种 C.DNA具有双螺旋结构,RNA则不具有此结构,所以生物界只以DNA做遗传物质,有利于遗传信息的稳定传递 D.用3H标记的胸苷和3H标记的尿苷分别处理活的洋葱根尖,一段时间后检测放射性,前者只部分细胞具有放射性,后者可见于所有细胞,解析:核酸由CHONP五种元素组成,其基本组成单位为核苷酸,构成DNA的核苷酸由脱氧核糖磷酸碱基(ATCG)组成,构成RNA的核苷酸由核糖和磷酸及碱基(AUCG)组成前者称脱氧核糖核苷酸,后者,称核糖核苷酸,所以B项中可构成两种脱氧核苷酸和两种核糖核苷酸DNA分子是由双链构成的双螺旋结构,有利于遗
4、传信息的稳定遗传RNA单链不利于保持遗传物质的稳定性,但少数病毒仍以RNA做为遗传物质胸苷是合成DNA的原料,所以在分裂的细胞中进行DNA复制时才会用到而任何活的细胞在合成蛋白质时总要用到由尿苷参与合成的RNA,所以D项正确,答案:C,互动探究1:对于下列图解,正确的说法有( ) 表示DNA复制过程表示DNA转录过程共有5种碱基共有8种核苷酸共有5种核苷酸A均代表同一种核苷酸,A. B. C. D.,解析:由图可知,此过程是DNA转录过程,整个过程涉及5种碱基:ATCGU,但由于组成DNA和RNA的五碳糖不同,故分别有4种核苷酸,共8种核苷酸,答案:C,考点2DNA分子的复制转录翻译的比较,特
5、别提醒:遗传信息密码子反密码子: 遗传信息是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序 密码子是mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基密码子共64种,但决定氨基酸的只有61种 反密码子是tRNA的反密码环上能与mRNA的密码子互补配对的三个相邻碱基,因此tRNA有61种 每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运;但一种密码子只能决定一种氨基酸,且一种tRNA只能转运一种氨基酸,例析2-1(2009广东,25)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 C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D.核糖体可在m
6、RNA上移动,解析:终止密码子不编码氨基酸,所以A项对;每种tRNA只转运一种氨基酸,所以B项对;遗传信息储存在DNA中,tRNA的密码子不携带遗传信息,所以C项错;核糖体可在mRNA上移动,所以D项对,答案:ABD,方法技巧: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 转录RNA有3类,但携带遗传信息的只有mRNA 翻译发生的场所:原核生物转录发生的场所即是翻译发生的场所,这种情况也可以发生在真核生物的线粒体和叶绿体,真核生物的核基因的转录发生在核内,翻译则发生在细胞质内的核糖体上 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
7、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蛋白质,但不能认为原核生物缺少上述两种细胞器就不能进行对多肽的加工(例如糖蛋白的合成),例析2-2下图为原核细胞中转录翻译的示意图据图判断,下列描述中正确的是(多选)( ) A.图中表示4条多肽链正在合成 B.转录尚未结束,翻译即已开始 C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链,解析:图中的4条链是4条结合了多核糖体的mRNA,而不是4条多肽链;由图可知,原核细胞的转录和翻译是同时进行的;在合成多肽链过程中,每个核糖体均可以同时合成一条多肽链,大大提高了蛋白质的合成
8、速率,答案:BD,互动探究2-1:DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表,则tRNA(CGU)所携带的氨基酸是 ( ) TTT CGT ACG TGC 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 A.赖氨酸 B.丙氨酸 C.半胱氨酸 D.苏氨酸,解析:考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律根据碱基互补配对原则,DNA分子模板链上的碱基序列,与mRNA上碱基序列互补,mRNA上碱基序列与tRNA头部特定的三个碱基互补,因此,tRNA碱基序列与DNA分子模板链上的碱基序列相同(U用T代替即可)故tRNA为CGU时,对应的DNA模板链的碱基序列为CGT,即丙氨酸,答案:B,互动探究2
9、-2:如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸),下列叙述正确的是( ) A.能给该过程提供遗传信息的只能是DNA B.该过程合成的产物一定是酶或激素 C.有多少个密码子,就有多少个反密码子与之对应 D.该过程有水产生,解析:翻译的直接模板是mRNA而不是DNA,A项不对;翻译的产物是多肽,经加工后形成蛋白质,而酶与激素不都是蛋白质,B项不对;终止密码子不与氨基酸对应,所以没有与终止密码子对应的反密码子,C项也不对;氨基酸脱水缩合形成多肽,D项正确,答案:D,考点3基因表达中相关数量计算 1.基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系 转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链
10、则不能转录基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2,2.mRNA中碱基数与氨基酸的关系 翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3列关系式如下: 蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目= mRNA碱基数目= DNA(或基因)碱基数目,3.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 (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
11、有关问题时,应加上最多或最少等字 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 (4)蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数(肽键数=脱去的水分子数),特别提醒: 做题时应看清是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个数 DNA(或基因)中的碱基对数：密码子个数：氨基酸个数=3：1:1,例析3一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链则其模板DNA分子的A+T数合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是( ) A.mm/3-1 B.mm/3-2 C.2(m-n)m/3-
12、1 D.2(m-n)m/3-2,解析:由mRNA分子有m个碱基且G+C=n可知,此mRNA分子中A+U=m-n,控制其合成的DNA分子模板链中T+A=m-n个,模板DNA分子中A+T=2(m-n)个;由mRNA分子有m个碱基可知,其模板DNA分子中有2m个碱基,能控制合成含2m/6个氨基酸的蛋白质分子题中给出,此蛋白质分 子有两条肽链,脱水分子数应为m/3-2,答案:D,互动探究3-1:下列有关图中的生理过程(图中代表核糖体,代表多肽链)的叙述中,不正确的是( ) A.图中所示的生理过程主要有转录和翻译 B.链中(A+T)/(G+C)的比值与链中此项比值相同 C.一种细菌的由480个核苷酸组成
13、,它所编码的蛋白质的长度一定为160个氨基酸 D.遗传信息由传递到需要RNA作工具,解析:,答案:C,方法技巧:由题干可获取的主要信息有:(1)DNA双链解螺旋,以链为模板合成链;(2)链含有U为RNA;(3)与结合后以为模板形成解答本题首先要读懂图解,结合转录翻译过程,然后逐项分析作出选择,互动探究3-2:一段原核生物的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( ) A.32;11;66 B.36;12;72 C.12;36;24 D.11;36;72,解析:此多肽含有11
14、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123=36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362=72,答案:B,考点4中心法则的理解与分析 1.中心法则的内容图解 图解表示出遗传信息传递的5个途径:,(1)a表示DNADNA(或基因到基因):主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程,表示遗传信息的传递 (2)b表示DNARNA:主要发生在细胞核中的转录过程 (3)c表示RNA蛋白质:发生在细胞质核糖体上的翻译过程,b,c共同完成遗传信息的表达 (4)d表示RNADNA
15、:SARS病毒HIV病毒等少数RNA病毒在宿主细胞内的逆转录过程 (5)e表示RNARNA:以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程,特别提醒:图中d(RNADNA的逆转录)和e(RNARNA的RNA自我复制)过程,在病毒单独存在时不能进行,只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才发生 逆转录需要逆转录酶催化,逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶,它能以已知的mRNA为模板合成目的基因这是获得目的基因的重要手段 中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则,2.中心法则与基因表达的关系,(1)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. (2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能,发生在个体的发育过程中,例析4关于生物的信息流的说法错误的是( ),互动探究4:在生物体内性状的表达一般遵循DNARNA蛋白质的表达原则,下面是几种与此有关的说法,不正确的是( ) A.在细胞的一生中,DNA一般是不变的,RNA和蛋白质分子是变化的 B.DNARNA是在细胞核中完成的,RNA蛋白质是在细胞质中完成的 C.
