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1、第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成【高考目标定位】遗传信息的转录和翻译【考纲知识梳理】一、遗传信息的转录1、RNA的结构：（1）基本单位：核糖核苷酸。（2）结构：一般是单链。（3）种类：信使RNA（mRNA）：蛋白质合成的模板。转运RNA（tRNA）：转运氨基酸，形似三叶草的叶。核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分。2、转录场所细胞核、线粒体、叶绿体原料4种游离的核糖核苷酸模板DNA中的一条链配对原则AU、CG、GC、TA产物RNA二、遗传信息的翻译1、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：核糖体。（3
2、）运载工具：tRNA。（4）碱基配对：AU、UA、CG、GC。2、密码子：在mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。共有64种密码子，其中决定氨基酸的密码子有61种，另外三种为终止密码子。3、反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。共有61种。【要点名师精解】一、DNA复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件都需要特定的酶和ATP产物2个双链DNA一个单链RNA（mRNA，tRNA，rRNA）多肽链（或蛋
3、白质）特点边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸碱基配对AT，TA，GC，CGAU，TA，GC，CGAU，UA，CG，GC遗传信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状【例1】DNA复制和转录的共同点是A需要多种酶参与B在细胞核内进行 C遵循碱基互补配对原则D不需要ATP提供能量【解析】DNA复制和转录的共同点是需要多种酶参与、在细胞核内进行、.遵循碱基互补配对原则、需要ATP提供能量。不同点有：原料不同酶不同生成物不同模板不同【答案】ABC 二、基因表达中
4、相关数量计算1、DNA、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的两条链中的一条链为模板，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：综上可知，蛋白质中氨基酸数目=1/3mRNA碱基数目=1/6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）在回答有关问题时，应
5、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指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。【例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分子至少含有碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为（ ）A33 11 B.36 12 C.12 36 D.11 36【解析】一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸。mRNA中，三个碱基决定一个氨基酸，一个氨基酸至少由一种转运RNA来转运。因此，mRNA中含有36个碱基，12个tRNA。【答案】B【感悟高考真题】（2010海南高考）12下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A
6、线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则【答案】D（2010天津高考）2.根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU【解析】mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作1个密码子。据表，mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后的碱基为U；DNA的一条链为TG，另一条链为AC，若DNA转录时的模板链为TG链，则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的
7、模板链为AC链，则mRNA的密码子为UGU。【答案】C（2010江苏高考）34(8分)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，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白一端结合，沿移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。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）浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 ，从而抑制了翻译的起始；浓度高时，
8、铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白能够翻译。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的碱基数远大于3n，主要原因是 (4)若要改造铁蛋白分子，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 。【解析】本题考察了遗传信息的传递过程及同学们的识图能力以及从新情景中获取信息分析问题、解决问题的能力，（1）根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子CCA可以判断甘氨酸的密码子为GGU,甘一色-天对应的密码子为-GGUGACUGG-判断模板链碱基序列为
9、-CCACTGACC-（2）当Fe3+浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答原件结合，使蛋白质的翻译缺少起始代码，从而阻止核糖体在mRNA上移动，遏制铁蛋白的合成，由于Fe3+具有很强的氧化性，因此这种机制技能减少其毒性，又能在其含量较低时减少铁蛋白的合成从而减少细胞内物质和能源的消耗。（3）mRNA并不是所有序列都参与蛋白质的翻译，有一部分是不具有遗传效应的。（4）色氨酸密码子为UUG,对应模式链碱基序列为ACC,当第二个碱基C-A时，此序列对应的密码子变为UUG,恰为亮氨酸密码子。【答案】（1）GGU, -GGUGACUGG- -CCACTGACC- （2）核糖体上的mRNA上的结合于移动 Fe3
10、+ 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（2009广东高考）有关蛋白质合成的叙述，正确的是A. 终止密码子不编码氨基酸B. 每种tRNA只运转一种氨基酸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mRNA上移动【解析】携带遗传信息的，是DNA。【答案】ABD（2009海南高考）有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是 A两种过程都可在细胞核中发生 B两种过程都有酶参与反应 C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 C两种过程都以DNA为模板【答案】C（2009上海高考）某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为11
11、0，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是A. 75对碱基B. 78对碱基C. 90对碱基D. 93对碱基【解析】根据题中条件可知该多肽由30个氨基酸组成，则应为30个密码子再加上终止密码子应为31，编码多肽的基因碱基为316=186，93对碱基。【答案】D（2008上海高考）下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有染色体 中心体 纺锤体 核糖体A BC D【解析】碱基互补配对原则发生在DNA与DNA或DNA与RNA之间进行信息的传递，DNA分子的复制、转录，RNA的翻译、复制都要进行碱基互补配对。【答案】B（2008江苏高考）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描
12、述中正确的是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】读图可知，有4条mRNA链，每条链上有多个核糖体，每个核糖体内合成一条肽链，因此有多条多肽链正在合成；原核生物没有核膜，转录和翻译是同时同地进行，所以转录尚未结束，翻译即已开始，真核生物的转录在细胞核，翻译则在细胞质中；图中所示为一个基因（一条模板链），表达出的则是多条多肽链。【答案】BD。（2008海南高考）下列关于蛋白质代谢的叙述，错误的是A、噬菌体利用细菌的酶合成自身的蛋白质 B、绿色植物可以合成自身所需的蛋白质C、tRNA、mRNA、rR
13、NA都参与蛋白质的合成 D、肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成自身的蛋白质【解析】肺炎双球菌是原核生物，自身具有核糖体可以合成蛋白质。【答案】D【考点精题精练】1. 在信使RNA分子结构中，相邻的碱基G与C之间是通过什么结构连接而成 A3个氢键 B脱氧核糖磷酸基脱氧核糖C核糖磷酸基核糖 D磷酸基核糖磷酸基2. 下列对mRNA的描述，正确的是 AmRNA可作为合成蛋白质的直接模板 BmRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸 CmRNA上有四种脱氧核苷酸、64种密码子、代表20种氨基酸 DmRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用3. 下列关于细胞基因复制与表达的叙述，正确的是A一种密码子可以编码多
14、种氨基酸 B基因的核苷酸顺序能翻译成多肽C基因中增加一个碱基对，只会改变肽链上的一个氨基酸DDNA分子经过复制后，子代DNA分子中（C+T）/（A+G）=14. 下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法错误的是A与在组成上相同的化学基团只有磷酸基，不同的基团只是五碳糖B为启动上述过程必需的有机物，其名称RNA聚合酶，移动的方向从右向左 C上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中D转录完成后，需通过两层生物膜才能与核糖体结合5. 已知某生物体内某种蛋白质分子是由8条肽链构成，在合成该蛋白质过程中产生了6.01021g水。那么，指导该蛋白质合成的基因中至少有多少个脱氧核甘酸对（ B ） A、1248 B、624 C、208 D、4166. 已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止
