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1、第第18讲遗传信息的表达信息的表达RNA和蛋白和蛋白质的合成的合成本讲目录本讲目录回回归归教教材材夯夯实实基基础础知知能能演演练练强强化化闯闯关关高高频频考考点点深深度度剖剖析析易易错错辨辨析析技技法法提提升升目录目录回回 归归 教教 材材夯夯 实实 基基 础础一、一、DNA的功能的功能1携携带遗传信息：以自身信息：以自身为模板，半保留复制，保持模板，半保留复制，保持_的的稳定性。定性。2根据它所根据它所贮存的存的遗传信息决定信息决定_的的结构。构。二、二、转录1RNA的的结构构(1)基本基本单位：位：_,由磷酸、五碳糖由磷酸、五碳糖(核糖核糖),含含氮碱基氮碱基(_)组成。成。(2)结构：一
2、般是构：一般是单链结构。构。遗传信息信息蛋白蛋白质核糖核苷酸核糖核苷酸A、U、G、C目录目录(3)种种类：信使信使RNA(mRNA)：蛋白：蛋白质合成的模板。合成的模板。转运运RNA(tRNA)：转运氨基酸，形似三叶草的叶。运氨基酸，形似三叶草的叶。_ (rRNA)：核糖体的：核糖体的组成成分。成成分。2概念：概念：遗传信息由信息由_传递到到_上的上的过程，程，结果是形成果是形成RNA。3场所：所：主要在主要在_中。中。4过程程(1)结合：合：RNA聚合聚合酶酶与与DNA分子的某一启分子的某一启动部位部位结合。合。(2)解旋：一个或者几个基因的解旋：一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开。片
3、段的双螺旋解开。核糖体核糖体RNADNARNA细胞核胞核目录目录(3)配配对：以其中的一条：以其中的一条链为模板，游离的核糖核苷酸碱基模板，游离的核糖核苷酸碱基与与_上的碱基配上的碱基配对。(4)连接：相接：相邻的核糖核苷酸通的核糖核苷酸通过_聚合形成聚合形成RNA分子。分子。5条件条件(1)原料：原料：4种游离的核糖核苷酸。种游离的核糖核苷酸。(2)酶酶：_。(3)能量：能量：ATP。(4)模板：模板：_。DNA模板模板链磷酸二磷酸二酯键RNA聚合聚合酶酶DNA的一条的一条链目录目录想一想想一想1DNA分分子子上上所所有有的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列列顺序序都都叫叫遗传信信息息，这句句话对
4、吗？为什么？什么？【提示提示】 不不对。基因所在的。基因所在的DNA片段的两条片段的两条链，只有一条，只有一条携携带遗传信息，信息，DNA链中的一条中的一条链对某个基因来某个基因来说是信息是信息链，而，而对另一个基因来另一个基因来说可能是非信息可能是非信息链。目录目录三、翻三、翻译1场所：所：_。2过程程(1)起始：核糖体沿起始：核糖体沿mRNA运行。运行。(2)延伸：在运行中核糖体延伸：在运行中核糖体认读_上决定氨基酸种上决定氨基酸种类的密的密码，选择相相应的氨基酸，由的氨基酸，由对应的的tRNA转运，加到运，加到延伸中的延伸中的肽链上。多上。多肽链合成合成时，在一个，在一个mRNA上有若干
5、上有若干个核糖体同个核糖体同时工作。工作。(3)终止：当核糖体到达止：当核糖体到达mRNA的的_时，多，多肽合成合成结束。束。核糖体核糖体mRNA终止密止密码子子目录目录四、四、遗传信息、密信息、密码子和反密子和反密码子的比子的比较1含含义及作用及作用(1)遗传信息：基因中核苷酸信息：基因中核苷酸(或碱基或碱基)的排列的排列顺序。序。(2)密密码子子：_上上决决定定一一个个氨氨基基酸酸的的3个个相相邻碱碱基基,决决定氨基酸的排序。定氨基酸的排序。(3)反反密密码子子：与与mRNA中中的的密密码子子互互补的的_一一端端的的3个碱基，起个碱基，起识别密密码子的作用。子的作用。2联系系(1)遗传信信
6、息息是是基基因因中中核核苷苷酸酸的的排排列列顺序序，通通过转录，使使遗传信息信息传递到到mRNA的核糖核苷酸的排列的核糖核苷酸的排列顺序上。序上。(2)mRNA的密的密码子直接控制蛋白子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列分子中氨基酸的排列顺序，反密序，反密码子子则起到翻起到翻译的作用。的作用。mRNAtRNA目录目录3对应关系关系目录目录想一想想一想2密密码子与氨基酸有怎子与氨基酸有怎样的的对应关系？关系？【提示提示】 一种密一种密码子只能决定一种氨基酸子只能决定一种氨基酸(终止密止密码子除外子除外)，一种氨基酸可由一种或多种密，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。子决定。目录目录五、中心法五、
7、中心法则1要要点点：_由由DNA传递到到RNA，然然后后由由RNA决决定蛋白定蛋白质的特异性。蛋白的特异性。蛋白质是生物体性状的体是生物体性状的体现者。者。2中中心心法法则的的发展展：在在逆逆转录酶酶的的作作用用下下，以以RNA为模模板板反向合成反向合成单链DNA。3图解解遗传信息信息目录目录4基因：基因：以一定次序排列在以一定次序排列在_上，是上，是遗传的基本功的基本功能能单位，能控制生物的性状。本位，能控制生物的性状。本质上是一段包含一个完整上是一段包含一个完整的的遗传信息信息单位的有功能的核酸分子片断。位的有功能的核酸分子片断。染色体染色体目录目录高高 频频 考考 点点深深 度度 剖剖
8、析析考点一考点一基因的表达基因的表达过程程1DNA的分子的分子组成成项目目DNA复制复制转录翻翻译场所所主要是主要是细胞核胞核主要是主要是细胞核胞核核糖体核糖体模板模板DNA的两条的两条链DNA的一条的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷种核糖核苷酸酸20种氨基酸种氨基酸其他条件其他条件酶酶(解旋解旋酶酶、DNA聚合聚合酶酶等等)和和ATP酶酶(RNA聚合聚合酶酶等等)和和ATP酶酶、ATP和和 t RNAt RNA目录目录项目目DNA复制复制转录翻翻译碱基配碱基配对方式方式DNADNA ATTACGGCDNAmRNAAUTACGGCmRNAtRNAAUUACGGC信息
9、信息传递DNADNADNAmRNA mRNA蛋白蛋白质目录目录项目目DNA复制复制转录翻翻译产物物2个相同的个相同的DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列有一定氨基酸排列顺序的蛋白序的蛋白质特点特点边解旋解旋边复复制、半保留制、半保留复制复制边解旋解旋边转录、DNA仍保留仍保留1个个mRNA分子可分子可结合多个核糖体，提合多个核糖体，提高合成蛋白高合成蛋白质的速的速度度目录目录特特别别提醒提醒(1)翻翻译时，3种种RNA均参与反均参与反应。(2)从核糖体上脱离下来的只是多从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多，多肽链再再经折叠、折叠、加工成加工成为具有复具有复杂空空间结构的蛋
10、白构的蛋白质。目录目录2DNA(基基因因)、 mRNA上上碱碱基基数数目目与与氨氨基基酸酸数数目目之之间的的关关系系在蛋白在蛋白质的合成的合成过程中，是以程中，是以DNA(基因基因)的两条的两条链中的一中的一条条链为模板，合成一条模板，合成一条mRNA单链，因此，因此，DNA中的碱基中的碱基数目是数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每每三个碱基决定一个氨基酸，其数目彼此三个碱基决定一个氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表的关系一般可表示示为(如如图)：目录目录综上上可可知知：蛋蛋白白质中中氨氨基基酸酸数数目目1/3 mRNA 碱碱基基数数目目1/6 DNA
11、 (或基因或基因)碱基数目。碱基数目。特特别提醒提醒因因为DNA(基因基因)、mRNA上有一些碱基不上有一些碱基不编码氨基酸氨基酸(如如mRNA上的上的终止密止密码子等子等)，所以，所以实际上上编码n个氨基酸个氨基酸,mRNA上所需的碱基数目大于上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于，基因上碱基数目大于6n，故一般，故一般题干中求氨基酸数有干中求氨基酸数有“最多最多”、求碱基数有、求碱基数有“至至少少”等字等字样。目录目录 (2012高考安徽卷高考安徽卷)图示示细胞内胞内某些重要物某些重要物质的合成的合成过程，程，该过程程发生在生在()A真核真核细胞内，一个胞内，一个mRNA分子上分子上
12、结合合多个核糖体同多个核糖体同时合成多条合成多条肽链B原核原核细胞内，胞内，转录促使促使mRNA在核糖体上移在核糖体上移动以便合成以便合成肽链C原核原核细胞内，胞内，转录还未未结束便启束便启动遗传信息的翻信息的翻译D真核真核细胞内，胞内，转录的同的同时核糖体核糖体进入入细胞核启胞核启动遗传信息的翻信息的翻译例例例例1 1目录目录【解解析析】图示示过程程为转录和和翻翻译在在同同一一时间同同一一地地点点进行行，故故为原原核核生生物物的的基基因因表表达达过程程，故故A、D错，C对；转录是核糖体沿是核糖体沿mRNA移移动，故，故B错。【答案答案】C目录目录变变式式训练训练(2013浙浙江江五五校校联考
13、考)下下列列有有关关遗传信信息息传递过程程的的叙叙述述错误的是的是()ADNA复制、复制、转录及翻及翻译过程都遵循碱基互程都遵循碱基互补配配对原原则B核核基基因因转录形形成成的的mRNA穿穿过核核孔孔进入入细胞胞质中中参参与与翻翻译过程程CDNA复复制制、转录和和翻翻译的的原原料料依依次次是是脱脱氧氧核核苷苷酸酸、核核糖核苷酸和氨基酸糖核苷酸和氨基酸DDNA复复制制和和转录都都是是以以DNA的的一一条条链为模模板板，翻翻译则以以mRNA为模板模板解析：解析：选D。DNA复制是以复制是以DNA的两条的两条链为模板，而模板，而转录是以是以DNA的一条的一条链为模板，翻模板，翻译则以以mRNA为模板
14、。模板。目录目录考点二考点二中心法中心法则1各种生物的信息传递各种生物的信息传递生物种生物种类遗传信息的信息的传递过程程DNA病毒病毒某些某些RNA病毒病毒逆逆转录病毒病毒原核生物原核生物真核生物真核生物目录目录2.识图析析图目录目录(1)图示示中中1、8为转录过程程；2、5、9为翻翻译过程程；3、10为DNA复制复制过程；程；4、6为RNA复制复制过程；程；7为逆逆转录过程。程。(2)若若甲甲、乙乙、丙丙为病病毒毒，则甲甲为DNA病病毒毒，如如噬噬菌菌体体；乙乙为RNA病病毒毒，如如烟烟草草花花叶叶病病毒毒；丙丙为逆逆转录病病毒毒，如如HIV。逆逆转录一定要在逆一定要在逆转录酶酶的作用下完成
15、。的作用下完成。根据模板和原料即可确定是中心法根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一的哪一过程，如模程，如模板板DNA、原料脱氧核糖核苷酸、原料脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸核糖核苷酸)即可确定即可确定为DNA复制复制(转录)。目录目录 在在细胞胞中中，以以mRNA作作为模模板板合合成成生生物物大大分分子子的的过程包括程包括()A复制和复制和转录B翻翻译和和转录C复制和翻复制和翻译 D翻翻译和逆和逆转录【解解析析】根根据据中中心心法法则可可以以看看出出，翻翻译是是以以RNA作作为模模板板合合成成蛋蛋白白质，逆逆转录以以RNA作作为模模板板合合成成DNA的的过程程，RNA为模板模板进行自我复制只存在
16、于某些行自我复制只存在于某些RNA病毒。病毒。【答案答案】D例例例例2 2目录目录变式式训练1983年科学家年科学家证实，引起艾滋病的人，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆是一种逆转录病毒。下列正确表示病毒。下列正确表示HIV感染人体感染人体过程的程的“遗传信息流信息流”示意示意图是是()目录目录解析：解析：选D。HIV病毒是以病毒是以RNA为遗传物物质的病毒，能控的病毒，能控制宿主制宿主细胞合成逆胞合成逆转录酶酶，以，以RNA为模板逆模板逆转录成成DNA，该DNA又和人体又和人体细胞核内的胞核内的DNA整合在一起，整合后的整合在一起，整合后的HIV的的DNA分子在人体
17、分子在人体细胞又可以复制，胞又可以复制，还可以可以转录出出RNA，以，以RNA为模板翻模板翻译成病毒的蛋白成病毒的蛋白质。该DNA转录而而来的来的RNA可作可作为HIV的的遗传物物质。该病毒无法控制宿主病毒无法控制宿主细胞合成胞合成RNA复制复制酶酶，故，故HIV的的RNA不能复制，所以不能复制，所以A、B、C错误。目录目录1它它们的关系可表示的关系可表示为：考点三考点三脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体之和染色体之间的关系的关系目录目录2基因与性状的关系基因与性状的关系(1)一般而言，一一般而言，一对等位基因只决定一种性状。等位基因只决定一种性状。(2)生生物物体体的的一一个
18、个性性状状有有时受受多多个个基基因因的的影影响响，如如玉玉米米叶叶绿素的形成至少与素的形成至少与50多个不同的基因有关。多个不同的基因有关。(3)有有些些基基因因则会会影影响响多多种种性性状状，如如决决定定豌豌豆豆开开红花花的的基基因因也决定也决定结灰色的种子。灰色的种子。特特别别提醒提醒(1)细胞胞质中中的的线粒粒体体和和叶叶绿体体中中也也有有基基因因存存在在，也也能能控控制制某些生物性状。某些生物性状。(2)基因控制生物体的性状，但性状的形成同基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到受到环境境的影响。的影响。目录目录 结合下列合下列图表表进行分析，有关行分析，有关说法正确的是法正确的是
19、()例例例例3 3抗菌抗菌药物物抗菌机理抗菌机理青霉素青霉素抑制抑制细菌菌细胞壁的合成胞壁的合成环丙沙星丙沙星抑制抑制细菌菌DNA解旋解旋酶酶(可促可促进DNA螺旋化螺旋化)红霉素霉素能与核糖体能与核糖体结合合利福平利福平抑制抑制RNA聚合聚合酶酶的活性的活性目录目录A.环丙沙星和丙沙星和红霉素可分霉素可分别抑制抑制细菌的菌的和和B青霉素和利福平能抑制青霉素和利福平能抑制DNA的复制的复制C结核杆菌的核杆菌的和和都都发生在生在细胞胞质中中D可可发生在人体健康生在人体健康细胞中胞中【解解析析】图示示中中过程程依依次次是是DNA复复制制、转录、翻翻译、RNA复复制制和和逆逆转录过程程。环丙丙沙沙星
20、星抑抑制制的的是是细菌菌DNA的的解解旋旋过程程，从从而而影影响响 DNA的的复复制制或或转录；红霉霉素素与与核核糖糖体体结合合，影影响响翻翻译过程程；细菌菌细胞胞壁壁的的主主要要成成分分是是多多糖糖和和蛋蛋白白质结合合成成的的化化合合物物，青青霉霉素素的的抑抑制制作作用用与与DNA复复制制无无关关；利利福福平平抑抑制制的的是是转录过程程，结核核杆杆菌菌为细菌菌，没没有有RNA复复制制和和逆逆转录过程程；人人体体的的健健康康细胞胞中中也也没没有有RNA复制和逆复制和逆转录过程程发生。生。【答案答案】A目录目录变式式训练如如图表示基因的作用与性状的表表示基因的作用与性状的表现之之间的关系。下列相
21、关的关系。下列相关的叙述，正确的是的叙述，正确的是()A过程与程与DNA复制的共同点，都是以复制的共同点，都是以DNA单链为模板，模板，在在DNA聚合聚合酶酶的作用下的作用下进行行B过程直接需要的物程直接需要的物质或或结构有构有mRNA、氨基酸、氨基酸、tRNA、核糖体、核糖体、酶酶、ATP目录目录C人人的的镰刀刀型型细胞胞贫血血症症是是通通过蛋蛋白白质间接接表表现，苯苯丙丙酮尿症是通尿症是通过蛋白蛋白质直接表直接表现DHIV和和大大肠杆杆菌菌的的T2噬噬菌菌体体都都可可以以在在人人体体细胞胞内内进行行这两个基本两个基本过程程 解析：解析：选B。过程是程是转录，是以，是以DNA一条一条链为模板
22、，在模板，在RNA聚合聚合酶酶的作用下的作用下进行；行；T2噬菌体的宿主噬菌体的宿主细胞是大胞是大肠杆杆菌菌细胞，不能侵染人体胞，不能侵染人体细胞；苯丙胞；苯丙酮尿症是患者体内某种尿症是患者体内某种酶酶的合成受阻的合成受阻导致的，是基因通致的，是基因通过控制控制酶酶的合成来控制代的合成来控制代谢过程程进而控制蛋白而控制蛋白质合成。合成。目录目录易易 错错 辨辨 析析 技技 法法 提提 升升易易错警示警示mRNA与核糖体数量、翻与核糖体数量、翻译速度的关系不清楚速度的关系不清楚例例例例1 1目录目录【解解析析】核核糖糖体体在在mRNA上上每每次次向向前前移移动一一个个密密码子子位位置置，同同时肽
23、链延延长一一个个氨氨基基酸酸，图中中4个个核核糖糖体体上上合合成成的的肽链左左边的的最最长，右右边的的最最短短，则说明明核核糖糖体体移移动的的方方向向是是从从右右向向左左，A错；由由于于起起始始密密码子子不不一一定定是是从从第第一一个个碱碱基基开开始始，所所以以并并不不是是mRNA上上3个个相相邻碱碱基基就就一一定定能能组成成一一个个密密码子子，B错；同同一一mRNA作作为模模板板控控制制合合成成的的多多肽是是相相同同的的，C错；据据图可可知知，一一个个mRNA上上可可以以同同时结合合多多个个核核糖体，从而迅速合成出大量的蛋白糖体，从而迅速合成出大量的蛋白质，D正确。正确。【答案答案】D目录目
24、录【纠错笔笔记】(1)右右图表示表示mRNA与核糖体数量、与核糖体数量、翻翻译速度的关系速度的关系图图示中示中4个核糖体合成的个核糖体合成的4条多条多肽链因因为模板模板mRNA相同相同,所以合成了所以合成了4条相条相同的同的肽链，而不是，而不是4个核糖体共同完成一条个核糖体共同完成一条肽链的合成，也的合成，也不是合成出不是合成出4条不同的条不同的肽链。目录目录(2)数量关系：一个数量关系：一个mRNA可同可同时结合多个核糖体。合多个核糖体。(3)目目的的、意意义：少少量量的的mRNA分分子子可可以以迅迅速速合合成成出出大大量量的的蛋白蛋白质。(4)方方向向：从从左左向向右右(见关关系系图)，判
25、判断断依依据据是是根根据据多多肽链的的长短，短，长的翻的翻译在前。在前。(5)结果：合成的果：合成的仅是多是多肽链。目录目录目录目录 (2013浙江五校浙江五校联考考)下下图为生物体内生物体内遗传信息的信息的传递与表达与表达过程，据程，据图回答：回答：(1)比比较图一与一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，二，所需要的条件除模板有所不同之外，_和和_也不同。也不同。(2)与与图一中一中A链相比，相比，C链特有的化学特有的化学组成是成是_和和_。例例例例2 2目录目录(3)图三所示的是三所示的是遗传信息信息传递的的规律，被命名律，被命名为_。图三中可在人体正常三中可在人体正常细胞内胞内发生的
26、生的过程有程有_(填序填序号号)。(4)图四中四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，将控制晶体蛋白合成的基因，将Bt基因基因导入棉入棉花花细胞胞时，为避免基因避免基因转移影响其他植物，一般不会将移影响其他植物，一般不会将该基因基因转入到棉花入到棉花细胞的胞的_中，中，d过程程对应于于图三中三中_过程程(填序号填序号)。活化的毒性物。活化的毒性物质应是一种是一种_分子。分子。目录目录【解析解析】(1)分析分析题图可知：可知：图一一为在在RNA聚合聚合酶酶的催化的催化作用下，以作用下，以DNA的一条的一条链为模板的模板的转录过程；程；图二二为以以DNA的两条的两条链为模板在模板在DNA聚合聚合酶酶的催
27、化作用下完成的的催化作用下完成的DNA的复制的复制过程；两程；两过程除模板不同外，程除模板不同外，酶酶、原料也不同。、原料也不同。(2)图一中的一中的C链为RNA，与，与DNA链相比，其特有的化学相比，其特有的化学组成是核糖和尿成是核糖和尿嘧啶。(3)图三所示是三所示是遗传信息的信息的传递规律，律，被命名被命名为中心法中心法则：为DNA的复制、的复制、为转录、为翻翻译，三者均可在人体正常，三者均可在人体正常细胞内胞内发生；生；为RNA的复制，的复制，为逆逆转录过程。程。(4)为避免基因避免基因转移影响其他植物，一般移影响其他植物，一般将目的基因将目的基因转移到叶移到叶绿体或体或线粒体中。粒体中。d过程程为基因的表达基因的表达过程，程，对应于于图三中三中转录、翻翻译过程。由程。由图可知，活可知，活化的毒性物化的毒性物质是一种多是一种多肽分子。分子。【答案答案】(1)酶酶原料原料(2)核糖尿核糖尿嘧啶(3)中心法中心法则(4)细胞核胞核多多肽目录目录知知 能能 演演 练练强强 化化 闯闯 关关目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放
