高三一轮复习基因指导蛋白质的合成

第1页共6页第1节基因指导蛋白质的合成课标要求1．理解基因的概念。2．掌握基因控制蛋白质的合成过程。3．了解基因对性状控制的表现复习重难点基因控制蛋白质的合成过程知识网络体系一、遗传信息的转录1．DNA与RNA的异同点核酸项目DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板②tRNA：运输特定氨基酸③rRNA：核糖体的组成成分2．RNA的类型⑴信使RNA（mRNA）⑵转运RNA（tRNA）⑶核糖体RNA（rRNA）3．转录⑴转录的概念：画图：⑵转录的场所主要在细胞核⑶转录的模板以DNA的一条链为模板⑷转录的原料4种核糖核苷酸⑸转录的产物一条单链的mRNA⑹转录的原则碱基互补配对⑺转录与复制的异同（下表：）阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板第2页共6页原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA注：细胞中因有DNA和RNA，所以就整个细胞而言，嘌呤和嘧啶未必相等。复制和转录发生在有DNA的部位，如：拟核，细胞核，线粒体，叶绿体等。二、遗传信息的翻译1．翻译⑴定义：画图：⑵翻译的场所细胞质的核糖体上⑶翻译的模板mRNA⑷翻译的原料20种氨基酸⑸翻译的产物多肽链（蛋白质）⑹翻译的原则碱基互补配对2．遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸61种或tRNA也为61种联系①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对3．翻译与转录的异同点（下表）：阶段项目转录翻译定义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程第3页共6页场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白质原料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达注：DNA复制只发生在细胞分裂的间期，而在高度分化的细胞（不具分裂能力）中不发生，而转录和翻译只要是活细胞均可能发生（哺乳动物成熟红细胞除外），而且是是所有时期均存在。重难热点归纳1．基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算①转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。②翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。2．遗传信息、遗传密码和密码子遗传信息：指基因中的（功DNA中的）控制遗传性状的碱基排列顺序，也指核酸中的碱基排列顺序。遗传密码：指mRNA中决定氨基酸排列顺序的碱基序列。密码子：指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的、连续的碱基。密码子具有通用性、简并性和不间断性（连续性）。经典例题剖析例１．不属于基因功能的是A．携带遗传信息B．携带遗传密码C．能转录信使RNAD．能控制蛋白质的合成解析：DNA携带、传递遗传信息，mRNA上携带着从DNA上转录获得的遗传密码。答案：B例2．(08广东理基)37．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA和RNA特点的比较，叙述正确的是A．在细胞内存在的主要部位相同B．构成的五碳糖不同C．核苷酸之间的连接方式不同D．构成的碱基相同解析：考查对DNA和RNA的基本知识的掌握情况。答案：B例3．（2008江苏卷·10）叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是（）A．叶绿体DNA能够转录B．叶绿体DNA是遗传物质C．叶绿体内存在核糖体D．叶绿体功能不受细胞核调控例4、（2008江苏卷·24）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（）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第4页共6页D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链解析：一个DNA分子上含有成百上千个基因，基因是有遗传效应的DNA片段，一个基因转录形成的mRNA控制合成一种蛋白质分子，一个mRNA可以与多个核糖体串联（称之为多核糖体）。答案：BD基础试题训练1．(08广东生物)（多选）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2．(08广东理基)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA和RNA特点的比较，叙述正确的是A．在细胞内存在的主要部位相同B．构成的五碳糖不同C．核苷酸之间的连接方式不同D．构成的碱基相同3．(08上海生物)下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有（）①染色体②中心体③纺锤体④核糖体A．①②B．①④C．②③D．③④4．(08上海生物)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）()A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T5．(07天津理综)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种氨基酸B、编码区增加一个碱基对，只会改变肽链上的一个氨基酸C、基因的内含子能翻译成多肽D、DNA分子经过复制后，子代DNA分子中（C+T）/（A+G）=16．(07北京理综)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（）A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白7．(07上海生物)密码子存在于（）A．DNAB．mRNAC．tRNAD．核糖体8．（07四川理综31．（22）（1））下面是某基因的部分碱基序列，序列I为内含子的一部分，序列II为外显子的一部分。上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…”（甲硫氨酸的密码子是AUG）。①该基因表达过程中，RNA的合成在中完成，此过程称为。②请写出编码上述氨基酸序列的mRNA序列：。③如果序列I中箭头所指碱基对被替换为该基因上列片段编码的氨基酸序列为：④如果序列II中箭头所指碱基对缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为：序列Ⅰ序列Ⅱ…TACGTCGACCGTCTACTG……ATGCGGGAGGCGGATGTC……ATGCAGCTGGCAGATGAC……TACGCCCTCCGCCTACAG…↓↓↑↑CG｜AT｜CG｜第5页共6页课后检测：1．与“阿波罗”登月计划相提并论的“人类基因组计划”主要任务有基因组整体序列的测序工作。其序列是指（）A．DNA的碱基排列顺序B．信使RNA的碱基排列顺序C．转运RNA的碱基排列顺序D．蛋白质的氨基酸排列顺序2．下列关于密码子的叙述中，错误的是（）A．一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子B．每种密码子都有与之对应的氨基酸C．GTA肯定不是密码子D．信使RNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸3．某DNA分子的S片段含900个碱基，问由该片段所控制合成的多肽链中，最多有多少种氨基酸（）A、150B、450C、600D、204．对于右边式子，正确的说法有（）①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③图中共有5种碱基④图中共有8种核苷酸⑤图中共有5种核苷酸⑥图中的A均代表同一种核苷酸A．①②③B．④⑤⑥C．②③④D．①③⑤5．治疗艾滋病（其遗传物质为RNA）的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似，试问AZY抑制病毒繁殖的机制是（）A．抑制艾滋病RNA基因的转录B．抑制艾滋病RNA基因的逆转录C．抑制艾滋病毒蛋白质的翻译过程D．抑制艾滋病毒RNA基因的自我复制6．在遗传密码研究的早期，有人从数学的角度推测只有mRNA上三个碱基决定一个蛋白质中一个氨基酸才能满足编码20种氨基酸的需要（43=64＞20）。这种推论很快被离体实验所证实。Matthaei和Nirenbeng把大量的大肠杆菌细胞磨碎，制成无细胞提取液，用DNA酶处理这种提取液，使细菌的DNA水解，除去细胞壁等。将上清液装入试管，再加上20种氨基酸和必要的其他物质，其中至少有一种氨基酸用14C标记，最后在这种无细胞提取液中加入人工合成的多聚核苷酸……最后通过分析试管内多肽链中氨基酸的种类和含量并结合数学分析来确定遗传密码的组成和方式。具体结果如下：编号碱基种类和比例多聚核苷酸氨基酸种类和比例1100%U多聚U100%苯丙氨酸270%U30%A多聚U、A34%苯丙氨酸2.7%赖氨酸15%异亮氨酸15%亮氨酸3U、C……UCUCUC……丝氨酸、亮氨酸…………………根据上述信息回答下列问题：（1）上述上清液中与实验直接有关的物质或结构有①___________。②___________。③____________。（2）上述必要的其他物质是________________________。（3）实验中多聚核苷酸的作用是__________________________________。第6页共6页（4）通过表中的实验结果可确定苯丙氨酸的遗传密码是______________。（5）通过表中的实验结果可确定赖氨酸的遗传密码是________________。（6）通过表中的实验结果可初步确定异亮氨酸或亮氨酸的遗传密码可能是_______________________。基础题1、ABC2、B3、B4、B5．D6、D7、B8、（1）①细胞核转录②AUGCGGGAGGCGGAUGUC③…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…④…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—精氨酸—甲硫氨酸…课后检测1、A2、C3、D4、C5、B6、（1）①酶。②核糖体。③转运RNA。（2）ATP。（3）翻译时的模板。（4）UUU。（5）AAA。（6）UUA、AUU、UAU。