高三生物第一轮复习必修二：第四章第16课时

第16课时基因指导蛋白质的合成(二)目标导航1.概述遗传信息的翻译过程。2.掌握蛋白质合成过程中的数量关系，并能进行有关计算。一、遗传信息的翻译1．概念：将游离在细胞质中的各种氨基酸，以________为模板合成具有一定____________顺序的蛋白质的过程。场所：____________；原料：____________；模板：________；结果：具有________________顺序的蛋白质。2．实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。3．碱基与氨基酸之间的对应关系DNA和RNA都只含有______种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有______种，1个氨基酸的编码至少需要______个碱基，而每3个碱基有________(用乘法等式表示)种组合，这样才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。密码子：________________________________________的碱基叫做密码子，共有____个密码子。其中起始密码子______个，分别是AUG、GUG；终止密码子______个，分别是________、________、________。4．氨基酸的“搬运工”tRNA：呈____________形状，一端为________________的部位，另一端有______个碱基，每个______上的3个碱基可以与________________________互补配对，称为反密码子。5．过程(1)mRNA进入细胞质，与______________结合。(2)携带一个特定氨基酸的tRNA，通过________________与第一个密码子互补配对，进入位点1。(3)携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。(4)位点1、位点2相应的氨基酸__________形成________，位点1上的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。(5)核糖体读取下一个____________，原占据位点1的tRNA离开____________，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复进行直至读取到mRNA的____________。(6)肽链合成后，从________________________________上脱离，经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定____________和________的蛋白质分子。6．转录与翻译的区别步骤转录翻译场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链mRNA条件RNA聚合酶、ATP酶、tRNA为运载工具、ATP原料核苷酸氨基酸产物mRNA多肽链其他mRNA从核孔穿出，转移到细胞质的核糖体上一条或几条多肽链再进一步形成蛋白质的空间结构二、基因表达中的相关数量计算1．转录时，组成基因的两条链只有一条链进行转录，另一条链则不进行转录。因此，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．翻译过程中，信使RNA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的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝tRNA数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。3．基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系比较数目DNA中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱氧核糖核苷酸数6nmRNA中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核苷酸数3n参与转运氨基酸的tRNA数n蛋白质中的氨基酸数n蛋白质中的肽链数m蛋白质中的肽键数n－m缩合脱去的水分子数n－m注意(1)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。(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n/3个氨基酸。知识点一遗传信息的翻译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，则如图所示tRNA所携带的氨基酸是()A．精氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．苏氨酸2．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸A.TGUB．UGAC．ACUD．UCU知识点二基因表达中的相关数量计算3．由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为()A.na6B.na3－18(n3－1)C．na－18(n－1)D.na6－18(n6－1)4．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110，若考虑终止密码子，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对碱基基础落实1．下列对转运RNA的描述，正确的是()A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内2．下列关于密码子的叙述，不正确的是()A．密码子由信使RNA上三个相邻的碱基序列组成GCACGTACGTGC精氨酸丙氨酸半胱氨酸苏氨酸B．每种氨基酸可以有几种密码子决定C．信使RNA上密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸存在D．64个密码子中有三个终止密码子，两个起始密码子，所以有效的密码子有59个3．下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有()①DNA复制②mRNA与核糖体结合③DNA转录④mRNA翻译A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④4．已知某转运RNA的反密码子的3个碱基顺序是GAU，它运载的是亮氨酸(亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG)，那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的()A．GAUB．CATC．CUAD．GAT5．下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是()A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质B．该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸C．核糖体移动的方向从左向右D．合成①的场所一定在细胞核，合成⑥的场所一定在细胞质能力提升6．在遗传信息的传递过程中，不可能发生的是()A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程C．DNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸7．合成肽链时，出现正常的肽链终止是因为()A．一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能携带氨基酸B．不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子的tRNAC．mRNA在mRNA链终止密码处停止合成D．tRNA上出现终止密码8．一个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分别是()A．m、m3－1B．m、m3－2C．2(m—n)、m3－1D．2(m—n)、m3－2题号12345678答案9.下图表示某真核生物的某基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题(几种相关氨基酸的密码子见下表)：亮氨酸CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG缬氨酸GUA、GUC、GUG、GUU甘氨酸GGU甲硫氨酸AUG(1)形成③链的过程叫做__________，场所是__________，需要的原料是________________________________________________________________________。(2)形成③链的过程与DNA复制的过程，都要遵循____________原则。(3)③链进入细胞质后与____________结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是____________________________(依次填写前两个氨基酸的名称)。(4)若该基因复制时发生差错，当图中a处所指由A变成G时，这种突变对该蛋白质的结构有无影响？____________。(5)若该基因有100个碱基对，可编码的氨基酸最多有____个。10．已知鸡的成熟红细胞能产生β－珠蛋白，鸡的胰岛B细胞能产生胰岛素。为研究这两种细胞中上述两种基因是否都存在和基因能否表达，现分别对从两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片段进行检测，结果如下表：名称实验一(细胞总DNA)实验二(细胞总RNA)成熟红细胞胰岛B细胞成熟红细胞胰岛B细胞β－珠蛋白基因＋＋＋－胰岛素基因＋＋－＋注：“＋”为检测到相应物质，“－”为未检测到相应物质。(1)实验一结果说明：______________________________________________________________________。实验二结果说明：______________________________________________________________________________________________________________。(2)合成β－珠蛋白的直接模板是____________，合成的场所是________________。(3)在实验二中，若DNA分子探针中某一片段的碱基为AGTC，则在该实验中与之配对的碱基为__________。(4)试问，在DNA分子探针上是否有合成胰岛素的遗传密码？________，理由是______________________________。答案知识清单一、1.mRNA氨基酸细胞质游离的氨基酸mRNA一定氨基酸3．42034×4×4＝64mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻6423UAAUAGUGA4．三叶草携带氨基酸3tRNAmRNA上的密码子5．(1)核糖体(2)反密码子(4)脱水缩合肽键(5)密码子核糖体终止密码(6)核糖体与mRNA的复合物空间结构功能对点训练1．A[tRNA上反密码子与mRNA上密码子相对应，所以mRNA上密码子为GCA，对应DNA分子模板链上的碱基序列为CGT。]2．C[根据表中DNA的一条链前两个碱基为TG，可分析mRNA密码子的前两个碱基为UG或AC。再根据tRNA反密码子的第3个碱基为A可知mRNA密码子第3个碱基为U。综合分析可知苏氨酸的密码子为UGU或ACU。]3．D[基因中n个碱基控制合成的氨基酸至多n/6个，n/6个氨基酸形成一条链，脱去水分子(n/6－1)个，所以由该肽链组成的蛋白质最大相对分子质量为n/6×a－(n/6－1)×18。]4．D[设此多肽由x个氨基酸脱水缩合形成，则110x－18(x－1)＝2778，得x＝30。基因考虑不编码氨基酸的终止密码后的长度为30×3＋3＝93对碱基。]课后作业1．C[决定氨基酸的密码子有61种，而组成蛋白质的氨基酸有20种，所以密码子与氨基酸之间的对应关系为一对一或多对一；转运RNA与密码子通过碱基互补配对相对应，所以转运RNA与氨基酸之间也存在一对一或多对一的对应关系。蛋白质的合成场所在细胞质内的核糖体上。]2．D[密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。mRNA上有A、U、C、G四种碱基，故有43＝64种密码子，其中有三个不决定任何氨基酸的密码子，是肽链合成的终止密码子。另外AUG、GUG分别是甲硫氨酸、缬氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，所以决定氨基酸的密码子有61个。密码子在RNA上的排列是连续的，如果密码子之间加入或删减一个碱基，这一点以后的密码子将发生错误，故C正确。]3．C[DNA复制时，以DNA两条链为模板，以碱基互补配对为原则合成新的DNA。转录时以DNA一条链为模板，以A—U、G—C、C—G、T—A配对，合成mRNA。mRNA翻译时，tRNA反密码子与mRNA密码子互补配对。]4．D[转运RNA上的反密码子与mRNA上的碱基互补，而决定氨基酸的密码