高考生物一轮复习 第22课时 基因指导蛋白质的合成 基因对性状的控制精品学案.doc

第22课时 基因指导蛋白质的合成基因对性状的控制知识网络基础梳理 一、遗传信息的转录1、dna不能把遗传信息直接传递给蛋白质，而rna具有这个能力，原因是rna_，因此，能够穿过_，从细胞核转移到细胞质中。在这个过程中，rna作为dna的信使，这种rna称为_，简称_。2、遗传信息从dna传给mrna的过程叫_，在真核生物细胞中，这个过程主要发生在_，以_为模板，原料是_，并且需要_提供能量，遵循_原则，在_酶的作用下合成的。二、遗传信息的翻译1、翻译过程的模板是_，原料是_，场所是_，产物是_。也是一个需要atp提供能量的过程。2、翻译过程中，氨基酸分子需要由_ 携带到核糖体上，在此过程中，通过_原则，每个trna上的三个碱基可以和mrna上三个相邻的碱基进行配对，从而将氨基酸转移到核糖体上。mrna上决定一个氨基酸的三个碱基称为_，而在trna上和mrna配对的三个碱基称为_ 。3、mrna上，密码子共有_种，其中决定氨基酸的密码子有_种。决定翻译开始的密码子称为_，决定翻译结束的密码子称为_。4、携带氨基酸的trna共有_种，这些trna可携带_种氨基酸。三、基因对性状的控制1、基因通过控制蛋白质的合成来控制性状。可分为两种类型：（1）基因通过控制_的合成来控制_过程，进而控制生物体的性状，如白化病。（2）基因通过控制_直接控制生物体的性状，如镰刀形细胞贫血症。2、生物的性状除了受_外，还受到_的影响。考点突破 考点一、dna分子复制、转录、翻译过程的比较以真核细胞为例，三个过程发生的场所、时期、原料料等都有所差异比较项目dna复制转录翻译时期有丝分裂和减数分裂的间期活细胞的任何时期（哺乳动物成熟红细胞除外）场 所主要在细胞核中主要在细胞核中核糖体模 板dna的每一条链dna的一条链mrna原 料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸酶和其它条件dna解旋酶、dna聚合酶等dna解旋酶、rna聚合酶等酶、trna遗传信息传递方向亲代dna子代dnadnamrnamrna蛋白质产 物子代dna分子mrna蛋白质(多肽)碱基互补配对原则gc，cgat，tagc，cgau，tagc，cgau，ua特点边解旋边复制半保留复制边解旋边转录，解旋一次，可同时转录出多个mrna一个mrna上可依次结合上多个核糖体，同时合成多个蛋白质例1、1981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试管通过人工合成产物，叙述不正确的是 a，产物分别相同 b，生理过程不同c的进行都需要模版、原料、能量和酶d每个生物都必须要进行所有生理过程 【解析】根据原料和模板，可判断分别进行dna分子复制、转录、逆转录和rna复制，它们是不同的生理过程，但产物方面的产物是dna，的产物是rna，从条件看，四个过程都需要模板、原料、能量和酶。但对有细胞结构的生物和dna病毒来说，只有转录和翻译两个过程，逆转录和rna复制仅是rna病毒的生理过程。【答案】d变式1、观察下面的某生理过程示意图(甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，回答问题：(1)丙氨酸的密码子是_，连接甲和丙的化学键的结构简式是_。(2)若中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的分子片段中胞嘧啶占_。(3)若该过程合成的物质是抗利尿激素，中合成的物质首先进入_中进行加工，这种激素作用的靶部位是_。(4)在该生理过程中，遗传信息的流动途径是_，细胞中trna共有_种。【解析】（1）运送丙氨酸的trna上和mrna配对的碱基为cga，因此，mrna上的密码子即为gcu，连接甲和丙之间的化学键是肽键。（2）是mrna，a+u占42%，则dna模板链中a+t占42%，整个dna中a+t也为42%，g+c占58%，c占29%。（3）抗利尿激素是分泌蛋白，在核糖体上合成后先进入内质网进行加工，经垂体释放后进入血液，运输到肾小管和集合管细胞，促进对水的重吸收。（4）细胞内trna共有61种（总共用4个密码子，去掉三个终止密码）【答案】（1）gcu conh（2）29%（3）内质网 肾小管和集合管（4）dnamrna蛋白质 61【知识链接】原核细胞和真核细胞由于在结构上的差异，场所上有所不同。由于原核细胞没有核膜的限制，转录和翻译往往是同时进行的，即边转录边翻译，这在真核细胞中是不能实现的。考点二、遗传信息传递过程中的有关计算1、基本关系dna中的碱基数：mrna中的碱基数：蛋白质中的氨基酸分子数=6：3：12、相关数量的变化（1）dna中的碱基数-dna中的碱基对数（2）mrna中的碱基数-mrna中的密码子数（3）蛋白质的氨基酸分子数-蛋白质分子中的肽键数目以上变化在审题时注意，进行相应的转变即可，如要计算mrna中的密码子数，若从dna开始计算，直接把dna中的碱基数除以6即可，若从蛋白质分子开始往前推算，则一个氨基酸对应一个密码子3、有关种类的分析dna分子中的碱基共有4种，rna中的碱基也是有4种，蛋白质分子中的氨基酸总数最多20种。关于mrna中的密码子种类和运载氨基酸的trna的种类，需要根据mrna分子的大小及合成的蛋白质分子的大小分析：（1）若一个mrna分子的碱基数大于192个（643），则密码子种类最多为64种，至于最少，还需要根据氨基酸的种类进一步去分析。（2）若一个mrna分子的碱基数小于192个（643），则密码子种类最多为密码子的个数，如mrna中有碱基99个，则密码子最多有33种。至于最少，还需要根据氨基酸的种类进一步去分析。（3）若一个蛋白质分子中氨基酸数目大于61个，则在它的合成过程中，所需要的trna最多有61种，若不足61个，则按氨基酸分子数计算。如胰岛素分子由51个氨基酸，则在它的合成过程中需要的trna最多有51种。最少种类，也应根据蛋白质分子的氨基酸种类确定。例2一个mrna分子中有m个碱基，其中gc有n个，由该mrna翻译合成的蛋白质有两条肽链。则其模板dna分子的at数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是am、m/3-1 bm、m/3-2c2(mn)、m/3-1 d2(mn)、m/3-2【解析】这这个mrna分子有m个碱基，g+c有n个，可知，mrna中a+u有（mn）个，dna模板链中t+a为（mn）个，互补链中a+t为（mn）个，因此，模板dna分子中a+t为2（mn）个。合成的蛋白质中氨基酸分子数为m/3个，两条肽链，缩合脱水为m/32个。【答案】d变式2、某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度为a 75对碱基b 78对碱基c 90对碱基d 93对碱基【解析】假设组成多肽的氨基酸分子数为n个，则多肽的相对分子质量为110n18(n1)=2778，可计算出n=30，加上一个终止密码，共有31个密码子，基因中碱基对为93对。【答案】d4、对“最多”、“最少”的理解由dna中的碱基数计算蛋白质中的氨基酸分子数时，往往是“最多”，计算时不用考虑，但应该理解“最多”的原因：（1）不是所有的dna都能编码蛋白质（2）mrna中终止密码不对应氨基酸若已知蛋白质分子中的氨基酸数，“最少”的含义也一样。考点三、不同生物的遗传信息传递过程需要注意的是，病毒的遗传信息的传递和表达的全过程都是在相应的宿主细胞中进行的，病毒体内不能进行任何过程。例3、请回答下列有关遗传信息传递的问题。(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如下图所示的模拟实验。从病毒中分离得到物质a。已知a是单链的生物大分子，其部分碱基序列为gaacauguu。将物质a加入试管甲中，反应后得到产物x。经测定产物x的部分碱基序列是cttgtacaa，则试管甲中模拟的是_过程。将提纯的产物x加入试管乙，反应后得到产物y。产物y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物y是_，试管乙中模拟的是_过程。将提纯的产物y加入试管丙中，反应后得到产物z。产物z是组成该病毒外壳的化合物，则产物z是_。(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。【解析】根据a的碱基组成中有u，可确定a是rna，xr碱基组成中有t，可确定x是dna。y能与核糖体结合，y是mrna。z是病毒外壳成分，z是蛋白质。这样可判断，甲、乙、丙中分别模拟逆转录、转录和翻译过程。【答案】(1)逆转录mrna转录蛋白质(或多肽)(2)小鼠上皮细胞病毒rna密码子rnadnamrna蛋白质变式3 、中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。人体皮肤生发层细胞能不断分裂，其中主要在细胞核中进行的过程是aa和e ba和bcb和c dd和e【解析】人细胞核中进行dna复制和转录过程，即a和b【答案】b考点四、基因对性状的控制能根据题目条件判断基因是控制相应蛋白质的结构直接控制性状，还是通过控制酶的合成间接控制性状。主要看相关性状是由蛋白质引起的，还是由其它物质引起的。若是蛋白质引起，一般是直接控制，若是由其它物质引起，一定是控制酶的合成控制性状的，如有关色素的形成，代谢产物的合成等，都是基因通过控制酶的合成来控制代谢代谢过程来控制生物性状的。考点五、关于翻译过程中的多聚核糖体翻译过程中，一个mrna分子上可依次结合上多个核糖体，同时进行翻译过程，可加快蛋白质的合成速度。实际上，转录过程中也有类似现象，在dna双链解旋后，一次不止转录出一个mrna分子。例4、如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是 a该过程表明生物体内少量的mrna可以迅速合成出大量的蛋白质b该过程的模板是trnac最终合成的肽链的结构相同d合成的场所主要在细胞核，合成的场所主要在细胞质【解析】该过程的模板是mrna。【答案】b变式4、下面两个图表示两个生理过程。其中乙图中的代表多肽。请据图回答下列问题：（1）甲、乙两图分别表示_和_两个生理过程。（2）甲图中的与乙图中的是同一结构或物质吗？请解释原因。_（3）甲图中正处于_状态。（4）甲图中的与乙图中 （用数字表示）是同一物质，其合成后的作用是_。【解析】（1）甲过程的模块是双链分子，应是dna，产物是单链分子，应是rna，因此甲表示转录过程，乙的模板是rna，在核糖体上进行，应是翻译过程。（2）甲图中的是rna聚合酶，乙图中的是核糖体，不是同一结构或物质。（3）根据转录的方向，位置正在形成氢键，重新形成双链（4）甲图中的是mrna，正是乙图中的，作用是在翻译过程中作模板，指导蛋白质的合成。【答案】（1）转录翻译（2）不是，甲图中的是rna聚合酶，乙图中的是核糖体（3）形成氢键（4），作为翻译的模板课时作业1下列哪一项不是基因“遗传效应”的含义（ ）a能控制一种生物性状的表现b能控制一种蛋白质的生物合成c能在蛋白质合成中决定一种氨基酸的位置d能转录一种信使rna【解析】基因是有“遗传效应”的dna片段，是指基因能控制或决定生物外观某种性状，即通过转录形成信使rna，进而mrna翻译成一定的蛋白质，体现生物某一方面生命活动(性状)。一个基因并不只是控制一个氨基酸，一个氨基酸是mrna上的一个密码子直接决定的。【答案】c2下列关于遗传密码子的叙述中，错误的是（ ）a一种氨基酸可能有多种与之相对应的遗传密码bgta肯定不是遗传密码子c每种密码子都有与之对应的氨基酸d信使rna上的gca在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸【解析】密码子是信使rna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，rna分子中不含碱基t。由于信使rna上的四种碱基组合成的遗传密码子有64种，氨基酸只有20种，所以一种氨基酸可能有多种遗传密码子，遗传密码子在一切生物体内都是一样的。因为密码子有uaa等终止密码，终止密码子没有与之对应的氨基酸。【答案】c3下列关于dna分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是（ ）a从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期b从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量c从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则d从场所上看，都能发生在细胞核中【解析】dna复制只发生在细胞分裂间期，转录、翻译能在细胞生命活动的各个时期进行，dna复制时遵循的碱基配对原则与转录翻译时不同；翻译发生于细胞质中。【答案】b4.如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是（ ）a.甲是dna，乙为rna，此过程要以甲为模板，酶为rna聚合酶b.甲是dna，乙为dna，此过程要以甲为模板，酶为dna聚合酶c.甲是rna，乙为dna，此过程为转录，原料为脱氧核糖核苷酸d.甲是rna，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸【解析】甲是rna，乙是dna，该过程应代表逆转录。【答案】c5一段原核生物的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（ ）a32；11；66b36；12；72c12；36；24d11；36；72【解析】此多肽链含有11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12336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36272。【答案】b6下面关于trna和氨基酸相互关系的说法，正确的是（ ）a每种氨基酸都由一种特定的trna携带b每种氨基酸都可由几种trna携带c一种trna可以携带几种结构相似的氨基酸d一种氨基酸可由一种或几种trna携带【解析】每种trna只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸由一种或多种trna来转运。【答案】d7如下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（ ）abcd【解析】正常情况下，逆转录()、rna的自我复制()在动植物细胞中不能发生。以蛋白质为模板合成rna，可以人工进行，一般也不会发生在动植物细胞内。【答案】b8.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是（ ）a链的碱基a与链的碱基t互补配对b是以4种核糖核苷酸为原料合成的c如果表示酶分子，则它的名称是dna聚合酶d转录完成后，需通过三层生物膜才能与核糖体结合【解析】链是转录的模板链，是转录的产物mrna。链中不可能有碱基t。如果是酶，则它的名称是rna聚合酶。转录完成后，产物通过核孔进入细胞质，无需通过生物膜。【答案】b9如下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dnab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】d10.据图分析，下列相关叙述正确的是（ ）a.过程实现了遗传信息的传递和表达b.过程只需要mrna、氨基酸、核糖体、酶、atp就能完成c.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状d.图中只有过程发生碱基互补配对【解析】通过dna分子的复制，只是实现了遗传信息的传递；过程还需要特殊的运输工具转运rna，同时该过程中也会发生碱基互补配对。【答案】c11.如右图为某基因表达的过程，据图回答：(1)能够将遗传信息从细胞核传递至细胞质的是_(填数字)，其基本组成单位是_。进行a过程所需的酶有和_。(2)图中含有五碳糖的物质有_(填标号)；图中所运载的氨基酸是_。(密码子：aug甲硫氨酸、gcu丙氨酸、aag赖氨酸、uuc苯丙氨酸)(3)图中信使rna对应的dna片段连续复制两次共需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为_个。【答案】(1) 核糖核苷酸 解旋酶 rna聚合酶(2)(必须回答完整) 苯丙氨酸(3)2 112.如图表示某dna片段遗传信息的传递过程，表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：aug甲硫氨酸、gcu丙氨酸、aag赖氨酸、uuc苯丙氨酸、ucu丝氨酸、uac酪氨酸)(1)完成遗传信息表达的是_(填字母)过程，a过程所需的酶有_。(2)图中含有核糖的是_(填数字)；由指导合成的多肽链中氨基酸序列是_。(3)该dna片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为_个。(4)若在aug后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明_。(5)苯丙酮尿症是由于控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是_。【解析】分析图示过程可知：a为dna的复制、b为转录、c为翻译。(1)遗传信息的表达是指dna控制蛋白质的合成过程，即b、c过程，dna的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在dna聚合酶的作用下合成dna子链；(2)图中含有核糖的结构包括mrna、trna、rrna，结合结构的碱基序列及题中提供的密码子可知氨基酸序列为甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸；(3)由mrna的碱基推知dna中共有7个t，dna片段第三次复制后，dna由4个变为8个，故需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为4728；(4)mrna上三个相邻的碱基决定一个氨基酸；(5)基因对性状的控制有两条途径，一、基因通过控制蛋白质的合成直接控制性状。二、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。【答案】(1)b、c解旋酶和dna聚合酶(2)(不完整不对) 甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸(3)28(4)一个密码子由三个碱基(核糖核苷酸)组成(5)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状13请回答下列有关遗传信息传递的问题。(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室做了如下图所示的模拟实验。病毒中分离得到物质a。已知a是单链的生物大分子，其部分碱基序列为gaacauguu。将物质a加入试管甲中，反应后得到产物x。经测定产物x的部分碱基序列是cttgtacaa，则试管甲中模拟的是_过程。将提纯的产物x加入试管乙，反应后得到产物y。产物y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物y是_，试管乙中模拟的是_过程。将提纯的产物y加入试管丙中，反应后得到产物z。产物z是组成该病毒外壳的化合物，则产物z是_。(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。【解析】(1)由a为单链且含u，以此模板合成的物质中有t，故试管甲中模拟