轮复习基因指导蛋白质合成

第六单元,遗传的物质基础,氾水高中陈军2013.9.7,基因指导蛋白质的合成及对性状的控制2,2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，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基B78对碱基C90对碱基D93对碱基,提升计算能力基因指导蛋白质合成的有关计算,典例引领,考点61,解析设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量110m18(m1)2778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。答案D,排雷基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目参加转移的tRNA数目1/3mRNA的碱基数目1/6基因中的碱基数。这个比例关系都是最大值，原因如下：DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的6倍多。,1转录时，以DNA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DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中AT(或CG)与mRNA分子中UA(或CG)相等。2翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1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。,考点剖析,3蛋白质的有关计算蛋白质中氨基酸的数目肽键数肽链数。(肽键数失去的水分子数)蛋白质平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数(肽键数18)。若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量n/6a18(n/6m)，若改为n个碱基对，则公式为n/3a18(n/3m)。提醒解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。,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分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为()A331166B361272C123672D113666,对位训练,答案B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；一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，12个转运RNA，DNA中至少72个碱基。,3下图为中心法则图解。下列有关的叙述中，正确的是()A过程只发生在含有逆转录酶的病毒中B转基因生物中能够体现过程C过程中都能发生碱基互补配对D过程中碱基互补配对时，遵循AU、UA、CG、GC的原则,提升识图析图及分析推断能力中心法则解读,典例引领,考点62,答案C排雷DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。含有逆转录酶的生物只有病毒，病毒只有在其宿主细胞中才能发生逆转录过程，在病毒中不能发生逆转录过程。现有的转基因生物是细胞生物，只能发生复制、转录和翻译过程，不能发生逆转录和RNA分子的复制过程。逆转录时，遵循AT、UA、CG、GC的配对原则。大分子有机物DNA、mRNA与蛋白质的核苷酸或氨基酸序列，都可蕴含遗传信息，但小分子的氨基酸、核苷酸就不能蕴含遗传信息。中心法则中每一过程能准确进行，主要取决于两个方面：前者为后者的产生提供了一个标准化的模板；严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。需解旋酶的过程转录和DNA复制；需RNA聚合酶的过程转录和RNA复制；需DNA聚合酶的过程逆转录和DNA复制。,1中心法则图解2中心法则五个过程的比较,考点剖析,3识图析图,解读：图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。注意逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸)即可确定为DNA复制(转录)。,3中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：,对位训练,a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、和。需要tRNA和核糖体同时参与的过程是(用图中的字母回答)。a过程发生在真核细胞分裂的期。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。,DNA复制,转录翻译逆转录,c,间(S),细胞核,能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是。RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表达)：；。如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管分别模拟上图中哪个过程？；。,RNADNARNA蛋白质,tRNA,氨基酸,abedc,解析由图可知，a过程为DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；b为转录，在真核细胞中，主要发生在细胞核中，另外还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体中；c为翻译过程，发生在细胞质中；d过程为逆转录，主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信息传递过程；e为RNA的复制；tRNA在翻译过程中能识别mRNA上的密码子；RNA病毒遗传信息的传递和表达途径有或RNADNARNA蛋白质。,遗传信息、密码子和反密码子的区别与联系含义及作用遗传信息：基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，决定氨基酸的排列顺序。反密码子：与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基，起识别密码子的作用。联系遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，可传递到mRNA的核糖核苷酸上。mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子与密码子互补配对，在翻译中起作用。,方法体验基因控制蛋白质合成,对应关系,典例(2010江苏卷，34)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Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：,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Fe3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；Fe3,GGU,CCACTGACC,核糖体在mRNA上的结合与移动,浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA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。若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是。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。,Fe3,细胞内物质和能量的浪费,mRNA两端存在不翻译的序列,CA,解析从图中可以看出：甘氨酸在核糖体读取天冬氨酸密码子之前，其密码子应该为mRNA上的GGU；“”在mRNA上的碱基序列为GGUGACUGG，所以对应模板链的DNA碱基序列应为CCACTGACC；Fe3浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，阻止了核糖体在mRNA上的结合与移动，抑制了翻译的正常进行；当Fe3浓度高时翻译能够正常进行，既能有效减小Fe3对细胞的毒性，又不致造成细胞内物质和能量的浪费；图中显示：mRNA的碱基数量远远大于3n(n为氨基酸数)，是因为mRNA的两端存在不翻译氨基酸的碱基序列；要使色氨酸(密码子为UGG)变为亮氨酸(密码子为UUG)，只要模板链上的ACCAAC，即中间的碱基CA。,体会解答此题关键是能够准确结合图像理解基因表达过程及基本概念(遗传信息、密码子与反密码子)的内涵和外延。由此提醒考生要充分利用教材中过程图像直观地表达和理解相关生理过程。,典例结合图表分析，下列有关说法正确的是(),易错警示对中心法则相关知识模糊不清,A可发生在人体健康细胞中B青霉素和利福平能抑制DNA的复制C结核杆菌的和都发生在细胞质中D环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和,解析不同抗菌药物的抗菌机理不同，青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，红霉素能抑制翻译过程，中心法则中的和发生在以RNA为遗传物质的病毒在宿主细胞内的增殖过程中，人体的健康细胞中是不存在该过程的。答案D,错因分析本题易错之处有三：一是混淆原核细胞与病毒遗传信息在增殖过程中的异同，误选C；二是不能将表格中的抗菌机理与中心法则中的DNA复制、转录和翻译有机联系起来，误选B；三是不清楚不同生物遗传信息传递与表达的途径有所不同，误选A。,纠错笔记高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作模板)和转录(DNA一条链作模板)。,答案C解析由题意可知，遗传信息可直接从DNA流向蛋白质，而不需要通过mRNA。,纠错训练用链霉素或新霉素，可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译成多肽，说明()A遗传信息可从RNA流向DNAB遗传信息可从蛋白质流向DNAC遗传信息可从DNA流向蛋白质D遗传信息可从RNA流向蛋白质,1.(2011海南卷，15)关于RNA的叙述，错误的是()A少数RNA具有生物催化作用B真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的CmRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸,题组一关于RNA的考查,答案B解析mRNA和tRNA都是在细胞核内转录形成的。,尝试练习,2(2011上海卷，20)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是()A原核生物的tRNA合成无需基因指导B真核生物tRNA呈三叶草结构C真核生物的核糖体可进入细胞核D原核生物的核糖体可以靠近DNA,答案D解析原核生物无核膜阻隔，核糖体可以靠近DNA，故可转录、翻译同时进行。,3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一种转运RNA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,题组二核心概念密码子、反密码子的考,答案D解析tRNA中的反密码子和mRNA中的密码子一一对应，由于密码子存在简并性的特点，一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带。,4已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A20个B15个C16个D18个,答案C解析先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45个碱基对应15个密码子决定15个氨基酸，注意起始密码子决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个。,5(2010上海卷，21)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是()A.B.C.D.,题组三中心法则的考查,答案D解析HIV病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIVDNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成,病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。,6(2010天津卷，2)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()A.TGUBUGACACUDUCU,题组四转录、翻译过程的考查,答案C解析密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知，苏氨酸,的密码子前两个碱基分别是AC或UG，根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是U，结合选项可知，只有C项正确。解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基A配对的碱基是U。,7