【状元之路】（新课标通用）2014高考生物一轮复习 第20讲 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制课件

第20讲基因指导蛋白质的合成及对性状的控制探究命题回扣教材整合考点课后练习轻轻松松读教材提纲挈领学要点01回扣教材夯实基础一、遗传信息的转录1．RNA的结构1.真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的(

)2．原核生物的mRNA转录的同时就与核糖体结合(

)3．一个密码子决定一个氨基酸，一个氨基酸只有一个密码子(

)4．基因是DNA分子携带的遗传信息(

)5．DNA是蛋白质合成的直接模板(

)思维判断

6．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质(

)

答案：1．×

2.√

3.×

4.×

5.×

6.×考点分类抓基础点点击破我能行02整合考点破解疑难比较项目DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基A、T、C、GA、U、C、G五碳糖脱氧核糖核糖空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构分类通常只有一类mRNA、tRNA、rRNA三类比较项目DNARNA相同点①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G②二者都是核酸，核酸中的碱基序列代表遗传信息联系：RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA特别提醒

DNA与RNA的判定方法(1)若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。(2)若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。所以用放射性同位素标记T或U，可探知DNA或RNA，若大量利用T，可认为进行DNA的合成；若大量利用U，可认为进行RNA的合成。(3)若嘌呤≠嘧啶，肯定不是双链DNA(如果含有T那么可能为单链DNA，否则可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶，则可能既有双链DNA又有RNA。[应用训练1]对于下列图解，正确的说法有(

)①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③共有5种碱基④共有8种核苷酸⑤共有5种核苷酸⑥A均代表同一种核苷酸A．①②③

B．④⑤⑥C．②③④

D．①③⑤[解析]

由图可知，此过程是DNA的转录过程，整个过程涉及5种碱基：A、T、C、G、U，但由于组成DNA和RNA的五碳糖不同，故分别有4种核苷酸，共8种核苷酸。[答案]

C复制转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂)的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件都需要特定的酶和ATP产物2个双链DNA一个单链RNA(mRNA，tRNA，

rRNA)多肽链(或蛋白质)复制转录翻译产物去向传递到2个子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白质或功能蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解碱基配对A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C遗传信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种性状

特别提醒

①复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。②转录的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。③一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同肽链。④从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链往往还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。[应用训练2]下图表示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)。(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，都是遵循__________原则。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(3)③链进入细胞质后与__________结合，在合成蛋白质的过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是__________(依次填写两个氨基酸的名称)。(4)若该基因复制时发生差错，当上图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。[解析]

(1)③为RNA单链，是以DNA分子的一条链转录形成的，转录的场所为细胞核，需以核糖核苷酸为原料。(2)DNA复制和转录的过程都要遵循碱基互补配对原则：A—T，G—C，A—U。(3)信使RNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，以氨基酸为原料，以转运RNA为运载工具合成蛋白质，mRNA中有AUG对应甲硫氨酸，GUG对应缬氨酸。(4)当a处A变成G时，信使RNA上此处的碱基序列由GUU变为GUC，对应的氨基酸仍为缬氨酸，对蛋白质结构无影响。[答案]

(1)转录细胞核四种核糖核苷酸(2)碱基互补配对(3)核糖体甲硫氨酸、缬氨酸(4)无影响(5)33图解表示出遗传信息传递的5个途径(1)a表示DNA→DNA(或基因到基因)：主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程，表示遗传信息的传递。(2)b表示DNA→RNA：主要发生在细胞核中的转录过程。(3)c表示RNA→蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，b、c共同完成遗传信息的表达。(4)d表示RNA→DNA：少数RNA病毒，例如SARS病毒、HIV在宿主细胞内的逆转录过程。(5)e表示RNA→RNA：某些以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。特别提醒

①图中d(RNA→DNA的逆转录)和e(RNA→RNA的RNA自我复制)过程，在病毒单独存在时不能进行，只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才能发生。②逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知mRNA为模板合成目的基因。这是获得目的基因的重要手段。③中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。2．中心法则与基因表达的关系(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的发育过程中。[应用训练3]如下图所示，红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成为它所需要的氨基酸。据图分析，以下叙述正确的是(

)基因a基因b基因c

酶a酶b酶c

原料―→鸟氨酸―→瓜氨酸―→精氨酸ＫA．若基因a被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活B．若基因b被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活C．若基因b不存在，则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成D．基因c不能控制酶c的合成[解析]

基因可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状。从图示可知，基因a、b、c分别控制酶a、b、c的合成，进而控制三个连续的化学反应。基因a被破坏，由原料→鸟氨酸的途径被切断，若不加入鸟氨酸，则面包霉不能存活；同理若基因b被破坏，则向培养基中加入瓜氨酸，面包霉才可存活；若基因b不存在，则酶b不能合成，则由鸟氨酸→瓜氨酸途径不能进行。[答案]

A[应用训练4]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[解析]

DNA复制是以DNA的两条链为模板进行的，转录是以DNA的一条链为模板进行的；组成DNA、RNA、蛋白质的基本单位分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，因此，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。[答案]

C高端突破巧思维攻艰克难攀高峰03探究命题剖解实验【导例】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(

)A．32，11，66

B．36，12，72C．12，36，24 D．11，36，72[解析]

此多肽含有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12×3＝36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36×2＝72。[答案]

B[方法规律]

(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。(3)蛋白质的有关计算：①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)②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)。[应用解题]

已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。假设编码某多肽分子的基因中一条链的碱基排列顺序为ACCACAGTC……AGGAACTTCGAT(其中“……”表示省略了214个碱基，并且不含有编码终止密码的序列)，若以此链为模板转录，最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是(

)A．74

B．75

C．77

D．78[解析]从题中基因的碱基序列中首先找到CAC，由此转录出的碱基即为GUG(起始密码)；再找到ACT，由此碱基则可转录出UGA(终止密码)，所以该mRNA为7＋214＋7＝228个碱基，最终形成的多肽分子中氨基酸的个数为(228－3)/3＝75，肽键为75－1＝74。[答案]

A[理论指导]遗传信息的传递与表达、基因对性状的控制是遗传学的重要基础知识，通过相关实验，探究基因对蛋白质合成过程的控制机理或基因对性状的控制过程可有助于加强对转录、翻译过程、基因与性状、环境因子对性状的影响等重点知识的理解与掌握，因此在复习中，可有意尝试相关内容的实验设计与探究训练，特别要关注“高起点、低落点”的基础性较强的实验探究题型的训练。[典例分析]

在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后，科学家们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，如图所示，请回答：(1)实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是___________________________________。(2)细胞提取液为该实验具体提供了__________________________。(3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的原因是______________________。(4)要确保实验结论的科学性，需设计对照实验。本题目所给实验中，对照实验是_________