基因指导蛋白质的合成及对性状的控制

基因指导蛋白质的合成及对性状的控制第1页/共81页【点拨】1.mRNA、tRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。2.结构：有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。3.分布：在________内合成，通过_____进入细胞质。细胞核核孔信使RNA：

遗传信息传递的媒介。核糖体RNA：与蛋白质构成核糖体。转运RNA：转运氨基酸的工具。还有的RNA具有催化作用第2页/共81页1．DNA和RNA在真核细胞中存在部位有何区别？

2．若某生物全部核酸中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？

3．若某生物遗传物质中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？

共有细胞结构——细胞核、叶绿体和线粒体，而RNA可存在于核糖体中。

可能是细胞生物或RNA病毒，不可能是DNA类病毒，如噬菌体等。提问

可能是RNA类病毒，如HIV、SARS、烟草花叶病毒等；不可能是细胞生物和DNA类病毒。第3页/共81页

4．若某些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，则推断可能的核酸情况。

5.一个DNA分子含碱基m个，复制n次，请问第n次复制共需要游离的脱氧核苷酸多少个？

自助餐10渗透和质壁分离提示1个DNA分子＋2个RNA分子。提问第4页/共81页[判一判]

1．若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA ()

2．若A≠T、C≠G，则为单链DNA；若A＝T、C＝G，则一般认为是双链DNA()

3．若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA()

4．要确定是DNA还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率 ()√√√√第5页/共81页2.密码子和反密码子

⑴密码子存在于＿＿上，共有＿种。决定氨基酸的密码子有＿种；终止密码子有＿种，不决定氨基酸；起始密码子有＿种，决定氨基酸。

⑵反密码子存在于＿＿上(如图)

①结构：三叶草状，有四条臂

和四个环。

②位点

③种类：＿种。

④单链结构，但有配对区域，

不能出现“＿”碱基。氨基酸结合位点反密码子mRNA6461tRNA261T3第6页/共81页

名师点拨①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸；终止密码子不决定氨基酸。

②一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运，但一种tRNA只能转运一种氨基酸。

密码子的特点专一性简并性通用性第7页/共81页3.对应关系脱氧核苷酸序列第8页/共81页2.联系DNA核糖核苷酸序列遗传密码氨基酸序列遗传性状表现出性状脱氧核苷酸序列遗传信息基因mRNA转录蛋白质翻译复制第9页/共81页遗传信息、密码子和反密码子的比较1.区别存在位置含义生理作用遗传信息密码子反密码子DNAmRNAtRNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序直接决定mRNA中碱基排列顺序,间接决定氨基酸排列顺序mRNA上三个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序识别密码子与密码子互补配对的三个碱基第10页/共81页2.联系(1)遗传信息是基因或DNA上中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。(2)mRNA上的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，tRNA上的反密码子则起到识别密码子的作用。第11页/共81页计算：基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系即：蛋白质中氨基酸的数目至少=1/3mRNA中的碱基数目=1/6DNA(基因)中的碱基数目第12页/共81页mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图

①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。一个核糖体合成的一条多肽链②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。③方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。识图真核细胞必须转录完成再翻译第13页/共81页

提醒图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。分析：图中的多肽链是否相同？第14页/共81页如图为原核细胞转录、翻译的示意图，图示是否表示有4条多肽链正在合成？不能表示4条多肽链正在合成，而表示有4条mRNA正在合成。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，即有4条mRNA链，而同一条mRNA链上结合多个核糖体，同时合成若干条多肽链，由图可知，mRNA的形成先后顺序为由右到左。原核细胞可以边转录边翻译第15页/共81页DNA复制、转录和翻译的比较1.区别复制转录翻译时间场所模板原料细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核核糖体DNA的两条单链DNA的一条链mRNA4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸第16页/共81页复制转录翻译条件产物模板去向解旋酶、DNA聚合酶、ATP解旋酶、RNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA2个双链DNA1个单链RNA多肽链分别进入两个子代DNA分子中恢复原样,重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸第17页/共81页复制转录翻译特点遗传信息的传递意义边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录1条mRNA上同时结合多个核糖体合成多条肽链DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质传递遗传信息表达遗传信息,使生物表现出各种性状第18页/共81页

二、遗传信息的转录和翻译

项目转录翻译场所主要是

细胞质中的

模板DNA(基因)的一条链原料4种＿＿＿＿＿20种＿＿＿其他条件酶(RNA聚)和ATP酶、ATP和

(搬运工具)碱基配对方式信息传递DNA→mRNAmRNA→蛋白质产物RNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列顺序的多肽核糖核苷酸氨基酸细胞核核糖体mRNADNA

mRNAA——

——A

C——GG——CmRNA

tRNAA——

——AC——GG——C合酶等tRNAUUTU第19页/共81页

三、中心法则的提出及发展

1．提出人：＿＿＿。

2．完善的中心法则内容(用简式表示)

克里克过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TT-AC-GG-CDNA绝大多数生物DNA转录DNA→RNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸A-UT-AC-GG-CRNA绝大多数生物翻译RNA→多肽mRNA20余种氨基酸A-UU-AC-GG-C多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNA→RNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸A-UU-AC-GG-CRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TU-AC-GG-CDNA某些致癌病毒、HIV等第20页/共81页中心法则的理解与分析(1)所有生物的中心法则DNA转录逆转录RNA翻译蛋白质复制复制碱基互补配对原则在哪些过程中发生？对应着哪些结构？注意？翻译过程中：mRNA中密码子与tRNA中反密码子间存在碱基互补配对第21页/共81页(2)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则(3)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则第22页/共81页(4)HIV等逆转录病毒的中心法则第23页/共81页3．识图析图

解读：⑴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。

⑵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⑴逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。

⑵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)。第24页/共81页

连一连规律色素等非蛋白质类物质体现生物性状都属于间接控制途径。四、基因、蛋白质与性状的关系

1．基因对性状的控制第25页/共81页2.基因控制性状的途径(1)直接途径①机理：基因——→蛋白质结构——→生物体性状。②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)间接途径①机理：基因——→酶的合成——→细胞代谢——→生物性状。②实例：白化病、豌豆的粒形。控制控制控制控制控制第26页/共81页2．基因与性状的关系第27页/共81页【高考警示钟】基因与性状的关系(1)基因是遗传物质的结构和功能单位。(2)一般而言，一个基因决定一种性状。(3)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(5)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。第28页/共81页1．教材63页图4－4转录过程图解。

2．教材65页学会使用密码子表并关注特殊密码子及与氨基酸的关系。

3．教材62页图4－1，教材63页图4－3和教材66页图4－5，借图识别不同RNA及五碳糖。

4．教材66页图4－6蛋白质合成示意图。

5．教材67页图示及左边小字部分。

6．教材71页[技能训练]。

7．经典好题：教材67页中二拓展题；教材77页一中识图作答题和教材78页四中1题。回扣教材第29页/共81页知识网络DNAmRNA密码子翻译rRNAmRNAtRNA第30页/共81页基因转录出的初始RNA，经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的mRNA。某些剪切过程不需要蛋白质性质的酶参与。大多数真核细胞mRNA只在个体发育的某一阶段合成，不同的mRNA合成后以不同的速度被降解。下列判断不正确的是（

）

A．某些初始RNA的剪切加工可由RNA催化完成

B．一个基因不可能参与控制生物体的多种性状

C．mRNA的产生与降解与个体发育阶段有关

D．初始RNA的剪切、加工不在核糖体内完成D第31页/共81页【思维判断】1.RNA与DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。()【分析】RNA与DNA在化学组成上是有区别的，组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，而组成RNA的五碳糖是核糖；T是组成DNA的碱基，U是组成RNA的碱基。√第32页/共81页2.转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。()【分析】对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料，以DNA的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶绿体和线粒体中也能合成RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。×第33页/共81页3.密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对应关系。()【分析】密码子位于mRNA上，是由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成的，一种密码子只能决定一种氨基酸，但是一种氨基酸可以由多种密码子来决定。因此，密码子与氨基酸之间并不是简单的一一对应关系。×第34页/共81页4.决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。()【分析】密码子有64种，但决定氨基酸的密码子只有61种。反密码子是指位于tRNA上，可以与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的三个相邻碱基，当反密码子与密码子发生碱基互补配对时，tRNA会携带相应氨基酸，进行翻译过程，故反密码子的个数与决定氨基酸的密码子的个数相同，有61种。×第35页/共81页突破考点·提炼方法第36页/共81页1．(2011·江苏卷，7)关于转录和翻译的叙述，错误的是 (

)

A．转录时以核糖核苷酸为原料

B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性提升分析推断能力

——基因指导蛋白质合成的过程——转录和翻译典例引领考点60

解析转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时第37页/共81页由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。

答案

C

排雷⑴基因表达的含义：包括转录和翻译两个过程；表达的产物为蛋白质(包括结构蛋白和有催化作用的酶)。

⑵转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。

⑶密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。第38页/共81页考点剖析1．转录、翻译过程中有关图形解读

⑴转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录(如左下图)。第39页/共81页⑵翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图)。

提醒

①碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子，故A—U，U—A配对，不能出现T。②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。④翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。第40页/共81页

⑶mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图

①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋第41页/共81页第42页/共81页第43页/共81页白质。③方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。

提醒图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。2．转录、翻译过程中碱基互补配对关系DNAACGGATCTTTGCCTAGAAmRNA(密码子)UGCCUAGAA反密码子ACGGAUCUU氨基酸半胱氨酸亮氨酸谷氨酸第44页/共81页

提醒⑴决定氨基酸的三个碱基应为mRNA上的密码子，查密码子表也以此为依据。

⑵数密码子个数的规则：①从左向右；②每相邻的3个碱基构成1个密码子；③不能重叠数，即第二个密码子必须为第4～6个碱基。

⑶示例：

图示mRNA中包含三个遗传密码子，分别为UAG、CUA、GAA。第45页/共81页

1．如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DNA

B．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．该过程中有水产生对位训练第46页/共81页

答案

D

解析翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项错误；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，B项错误；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项错误；氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。第47页/共81页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 (

)

A．75对碱基 B．78对碱基

C．90对碱基 D．93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＝110m－18(m－1)＝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第48页/共81页

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：

⑴DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。

⑵在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。

⑶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。第49页/共81页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。考点剖析第50页/共81页3．蛋白质的有关计算

⑴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)

⑵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)。

⑶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/6·a－18(n/6－m)，若改为n个碱基对，则公式为n/3·a－18(n/3－m)。

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。第51页/共81页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()

A．33

11

66

B．36

12

72

C．12

36

72

D．11

36

66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。第52页/共81页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③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①～⑤过程

C．①～⑤过程中都能发生碱基互补配对

D．③过程中碱基互补配对时，遵循A—U、U—A、C—G、G—C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第53页/共81页

答案

C

排雷⑴DNA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A—T、U—A、C—G、G—C的配对原则。⑵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。⑶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。⑷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。第54页/共81页1．中心法则图解

2．中心法则五个过程的比较考点剖析过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TT-AC-GG-CDNA绝大多数生物DNA转录DNA→RNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸A-UT-AC-GG-CRNA绝大多数生物翻译RNA→多肽mRNA20余种氨基酸A-UU-AC-GG-C多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNA→RNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸A-UU-AC-GG-CRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TU-AC-GG-CDNA某些致癌病毒、HIV等第55页/共81页3．识图析图

解读：⑴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。

⑵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⑴逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。

⑵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)。第56页/共81页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⑴a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是＿＿＿＿、＿＿＿、＿＿和＿＿。

⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是＿＿(用图中的字母回答)。

⑶a过程发生在真核细胞分裂的＿＿＿＿期。

⑷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)细胞核第57页/共81页⑸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＿＿＿＿。

⑹RNA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)：

①

；

②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑺如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管①～⑤分别模拟上图中哪个过程？

①＿；②＿；③＿；④＿；⑤＿。

RNA→DNA→RNA→蛋白质tRNA氨基酸a

b

e

d

c第58页/共81页

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RNA→DNA→RNA→蛋白质。第59页/共81页

遗传信息、密码子和反密码子的区别与联系

⑴含义及作用

①遗传信息：基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。

②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。

③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。

⑵联系

①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。

②mRNA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第60页/共81页⑶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：第61页/共81页⑴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＿＿＿＿＿＿＿

⑵Fe3＋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上的结合与移动第62页/共81页浓度高时，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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑷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C→A第63页/共81页

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ACC→AAC，即中间的碱基C→A。第64页/共81页

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。第65页/共81页

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．①～⑤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④和⑤都发生在细胞质中

D．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶(可促进DNA螺旋化)的活性红霉素能与核糖体结合利福平抑制RNA聚合酶的活性第66页/共81页

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④和⑤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。第67页/共81页

纠错笔记⑴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。

⑵RNA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。

⑶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。

⑷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)。第68页/共81页

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DNA

B．遗传信息可从蛋白质流向DNA

C．遗传信息可从DNA流向蛋白质

D．遗传信息可从RNA流向蛋白质第69页/共81页检测落实·体验成功第70页/共81页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

C．mRNA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。第71页/共81页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。第72页/共81页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mR