第1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制.ppt

1、体系概览,第1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制,知识排查,1在双链DNA中，已知其中一条链的(AG)/(TC)0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中(AG)/(CU)应是() A2.5 B1 C0.4 D1.25 答案：C 解析：转录按碱基互补配对原则进行，转录成的mRNA的碱基序列与模板链互补，与非模板链的碱基序列相比，将非模板链上的T换成U即可，即mRNA的(AG)/(CU)与非模板链的(AG)/(CT)相等。,2DNA的复制、转录和蛋白质的合成分别发生在() A细胞核、细胞质、核糖体 B细胞核、细胞核、核糖体 C细胞质、核糖体、细胞核 D细胞质、细胞核、核糖体

2、答案：B 解析：DNA的复制、转录均主要发生在细胞核中，翻译成蛋白质的过程发生在细胞质的核糖体上。,3下列对DNA的翻译过程的说法中，错误的是() A以细胞质中游离的氨基酸为原料 B以核糖体RNA作为遗传信息模板 C以转运RNA为氨基酸运输工具 D合成具有一定氨基酸序列的蛋白质 答案：B 解析：翻译时的模板是mRNA而不是核糖体RNA，故B项错误；所用的原料是细胞质中游离的氨基酸，故A项正确；转运RNA(tRNA)作为运输工具运载氨基酸，故C项正确；产物是具有一定氨基酸序列的蛋白质，故D项正确。,4从单尾鳍鱼的成熟卵中提取一种RNA，注入双尾鳍金鱼受精卵中，结果幼小的金鱼中有一些出现单尾鳍性状

3、。这种RNA之所以对性状遗传有明显作用，是因为() A这是鱼类的主要遗传物质 B是核糖体的基本化学成分 C是有关蛋白质合成的工具 D它以密码形式携带特定的遗传信息,答案：D 解析：鱼体细胞内的RNA有三种，即mRNA、tRNA、rRNA。其中tRNA的作用是转运氨基酸，rRNA是构成核糖体的化学成分，二者都不携带任何形式的遗传信息，只有mRNA上带有转录来的遗传信息，这些遗传信息可指导蛋白质的合成。,5下图表示有关遗传信息传递过程的模拟实验，分析回答： (1)图表示_过程，在植物体内进行的主要场所是_；图表示的实验过程与相比较，需要的特定的酶是_。,(2)需要解旋酶的过程有_。在高等动物细胞中

4、普遍存在的生理过程是_。(填代号) (3)各过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有_。(填代号),答案：(1)转录细胞核逆转录酶(2) (3) 解析：这五个模拟实验就是经完善后的“中心法则”，其中遗传信息流动的五条途径中，各条途径所需要的条件与原料不同，得到的产物也不同。加入核糖核苷酸要得到的就是RNA，而加入脱氧核糖核苷酸的则得到DNA，加入氨基酸的则将得到蛋白质。,考点突破 一、DNA和RNA 1DNA与RNA的比较,特别提醒：真核细胞的线粒体、叶绿体，以及原核细胞的拟核、质粒中也有少量DNA存在。 DNA特有碱基T，RNA特有碱基U，据此可判断核酸的种类。 细胞中因有DNA和RNA两种核酸

5、，所以就整个细胞而言，嘌呤与嘧啶未必相等。,2三种RNA的比较,续表,【典例1】下列关于RNA的叙述，不正确的是() ARNA可作为逆转录的模板 B转运RNA是翻译的模板 C信使RNA上有密码子 DRNA中没有T 解析：mRNA是翻译的模板。 答案：B,变式训练11 回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。 (1)将同位素标记的尿核苷(尿嘧啶和核糖的结合物)加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的有_、_、_。 (2)将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入_时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能复制传给下一代；当转入_时，在B细胞中虽然能合成相应的蛋白质，

6、但性状不会遗传。,(3)已知某基因片段碱基排列如下图所示。由它控制合成的多肽链中含有“脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸”的氨基酸序列。(脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG) GGCCTGAAGAGAAGT CCGGACTTCTCTTCA,a翻译上述多肽的mRNA是由该基因的_链转录的(以图中的或表示)。此mRNA的碱基排列顺序是_。 b若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“脯氨酸谷氨酸甘氨酸赖氨酸”。写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列

7、顺序：_。,思路点拨：由题干可获取以下信息：RNA含尿嘧啶U，而DNA不含；具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，mRNA仅起到翻译的模板的作用，然后被分解；mRNA是以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成的，mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基为一个密码子。解答本题首先要分清遗传信息的表达过程，并对相关的物质进行分析，然后按要求作答。,解析：(1)尿核苷是合成RNA的原料，真核生物的转录是在细胞核中进行的，转录的产物是RNA，包括信使RNA，核糖体RNA和转运RNA。 (2)在真核生物中，遗传物质是DNA，能复制表达并传给下一代的一定是DNA。mRNA可直接指导蛋白质的合成，但不

8、能复制，因此它不能传给下一代。,(3)a.假定链作模板链，它转录出的mRNA的碱基序列为CCGGACUUCUCUUCA，若CCG合成的是脯氨酸，但GAC不是谷氨酸的密码子，因此可断定链不是模板链；链转录出的mRNA的碱基序列为GGCCUGAAGAGAAGU，CCU是脯氨酸的密码子，GAA是谷氨酸的密码子，GAG也是谷氨酸的密码子，AAG是赖氨酸的密码子。因此它指导合成的多肽链符合“脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸”的氨基酸序列。,b已确定链作模板链，基因突变后已知氨基酸序列中的第三个氨基酸由谷氨酸变成甘氨酸，根据模板链推知此谷氨酸的密码子为GAG，通过与甘氨酸的密码子比较可知，因只相差一个碱基，故此甘

9、氨酸的密码子为GGG，因此可确定多肽链中此甘氨酸的密码子为GGG，据此可确定DNA片段链中CTC突变成了CCC，即T被C替换。据此可写出突变后链的碱基序列。,答案：(1)mRNAtRNArRNA(2)DNARNA(3)a.CCUGAAGAGAAGbGGACTTCCCTTC,二、DNA复制、转录、翻译的比较,特别提醒：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。 转录的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。 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。 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

10、，最后才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。,【典例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)形成链的过程叫做_，场所是_，需要的原料是_。 (2)形成链的过程与DNA复制的过程，都是遵循_原则。 (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)为RNA单链，是以DNA分子的一条链转录形成的，转录

11、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：AT，GC，AU。 (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,变式训练21 下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。 “甲硫氨酸脯氨酸苏氨酸甘氨酸缬氨酸” 密码子表

12、： 甲硫氨酸：AUG， 脯氨酸：ACU、ACC、ACA， 苏氨酸：ACU、ACC、ACA，,甘氨酸：GGU、GGA、GGG， 缬氨酸：GUU、GUC、GUA。 根据上述材料，下列描述中，错误的是() A这段DNA中的链起转录模板的作用 B决定这段多肽链的密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C这段多肽链中有4个“CONH”结构 D若这段DNA的链右侧第二个碱基T被G替代，这段多肽链中将会出现两个苏氨酸,解析：由甲硫氨酸及其密码子可推知：链为模板链；由链的碱基序列可推出密码子序列；这条多肽链由5个氨基酸组成，含4个肽键；若链中右侧第二个碱基T被G替代，则模板链中的相应碱基可能变成C

13、，而最后一个氨基酸的密码子就可能变成了GGA，对应的是甘氨酸，而不是苏氨酸。 答案：D,三、遗传信息、密码子和反密码子的比较 1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。,2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，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。 (2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。 3对应关系,【典例3】一段原核生物的

14、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的基因中至少含有的碱基数依次为() A32；11；66B36；12；72 C12；36；24 D11；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上的密码子至少有12个，mRNA上的碱基数至少为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(个)。 答案：B,拓展提升：转录中DNA(基因)决定RNA的性质，遵循碱基互补配对原则；而翻译

15、中，mRNA上密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。 翻译中，tRNA即转运氨基酸，能与mRNA上的密码子互补配对，起到翻译者的作用。 翻译中，形成的肽键数氨基酸个数肽链条数。,变式训练31 已知某tRNA一端的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() AGAT BGAU CCUA DCAT 解析：tRNA上反密码子是GAU，对应的密码子是CUA，CUA对应的DNA模板链的碱基为GAT。故A正确。 答案：A,四、基因表达中的相关数量计算 1基因中碱基数

16、与mRNA中碱基数的关系 转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。 2mRNA中碱基数与氨基酸的关系 翻译过程中，信使RNA中每3个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(或基因)碱基数目。,3计算中“最多”和“最少”的分析 (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。 (

17、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。,特别提醒：做题时应看清是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个数。 DNA(或基因)中的碱基对数密码子个数氨基酸个数311。,【典例4】如下图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基，四支试管内都有产物生成，请回答：,(1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是_过程；d试管内模拟的是_过程。 (2)b、c两试管内的产物都是_，但b试管内模拟的是_过程；c试管内模拟的是_过程；b试管的产物中最多含有_个碱基，有_个密码子。 (3)d试管中加入的酶比a试管加入的酶多了_

18、。 (4)若要在b试管中继续获得多肽，则至少还应加入_。,解析：考查遗传信息传递的有关知识，即考查中心法则的内容。(1)因为a与d两试管中加入的原料都是脱氧核苷酸，其产物又相同，所以该产物是DNA。而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。 (2)因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核苷酸，所以两试管中的产物都是RNA。而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此，b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，RNA含有的碱基应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子

19、，所以有10个密码子。c试管模拟的是RNA的复制。,(3)逆转录时需要逆转录酶的催化。 (4)若要在b试管内继续得到多肽，则需满足翻译过程所需的条件，所以至少还应加入各种氨基酸和tRNA及与多肽合成有关的酶。,答案：(1)DNA复制逆转录(2)RNA转录RNA复制3010(3)逆转录酶(4)各种氨基酸、tRNA、有关的酶,互动探究：(1)四支试管中模拟的生理过程能否都出现在人体细胞中？ (2)上述哪支试管中模拟的生理过程能出现在人的高度分化的细胞中？ 提示：(1)不能。a试管模拟的DNA复制和b试管模拟的转录过程可以发生在人体细胞中，而c试管模拟的RNA复制和d试管模拟的逆转录过程只能出现在某

20、些以RNA为遗传物质的病毒侵染宿主细胞时。 (2)b试管；高度分化的细胞：不再分裂，不发生DNA复制，基因表达，经转录、翻译合成蛋白质。,变式训练41 某具有遗传效应的DNA片段有碱基960个，此片段转录、翻译合成一条肽链，则此肽链在形成时应脱去的水分子数为() A480个 B319个 C160个 D159个 解析：蛋白质或多肽化合物在形成过程中要受基因控制，遵循中心法则，包括“转录和翻译”两个步骤，所以存在等量关系：基因(或DNA)的碱基个数信使RNA的碱基个数氨基酸的个数631。根据此关系可得本题中的“肽链”由160个氨基酸组成，进而计算出此肽链在形成时应脱去的水分子数为159个。 答案：

21、D,五、中心法则的理解与分析 1中心法则的内容图解 图解表示出遗传信息传递的5个途径,(1)a表示DNADNA(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DNARNA：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RNADNA：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RNARNA：以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。,特别提示：图中d(RNADNA的逆转录)和e(RNARNA的RNA自我复制)

22、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。 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。 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。,【典例5】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(),A若基因a被破坏，则向培养基中加入

23、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,变式训练51 在遗传信息的传递过程中不可能发生的是() ADNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基

24、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 CDNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板 DDNA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,六、基因的表达与个体发育之间的关系 1个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程，在这一过程中，生物个体的各种性状(或表现型)得以逐渐表现。个体发育过程是受遗传物质控制的，发育过程是细胞内基因表达的结果。,2个体发育过程中产生的众多细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状