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2011届生物高考一轮复习课件:必修2 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成


第4章

基因的表达

考纲内容及能力要求

考向定位

1.遗传信息的转录和 1.遗传信息的转录和翻译过程及相关计 翻译Ⅱ ? 算? 2.基因对性状的控制Ⅱ 2.基因与蛋白质及性状的关系

第1节 基因指导蛋白质的合成

基础梳理

基因指导蛋白质的合成过程的基本概念理解

基础梳理
基因 1.遗传信息是指__________中控制遗传性状的脱氧核苷酸 种类 数量 的排列顺序。脱氧核苷酸的__________、_____、排列顺序 _____ 决定了遗传信息的多样性,从而决定了__________的多样 蛋白质 性。? 2.遗传学上把__________上决定一个氨基酸的三个相邻碱 mRNA 64 基叫一个密码子;密码子共有__________种,其中决定氨 61 基酸的密码子有__________种。?

3.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,它的一端

是携带氨基酸的部位,另一端有三个碱基,叫__________, 61 反密码子 tRNA共有__________种,而氨基酸只有__________种,故
一种氨基酸可由一种或多种tRNA来转运。 20 ? 易错提示: 起始密码子:2种,即AUG、GUG, 61种编码 密 也编码氨基酸 氨基酸 码 普通密码子:59种,只编码氨基酸 子 种 终止密码子:3种,即UAA、UGA、UAG,不编码? 类 氨基酸,只是终止信号

归纳整合
一、三种RNA的比较?
mRNA 分布部 位 特点 常与核糖 体结合 tRNA 细胞质中 一端能与氨基酸结合,另一端有 反密码子,这些反密码子与 mRNA上的遗传密码子互相配对 rRNA 与蛋白质结合形成核糖 体 由核仁组织区的DNA转 录而来,是核糖体的组 成物质 它与多种蛋白质结合成 核糖体,作为蛋白质生 物合成的“装配机” 单链

带有从 DNA转录 下来的遗 传信息 翻译时作 模板
单链

功能
结构

翻译时作搬运氨基酸的工具
单链,常有部分碱基对形成三叶 草结构

共同点 ①都是转录产生;②基本单位相同;③都与翻译过程有关

二、遗传信息、密码子和反密码子的区别? 1.遗传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷酸(碱基)的排

列顺序。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相
邻碱基的排列顺序。反密码子是指转运RNA上的一端的三 个碱基的排列顺序。? 2.密码子的特点? (1)三个碱基合在一起(三联体密码)决定一个氨基酸。? (2)密码的解读是从mRNA上某一个固定的碱基排列开始的, 按5′→3′的取向,每三个碱基为一区段进行解读。?

(3)蛋白质合成的终止是由不对应任何氨基酸的无义密码子
决定。? (4)三联体单位中三个碱基都不重复解读,密码子与密码子 之间不存在多余的碱基。? (5)有的氨基酸具有两种以上的密码子。? (6)遗传密码对于所有生物都是共通的。? 3.遗传信息、密码子和反密码子的区别?

(1)位置不同。遗传信息位于DNA分子的基因上,密码子位 于 mRNA 上,反密码子位于 tRNA 上。这里要注意的是,

DNA 分子上并不是所有片段都代表着遗传信息,非基因上
的脱氧核苷酸的排列不含遗传信息。? (2)作用不同。遗传信息决定着mRNA上密码子的排序,密

码子决定着氨基酸的种类,tRNA 上的反密码子则保证了
tRNA 准确地运载相应的氨基酸。 ? (3)不同的生物个体具有不同的基因遗传信息,从而转录成

不同的 mRNA,但由于生物个体共用一套密码子与反密码
子,因此不同生物的密码子、反密码子和tRNA 的种类是相 同的。

跟踪训练
1. (2009年山东卷)细胞分化是奢侈基因选择性表达的
结果。下列属于奢侈基因的是( ) A.血红蛋白基因 C.DNA解旋酶基因 B.ATP合成酶基因? D.核糖体蛋白基因?

解析:本题考查了对于基因选择性表达概念的理解。
只有在红细胞中,控制血红蛋白合成的基因才能选择性地 表达。而其他选项中,ATP合成酶基因、DNA解旋酶基因、

核糖体蛋白基因是在每一个具有生命活动的细胞中都要表
达而分别合成ATP合成酶、DNA解旋酶、核糖体蛋白的。 答案: A

2.(双选) (2009年广东卷,改编)有关蛋白质合成的 叙述,正确的是( )? A.起始密码子不编码氨基酸? B.每种tRNA只运转一种氨基酸? C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息? D.核糖体可在mRNA上移动? 解析:携带遗传信息的是DNA。 答案: BD

转录和翻译

基础梳理
1.遗传信息的转录?

DNA主要存在于细胞核中,因此,转录过程主要发生在
细胞核 一条链 __________中,RNA是在细胞核中以DNA的__________为 RNA聚合 模板合成的,在此过程中用到__________酶,在转录的过程

中也存在着碱基互补配对,配对关系是 A-U,G-C,T-A,C-G 。
?

转录过程:第一步:DNA双链解开,DNA双链的碱基

得以暴露。第二步:游离的__________随机地与DNA链上 核糖核苷酸 碱基互补 氢键 的碱基碰撞,当两者__________时,便以__________相结
合。第三步:新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 __________上。第四步:合成的mRNA从DNA链上释放, mRNA分子 而后,__________恢复。 DNA双链

2.遗传信息的翻译?

mRNA 进入细胞质以后,游离在细胞质中的各种氨基酸, mRNA 就 以 __________ 为 模 板 合 成 具 有 一 定 氨 基 酸 顺 序 的
多肽 翻译 __________,这一过程叫__________。在此过程中用到的 tRNA “工人”是__________。?

翻译过程:(以课本的图解为例)第一步:mRNA进入细

胞质,与__________结合。携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱 核糖体
基AUG互补配对,进入位点1。第二步:携带组氨酸的 tRNA __________以同样的方式进入位点2。第三步:甲硫氨酸 通过与组氨酸形成 肽键 而转移到占据位点2的tRNA上。 第 四 步 : 核 糖 体 沿 着 ? mRNA? 移 动 , 读 取 下 一 个 密码子 __________,原占据位点 1的tRNA离开核糖体,占据位点 2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA 糖体读取到mRNA的__________。? 终止密码 进入 位点2,继续肽链的合成。重复步骤二、三、四,直至核

归纳整合
一、复制、转录、翻译的比较
复制 时期 场所 模板 原料 条件 碱基配对方 式 遗传信息传 递方向 特点 产物 细胞分裂的间期 细胞核、线粒体、 叶绿体 转录 在生长发育的连续过程中 细胞核、线粒体、叶绿体 以DNA解旋的一条链为模板 4种核糖核酸 酶、能量 A-U T-A? C-G G-C DNA→RNA 边解旋边转录,转录后的DNA仍 然保留原来的双链结构 1条单链的mRNA 翻译 在生长发育的连续过程中 细胞质中核糖体上 以mRNA为模板 20种氨基酸 酶、能量、tRNA A-U U-A? C-G G-C RNA→蛋白质 mRNA分子可被多个核糖体结合 进行多肽链的合成 多肽或蛋白质

以DNA解旋的两条 链为模板
4种脱氧核苷酸 酶、能量 A-T T-A? C-G G-C DNA→DNA 边解旋边复制半保 留复制

两个双链 DNA分子

跟踪训练
1.(2009年上海卷)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 C.90对碱基 B.78对碱基? D.93对碱基?

解析:设氨基酸为N个,110N-18(N-1)=2778,解得N=30, 所以密码子数为31,多肽的基因长度至少是93对碱基。 答案: D?

2. (2009年海南卷)有关真核细胞DNA复制和转录 这两种过程的叙述,错误的是( )? A.两种过程都可在细胞核中发生?

B.两种过程都有酶参与反应?
C.两种过程都以脱氧核苷酸为原料? D.两种过程都以DNA为模板?

解析:两种过程都可在细胞核中发生;两种过程都有 酶参与反应;两种过程都以DNA为模板;DNA复制以脱氧

核苷酸为原料,转录以核糖核苷酸为原料。
答案: C

热点聚焦

对基因表达的理解
(2009年重庆卷)下表有关基因表达的选项 中,不可能的是( ) 基因 A B C D 表达的细胞 表达产物

细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白

解析::抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因,
细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白;正常人皮 肤细胞中含有人酪氨酸酶基因,人酪氨酸酶基因能够表达 产生人酪氨酸酶;大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基 因,动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素;兔成熟红 细胞中无细胞核,所以其细胞内无兔血红蛋白基因,不能 表达产生兔血红蛋白。? 答案:D?

名师点睛 :1.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。?
2.翻译中,tRNA既转运氨基酸,又能与mRNA上的密码 子互补配对,起了翻译者的作用。

3.翻译中,形成的肽键数=氨基酸个数-肽链条数。?
4.mRNA、rRNA、tRNA都是由DNA转录产生的,在翻 译过程中一起发挥作用。

热点训练
下列关于细胞基因复制与表达的叙述,正确的是( )? A.一种密码子可以编码多种氨基酸? B.基因的内含子能翻译成多肽? C.编码区增加一个碱基对,只会改变肽链上的一个氨基

酸?
D.DNA 分 子 经 过复制后,子 代DNA 分 子 中(C+T)/ (A+G)=1

解析:本题考查的是DNA复制和基因表达的相关知识。 一种密码子只能编码一种氨基酸,故A不正确。内含子不 编码蛋白质,故B不正确。编码区增加一个碱基对可能改 变一个或多个氨基酸,也可能不改变氨基酸的排列顺序, 故C不正确。 答案: D

课时作业

1.(2009年深圳一模)下列关于复制、转录和翻译的说法正
确的是( )? A.三个过程在所有生活细胞都能进行?

B.三个过程发生的场所都是细胞质?
C.三个过程都要通过碱基互补配对来完成? D.复制与转录的模板相同,而与翻译的模板不同?

解析:高度分化的细胞一般不能进行DNA复制,A错; DNA复制主要发生在细胞核,B错;DNA复制是以解旋的 两条母链为模板,转录是以DNA片段(基因)的一条链为模板, 翻译是以mRNA为模板,D错。?

答案:C

2.(2009年佛山一模,改编)下列有关mRNA的描述,错误 的是( )? A.mRNA可作为蛋白质合成的直接模板? B.mRNA上的三个相邻的碱基可组成一个密码子? C.mRNA上的四种脱氧核苷酸可组合成64种密码子,代表 20种氨基酸? D.mRNA只有与核糖体结合后才能发挥它的作用?

解析:mRNA上的核苷酸不是脱氧核苷酸,而是核糖
核苷酸。? 答案:C

4.(2009年惠州一模)某蛋白质分子由一条含176个氨基酸
的肽链构成。下列叙述中正确的是( )? A.参与合成该多肽的tRNA最多可有61种?

B.参与合成该多肽的细胞器应该有4种?
C.组成该多肽的氨基酸应该有20种? D.该多肽的模板mRNA上能被翻译的密码子最多可有64种

解析:参与合成该多肽的细胞器是核糖体和线粒体, 选4种是误以为是蛋白质的分泌过程。组成该多肽的氨基酸 不一定有20种;终止密码子UAA、UAG、UGA并不编码任何氨 基酸,起着终止肽链合成的作用。?

答案:A

8.(2009年深圳一模)下列有关基因表达的叙述,正确的是 ( )? A.基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达?

B.细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成来进行表达?
C.蛋白质合成旺盛的体细胞中,核DNA多,mRNA也多? D.细胞出现生理功能上稳定的差异,根本原因是基因表达

的差异?
解析:细胞中的基因表达具有选择性;蛋白质合成旺 盛的体细胞中,核DNA不变,mRNA增多。? 答案:AD

9.(2009年湛江一模)美国某研究小组最新发现抑癌基

因邻近的基因合成了反义RNA,反义RNA可以与抑癌基因
转录形成的mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达, 使细胞癌变,如下图所示。请据图回答下列问题:?

(1)①过程称为 要的原料是 对是 此时 。

,主要在

中进行。? 。需

(2)与②过程直接有关的核酸除图中所示外还有

(3)与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基 ,如果细胞中出现了杂交分子,则抑癌基因被沉默, (填序号)过程被抑制。?

(4)抑癌基因的主要作用是
答案:(1)转录

。?

细胞核 (2)tRNA(或tRNA和rRNA)

氨基酸 (3)A—U ② (4)阻止细胞的不正常增殖

10.(2009年汕头二模)下图表示真核生物体内DNA传递遗 传信息的某过程,请据图回答:?

(1)该图表示的是遗传信息的

过程,在小麦根细胞中

发生该过程的场所有,在细胞
期。?

周期中该过程发生在


(2)③是以①、②中的哪一条链为模板形成的?

写出③的碱基序列:
? 。?

。③中的C所形成的基本单位

与②中的C所形成的基本单位是同种物质吗?说明理由:

答案:(1)转录 细胞核和线粒体 间?

(2)① CAUGCA 不是。③中的C所形成的基本单
位是胞嘧啶核糖核苷酸,②中的C是胞嘧啶脱氧核苷酸






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