高考生物一輪課件 第六單元第21講基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成及基因?qū)π誀畹目刂?新人教版

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1、第 21 講基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成及基因?qū)π誀畹目刂埔?、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1RNA的結(jié)構(gòu)(1)基本單位： 。(2)結(jié)構(gòu)：一般是單鏈。(3)種類 (mRNA)：蛋白質(zhì)合成的模板。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)： 。 (rRNA)：核糖體的組成成分。 主干知識整合核糖核苷酸核糖核苷酸信使信使RNA運(yùn)載氨基酸運(yùn)載氨基酸核糖體核糖體RNA2轉(zhuǎn)錄 場所場所 主要在主要在 模板模板原料原料 4種游離的種游離的配對原則配對原則、CG、GC、產(chǎn)物產(chǎn)物細(xì)胞核細(xì)胞核DNA的一條鏈的一條鏈核糖核苷酸核糖核苷酸AUTARNA二、遺傳信息的翻譯1翻譯(1)概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸以 為模板，合成具有 的過程。(2)場所： 。

2、(3)運(yùn)載工具： 。(4)堿基配對：AU、 、CG。 mRNA一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)核糖體核糖體tRNAUA、GC2密碼子(1)概念：在mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基。(2)種類： ，其中決定氨基酸的密碼子有 。3反密碼子(1)概念： 上可以與mRNA上的 互補(bǔ)配對的3個堿基。(2)種類： 。 64種種61種種tRNA密碼子密碼子61種種三、中心法則的提出及其發(fā)展1中心法則的提出(1)提出人：克里克。(2)基本內(nèi)容(用關(guān)系簡式表示)： 2發(fā)展(1)RNA腫瘤病毒的遺傳信息流向：RNA 。(2)致癌RNA病毒能使遺傳信息流向：RNA 。3完善后的中心法則內(nèi)容(用簡

3、式表示)：RNADNA四、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1基因?qū)π誀畹拈g接控制(1)機(jī)理：基因通過控制 來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。(2)實(shí)例：白化病是由于控制 的基因異常引起的。2基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?1)機(jī)理：基因通過控制 直接控制生物體的性狀。 酶的合成酶的合成酪氨酸酶酪氨酸酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(2)實(shí)例：囊性纖維病是由于編碼一個跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失3個堿基引起的。3基因與性狀的關(guān)系(1)基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的 關(guān)系。(2)生物體性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)性狀(表現(xiàn)型)是由 和 共同控制的。 線性線性基因型基因型環(huán)境環(huán)境考點(diǎn)一：DNA的基本功能的基本功能高頻考點(diǎn)突破功

4、能功能遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息表達(dá)復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時間時間有絲分裂間期和減數(shù)第一次有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期分裂間期個體發(fā)育過程中個體發(fā)育過程中場所場所主要在細(xì)胞核，少部分在線主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體粒體和葉綠體細(xì)胞核細(xì)胞核核糖體核糖體原料原料4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸種核糖核苷酸20種氨基酸種氨基酸模板模板DNA的兩條鏈的兩條鏈DNA中的一條鏈中的一條鏈mRNA條件條件特定的酶和特定的酶和ATP特定的酶、特定的酶、ATP和和tRNA堿基堿基配對配對AT、CG、TA、GCAU、GC、TA、CGAU、GC、UA、CG【對位訓(xùn)練】1下列關(guān)

5、于轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較中錯誤的是下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較中錯誤的是A需要的原料不同需要的原料不同B所需酶的種類不同所需酶的種類不同C均可以在線粒體和葉綠體中進(jìn)行均可以在線粒體和葉綠體中進(jìn)行D堿基配對的方式相同堿基配對的方式相同解析所考查知識點(diǎn)為堿基互補(bǔ)配對原則。轉(zhuǎn)錄的過程是以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程，配對的堿基是A與U或T與A，C與G或G與C，所需的原料是游離的核糖核苷酸；翻譯的過程是以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，堿基的互補(bǔ)配對發(fā)生在信使RNA上的堿基與轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的堿基之間，配對的堿基是A與U或U與A，C與G或G與C，所需的原料是氨基酸。答案D2以下是某種

6、分泌蛋白的合成過程示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是 A此過程有水生成，主要發(fā)生在細(xì)胞核中B上面所有的堿基都可以和上相應(yīng)的堿基配對C上通常可以相繼結(jié)合多個D形成后即進(jìn)入高爾基體加工，然后分泌出細(xì)胞解析圖示為翻譯過程，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，mRNA上的終止密碼子沒有反密碼子對應(yīng)。多肽鏈第一加工場所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后進(jìn)入高爾基體內(nèi)再加工。一個mRNA上可以結(jié)合多個核糖體，這能大大提高翻譯速率。答案C 1基因中堿基數(shù)與mRNA中堿基數(shù)的關(guān)系轉(zhuǎn)錄時，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄?；?yàn)殡p鏈結(jié)構(gòu)而RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。 考點(diǎn)二：基因表達(dá)

7、中相關(guān)數(shù)量計(jì)算基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量計(jì)算【對位訓(xùn)練】3已知已知AUG、GUG為起始密碼子，為起始密碼子，UAA、UGA、UAG為終止密碼子，某信使為終止密碼子，某信使RNA的堿基排列順序如下：的堿基排列順序如下：AUUCGAUGAC(不含終止密碼子的不含終止密碼子的10個堿基個堿基)CUCUAGAUCU，則此信使，則此信使RNA控制合成的多肽鏈最多控制合成的多肽鏈最多含有多少個肽鍵含有多少個肽鍵A4B5C6 D7 解析本題的解決需要三個方面的知識：一是起始密碼子能決定氨基酸，終止密碼子不能決定氨基酸；二是要從所給的信使RNA的堿基排列順序中確定能決定氨基酸的起始密碼子，然后查找決定氨基酸的密碼子數(shù)

8、目。答案B 4一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)以及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含堿基數(shù)，依次為A32；11；66 B36；12；72C12；36；24 D11；36；72解析此多肽含有11個肽鍵，所以含有氨基酸12個，所以mRNA上的密碼子至少12個，mRNA上的堿基數(shù)至少為12336個；決定氨基酸的密碼子是12個，所以需要的tRNA也是12個；因?yàn)閙RNA中堿基至少有36個，所以轉(zhuǎn)錄它的基因中堿基數(shù)至少為36272。答案B 1中心法則與生物種類的關(guān)系圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。(1)以DNA

9、為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞。 考點(diǎn)三：基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂?2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞(3)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能傳遞遺傳信息：它是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中。表達(dá)遺傳信息：它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。 【特別提醒】(1)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。生物所遵循的法則。(2)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在被復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在被RNA病毒寄生的病毒寄生的細(xì)胞中。細(xì)胞中。(3)逆轉(zhuǎn)錄酶在基因工程中是一種很重要的酶，它逆轉(zhuǎn)錄酶在基因工

10、程中是一種很重要的酶，它能以已知的能以已知的mRNA為模板合成目的基因。為模板合成目的基因。 2基因?qū)π誀羁刂频姆绞交蚩刂菩誀钚杞?jīng)過一系列步驟，基因控制性狀有如下兩種方式： (1)直接途徑：基因 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì) 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 生物性狀，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維病。(2)間接途徑：基因 酶或激素 細(xì)胞代謝 生物性狀，如白化病、豌豆的粒型。 控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制控制3基因與性狀的關(guān)系(1)一般說來，一對基因控制一對相對性狀，但也有性狀由多個基因決定，甚至一個基因影響生物的多種性狀。(2)生物的性狀表現(xiàn)是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。 【對位訓(xùn)練】5 5(2010(2010上海綜合

11、上海綜合) )19831983年科學(xué)家證實(shí)，引起艾滋年科學(xué)家證實(shí)，引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒病的人類免疫缺陷病毒(HIV)(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正確表示確表示HIVHIV感染人體過程的感染人體過程的“遺傳信息流遺傳信息流”示意圖是示意圖是 解析HIV病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，能控制宿主細(xì)胞合成逆轉(zhuǎn)錄酶，以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA，該DNA又和人體細(xì)胞核內(nèi)的DNA整合在一起，整合后的HIVDNA分子在人體細(xì)胞又可以復(fù)制，還可以轉(zhuǎn)錄出RNA，以RNA為模板翻譯成病毒的蛋白質(zhì)。該DNA轉(zhuǎn)錄而來的RNA可作為HIV的遺傳物質(zhì)。該病毒無法控制宿主細(xì)胞合成RNA

12、復(fù)制酶，故HIV的RNA不能復(fù)制，所以A、B、C錯誤。答案D 6人類白化病和苯丙酮尿癥是由代謝異常引起的疾病，下圖表示在人體代謝中產(chǎn)生這兩類疾病的過程。由圖中不能得出的結(jié)論是 A基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物的性狀B基因可以通過控制酶的合成來控制生物的性狀C一個基因可以控制多種性狀D一個性狀可以由多個基因控制解析本題主要考查基因?qū)π誀畹目刂?。由圖可以看出在人體內(nèi)苯丙氨酸能否轉(zhuǎn)化成苯丙酮酸、多巴胺和黑色素，與酶的合成直接相關(guān)，而酶的合成是由基因控制的；基因1若發(fā)生變化，則多巴胺和黑色素的合成都受影響；多馬胺和黑色素的合成分別受基因1、基因4和基因1、基因2的控制。答案A 答題技能培養(yǎng)方法

13、體驗(yàn)遺傳信息、密碼子和反密碼子三者之間的關(guān)系圖示(1)不同生物體內(nèi)的DNA分子上的遺傳信息不同，但它們都共用一套密碼子；(2)一種密碼子只對應(yīng)一種氨基酸，但一種氨基酸可以由不止一種密碼子決定；(3)一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，但一種氨基酸可以由不止一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。 【典例】(2010天津理綜天津理綜)根據(jù)下表中的已知條件，根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是判斷蘇氨酸的密碼子是 DNA雙鏈雙鏈TGmRNAtRNA反密碼子反密碼子A氨基酸氨基酸蘇氨酸蘇氨酸A.TGU BUGACACU DUCU【解析】由表格信息無法直接確定轉(zhuǎn)錄的模板鏈，因DNA兩鏈間、模板鏈與mRNA間、mRNA與反

14、密碼子間均遵循堿基互補(bǔ)配對原則及密碼子位于mRNA上可判斷蘇氨酸的密碼子為ACU或UGU?！敬鸢浮緾 【典例1】如圖表示細(xì)胞內(nèi)遺傳信息表達(dá)的過程，根據(jù)所學(xué)的生物學(xué)知識回答：易誤警示一、遺傳信息表達(dá)的過程不清晰若圖l的所示的分子中有1 000個堿基對，則由它所控制形成的信使RNA中含有的密碼子個數(shù)和合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類最多不超過A166和55 B166和20C333和111 D333和20【常見錯誤】錯選B或C項(xiàng)。 【錯因分析】錯選B或C項(xiàng)的原因具體分析如下。 【正確解答】D易錯選項(xiàng)易錯選項(xiàng)錯因分析錯因分析B項(xiàng)項(xiàng)概念理解不清。把概念理解不清。把所示的分子中有所示的分子中有1 000個個堿基對

15、，誤認(rèn)為是堿基對，誤認(rèn)為是1 000個堿基。個堿基。DNA中堿基中堿基對的數(shù)目和對的數(shù)目和mRNA中堿基個數(shù)及相應(yīng)蛋白質(zhì)中堿基個數(shù)及相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)的比值為中氨基酸的個數(shù)的比值為331，mRNA中中一個密碼子含一個密碼子含3個堿基，所以個堿基，所以mRNA中密碼子中密碼子個數(shù)是個數(shù)是1 000/3333.3，不超過，不超過333個個C項(xiàng)項(xiàng)審題不清。把合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類誤審題不清。把合成的蛋白質(zhì)中氨基酸種類誤認(rèn)為氨基酸數(shù)目，氨基酸種類最多認(rèn)為氨基酸數(shù)目，氨基酸種類最多20種種二、對mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系模糊圖示中4個核糖體合成的4條多肽鏈因?yàn)槟０錷RNA相同，所以合成

16、了4條相同的肽鏈，而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，也不是合成出4條不同的肽鏈。 【典例2】(2012金陵中學(xué)模擬金陵中學(xué)模擬)對如圖有關(guān)知識的敘對如圖有關(guān)知識的敘述，正確的是述，正確的是 ADNA模板鏈中的密碼子能夠決定氨基酸B核糖體是蛋白質(zhì)合成場所，一個基因在短時間內(nèi)可表達(dá)出多條同種多肽鏈C該圖是真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖D圖中可能有64種tRNA參與【解析】密碼子存在于mRNA中；轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯已開始，即轉(zhuǎn)錄和翻譯同時在擬核區(qū)進(jìn)行，則該圖應(yīng)為原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、翻譯示意圖；密碼子共有64個，其中有3個是終止密碼，在翻譯中不決定氨基酸，故參與的tRNA不是64種?！敬鸢浮緽 【糾錯筆記】(1)數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體。(2)目的、意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。(3)方向：從左向右(見上圖)，判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短，長的翻譯在前。(4)結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。