高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第7講 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件 湘教版必修2（湖南專版）

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1、（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路） 一、 DNA復(fù)制、 轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較 1. 三者的區(qū)別續(xù)表續(xù)表 2.聯(lián)系 (1)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物而言，DNA復(fù)制發(fā)生于細(xì)胞分裂過(guò)程中，而轉(zhuǎn)錄和翻譯則發(fā)生于細(xì)胞分裂、分化等過(guò)程。(2)DNA中含有T而無(wú)U，而RNA中含有U而無(wú)T，因此可通過(guò)放射性同位素標(biāo)記T或U，研究DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄過(guò)程。(3)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在的部位，如細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒等部位。(4)轉(zhuǎn)錄出的RNA有3類，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。(5)一個(gè)mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條相同的肽鏈。(6)從核糖體上脫離下來(lái)的只是多肽鏈，多肽鏈還要在相應(yīng)的細(xì)胞器(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾

2、基體)內(nèi)加工，最后才形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的有活性的蛋白質(zhì)。 【例1】在遺傳信息的傳遞過(guò)程中，一般不可能發(fā)生的是() ADNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過(guò)程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 B核基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA穿過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯過(guò)程 CDNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄都是以DNA的一條鏈為模板，翻譯則是以mRNA為模板 DDNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D【解析】 DNA復(fù)制是分別以DNA的兩條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制，而不是以DNA的一條鏈為模板復(fù)制。 二、遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較存在位置含義生理作用遺傳信息DNA脫氧核苷酸(堿基對(duì))的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決

3、定氨基酸的排列順序密碼子mRNAmRNA上3個(gè)相鄰的堿基直接決定氨基酸的排列順序反密碼子tRNA與密碼子互補(bǔ)的三個(gè)堿基識(shí)別密碼子 1區(qū)別 2.聯(lián)系 (1)遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過(guò)轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。 (2)mRNA的密碼子直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到識(shí)別密碼子并轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)氨基酸的作用。 3對(duì)應(yīng)關(guān)系 密碼子、tRNA與氨基酸的數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系為：一種氨基酸可有多種密碼子，可由多種tRNA來(lái)運(yùn)輸，而一種密碼子只決定一種氨基酸，一種tRNA只運(yùn)輸一種氨基酸。 【例2】下列關(guān)于遺傳信息和遺傳密碼在核酸中的位置和堿基構(gòu)成的敘述中，正

4、確的是() A遺傳信息位于mRNA上，遺傳密碼位于DNA上，堿基構(gòu)成相同 B遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA、tRNA或rRNA上，堿基構(gòu)成相同 C遺傳信息和遺傳密碼都位于DNA上，堿基構(gòu)成相同 D遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA上，堿基構(gòu)成不同 【解析】遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA上，堿基構(gòu)成不同。D基因表達(dá)過(guò)程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計(jì)算1轉(zhuǎn)錄時(shí)，以基因的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，產(chǎn)生一條單鏈mRNA，則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半，且基因模板鏈中AT(或CG)與mRNA分子中UA(或CG)相等。2翻譯過(guò)程中，mR

5、NA中每3個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸，不考慮終止密碼子，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3，是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6 一、理論歸納1概述驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通常是指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是建立在已知結(jié)論基礎(chǔ)上的，實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，因此實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)也應(yīng)合乎實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的必然。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及方法當(dāng)我們需要回答設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，首先必須弄清單一變量(實(shí)驗(yàn)變量)，從而做到在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中有的放矢。一般性的設(shè)計(jì)如下所列：(1)如果需要提取、配制、處理實(shí)驗(yàn)材料則把提取、配制等操作

6、作為第一步。(2)編組標(biāo)號(hào)。研究對(duì)象、器皿等要編組標(biāo)號(hào)，設(shè)立實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組；注意控制無(wú)關(guān)變量，在措辭中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有測(cè)量應(yīng)測(cè)量記錄初始值。(3)實(shí)驗(yàn)處理。分別對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組施加單一變量；實(shí)驗(yàn)處理要遵循“單一變量和對(duì)照原則”。(4)培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄等。依然在措辭中體現(xiàn)對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制，經(jīng)常有“相同條件下”等字眼，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或記錄測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)由于有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模A(yù)測(cè)的結(jié)果是科學(xué)的、合理的、唯一的。預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要搞清楚實(shí)驗(yàn)結(jié)論的作出是以什么作為依據(jù)的，也就是實(shí)驗(yàn)進(jìn)行后可以觀察、分析、比較的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是什么。在闡述當(dāng)中盡量采用專業(yè)的

7、語(yǔ)言和名詞。一般的語(yǔ)言組織程序是“外因(人為施加的單一變量)由此引起的內(nèi)因變化(生理活動(dòng))內(nèi)因變化的直接結(jié)果(代謝結(jié)果)外部變化最終結(jié)果(實(shí)驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)象等)”。(2009全國(guó))已知2H2O2=2H2OO2，可以通過(guò)觀察反應(yīng)過(guò)程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來(lái)判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時(shí)驗(yàn)證過(guò)氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%的過(guò)氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。二、演練(1)實(shí)驗(yàn)步驟： 。 。 。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)

8、果預(yù)測(cè)及結(jié)論：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是 。由此可得出的結(jié)論是 。(3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放的速度最快的是 ，原因是 。取3支試管，各加入等量且適量H2O2溶液，放入37 恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過(guò)氧化氫酶溶液觀察各管中釋放氣泡的快慢加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性加FeCl3溶液的試管在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過(guò)氧化氫酶因高溫變性而失去了活性【解析】(1)要驗(yàn)證過(guò)氧化氫酶具有催化作用，應(yīng)選用反應(yīng)中加入蒸餾水與加入

9、過(guò)氧化氫酶進(jìn)行對(duì)比，要驗(yàn)證過(guò)氧化氫酶具有高效性，應(yīng)用過(guò)氧化氫酶與無(wú)機(jī)催化劑的催化效率對(duì)比，所以應(yīng)取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間，分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過(guò)氧化氫酶溶液，觀察各試管中釋放氣泡的速度。(2)酶的催化效率最高，加入酶的試管中反應(yīng)速度最快；其次是加FeCl3溶液的試管；加蒸餾水的試管中因沒(méi)有催化劑，所以反應(yīng)速度最慢。由此可以得出結(jié)論：酶具有催化作用和高效性。(3)80 高溫會(huì)使酶的結(jié)構(gòu)破壞而失去催化能力，與加入蒸餾水的試管反應(yīng)情況相同，因此加FeCl3溶液的試管反應(yīng)速度最快。 1.(2011江蘇)關(guān)于轉(zhuǎn)錄和

10、翻譯的敘述，錯(cuò)誤的是( )A轉(zhuǎn)錄時(shí)以核糖核苷酸為原料B轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA聚合酶能識(shí)別DNA中特定堿基序列CmRNA在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)D不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼的容錯(cuò)性C【解析】轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程，所以所需的原料為核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶能夠識(shí)別基因編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)中的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)并與之特異性結(jié)合，激活DNA的轉(zhuǎn)錄功能；翻譯過(guò)程中核糖體首先結(jié)合到mRNA上并沿著mRNA向前移動(dòng)，翻譯出多肽鏈；一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡(jiǎn)并性，其對(duì)生物體生存的意義在于減少因基因突變所引起的性狀上的改變。2.

11、(2011上海)右圖表示兩基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分子數(shù)在同一細(xì)胞內(nèi)隨時(shí)間變化的規(guī)律。若兩種mRNA自形成至翻譯結(jié)束的時(shí)間相等，兩基因首次表達(dá)的產(chǎn)物共存至少需要(不考慮蛋白質(zhì)降解)( )A4 h B6 h C8 h D12 h B3.(2011上海)原核生物的mRNA通常在轉(zhuǎn)錄完成之前便可啟動(dòng)蛋白質(zhì)的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質(zhì)，針對(duì)這一差異的合理解釋是( ) A原核生物的tRNA合成無(wú)需基因指導(dǎo) B真核生物tRNA呈三葉草結(jié)構(gòu) C真核生物的核糖體可進(jìn)入細(xì)胞核 D原核生物的核糖體可以靠近DNAD 4.根據(jù)表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是( ) C A.TGU BU

12、GA CACU DUCU 【解析】據(jù)表可推知mRNA的密碼子最后的堿基為U；DNA的一條鏈為TG，另一條鏈為AC，若DNA轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈為TG鏈，則mRNA的密碼子為ACU，若DNA轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈為AC鏈，則mRNA的密碼子為UGU。5.下表有關(guān)基因表達(dá)的選項(xiàng)中，不可能的是( )基因表達(dá)的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物A. 細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白基因 抗蟲(chóng)棉葉肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白B.人酪氨酸酶基因正常人皮膚細(xì)胞人酪氨酸酶C.動(dòng)物胰島素基因大腸桿菌工程菌細(xì)胞動(dòng)物胰島素D.兔血紅蛋白基因兔成熟紅細(xì)胞兔血紅蛋白D 【解析】抗蟲(chóng)棉葉肉細(xì)胞中存在細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白基因，細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白基因能夠表達(dá)產(chǎn)生細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白；正常人皮膚細(xì)胞中含有人酪氨酸

13、酶基因，人酪氨酸酶基因能夠表達(dá)產(chǎn)生人酪氨酸酶；大腸桿菌工程菌細(xì)胞存在動(dòng)物胰島素基因，動(dòng)物胰島素基因能夠表達(dá)產(chǎn)生動(dòng)物胰島素；兔成熟紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核，所以無(wú)兔血紅蛋白基因，不能表達(dá)產(chǎn)生兔血紅蛋白。 7.鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余Fe3的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成。當(dāng)Fe3濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動(dòng)，遇到起始密碼后開(kāi)始翻譯(如下圖所示)。回答下列問(wèn)題： (1)圖中甘氨酸的密碼子

14、是_，鐵蛋白基因中決定_的模板鏈堿基序列為_(kāi)。 (2)Fe3濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了_，從而抑制了翻譯的起始；Fe3濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免_對(duì)細(xì)胞的毒性影響，又可以減少_ _。GGU甘天色CCACTGACC核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng) 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)Fe3 (3)若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成，指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是_ _。 (4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過(guò)改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來(lái)實(shí)現(xiàn)，即由_。 mRNA兩端存在不翻譯的序列CA 【解析】本題考查基因表達(dá)的有關(guān)知識(shí)。鐵應(yīng)答元件位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游，其與鐵調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，導(dǎo)致核糖體不能沿mRNA移動(dòng)，從而無(wú)法進(jìn)行翻譯。Fe3對(duì)細(xì)胞有毒，鐵調(diào)節(jié)蛋白能夠儲(chǔ)存多余的Fe3，這樣就避免了Fe3對(duì)細(xì)胞的毒性影響，又可充分利用Fe3，減少物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。mRNA兩端(遠(yuǎn)離起始密碼和終止密碼)存在不翻譯的序列，所以mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于氨基酸數(shù)的3倍。