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(shí)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(gè)氨基酸的3個(gè)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(gè)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(gè)跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失3個(gè)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(shí)間時(shí)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(gè)體發(fā)育過程中個(gè)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(cuò)誤的是下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較中錯(cuò)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(shí)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?？梢韵嗬^結(jié)合多個(gè)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(gè)mRNA上可以結(jié)合多個(gè)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(shí)，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。基因?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(gè)堿基個(gè)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(gè)肽鍵含有多少個(gè)肽鍵A4B5C6 D7 解析本題的解決需要三個(gè)方面的知識(shí)：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(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)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(gè)肽鍵，所以含有氨基酸12個(gè)，所以mRNA上的密碼子至少12個(gè)，mRNA上的堿基數(shù)至少為12336個(gè)；決定氨基酸的密碼子是12個(gè)，所以需要的tRNA也是12個(gè)；因?yàn)閙RNA中堿基至少有36個(gè)，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(gè)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(gè)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(gè)基因決定，甚至一個(gè)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(cuò)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(gè)基因可以控制多種性狀D一個(gè)性狀可以由多個(gè)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(shí)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(gè)堿基對，則由它所控制形成的信使RNA中含有的密碼子個(gè)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(cuò)誤】錯(cuò)選B或C項(xiàng)。 【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選B或C項(xiàng)的原因具體分析如下。 【正確解答】D易錯(cuò)選項(xiàng)易錯(cuò)選項(xiàng)錯(cuò)因分析錯(cuò)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(gè)個(gè)堿基對

15、，誤認(rèn)為是堿基對，誤認(rèn)為是1 000個(gè)堿基。個(gè)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(gè)數(shù)及相應(yīng)蛋白質(zhì)中堿基個(gè)數(shù)及相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸的個(gè)數(shù)的比值為中氨基酸的個(gè)數(shù)的比值為331，mRNA中中一個(gè)密碼子含一個(gè)密碼子含3個(gè)堿基，所以個(gè)堿基，所以mRNA中密碼子中密碼子個(gè)數(shù)是個(gè)數(shù)是1 000/3333.3，不超過，不超過333個(gè)個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)的敘對如圖有關(guān)知識(shí)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(gè)基因在短時(shí)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(shí)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(gè)，其中有3個(gè)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(cuò)筆記】(1)數(shù)量關(guān)系：一個(gè)mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)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。