1、基因指导蛋白质的合成及对性状的控制考点一、基因指导蛋白质合成的过程转录和翻译一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：转录的过程相关内容翻译过程相关内容密码子、反密码子2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1转录、翻译过程中有关图形解读(1)转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录(如左下图)。(2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图)。 (3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的
2、蛋白质。方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。2转录、翻译过程中碱基互补配对关系DNAACGGATCTTTGCCTAGAAmRNA(密码子)UGCCUAGAA反密码子ACGGAUCUU氨基酸半胱氨酸亮氨酸谷氨酸三、典例精析：1(2011江苏卷，7)关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性解析转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料
3、合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。 答案C2下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是()A每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带B每种氨基酸都可由几种tRNA携带C一种转运RNA可以携带几种结构相似的氨基酸D一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带答案D 解析tRNA中的反密码子和mRNA中的密码子一一对应，由于密码
4、子存在简并性的特点，一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带。 3已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A20个 B15个 C16个 D18个答案C 解析先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45个碱基对应15个密码子决定15个氨基酸，注意起始密码子决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个。 4如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是()A能给该过程提供遗传信息的只能是DNAB
5、该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应D该过程中有水产生答案D 解析翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项错误；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，B项错误；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项错误；氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。5(2010天津卷，2)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸A.TGU BUGA CACU DUCU答案C 解析密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知
6、，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是AC或UG，根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是U，结合选项可知，只有C项正确。解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基A配对的碱基是U。 6. (2012南京二模)下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题(1)图1中甲的名称为_，乙与丁在结构E的不同点是_。方框内表示该过程进行方向的箭头是_。(标“”或“”)(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是_(物质名称)。的最终结构是否相同？_(是/否)(3)从化学成分角度分析，以下与图2中结构的化学组成最相似的是_。A大肠杆菌 B噬菌体C染色体 D烟草花叶病毒
7、解析(1)图1中甲的名称为RNA聚合酶，组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖。(2)图2所示的生理过程是翻译，其模板是mRNA，的最终结构是相同的。(3)是由RNA和蛋白质构成的，A、B、C都含有DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质构成的。答案(1)RNA聚合酶组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖(2)mRNA是(3)D考点二、基因指导蛋白质合成的有关计算一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：基因指导蛋白质合成的有关计算2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条
8、单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中AT(或CG)与mRNA分子中UA(或CG)相等。2翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。3蛋白质的有关计算(1)蛋白质中氨基酸的数目肽键数肽链数。(肽键数失去的水分子数)(2)蛋白质平均相对分子质量氨基酸的平均相对分子质量氨基酸数(肽键数18)。(3)若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量a18(m)，若改为n个碱基对，则公式为a18(m)。三、
9、典例精析：1某条多肽的相对分子质量为2 778，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()A75对碱基 B78对碱基C90对碱基 D93对碱基解析设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量110m18(m1)2 778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。 答案D2一段原核生物的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个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为 ()A331166 B361272C1236
10、72 D113666答案B 解析一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，12个转运RNA，DNA中至少72个碱基。 考点三、中心法则解读一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：中心法则中心法则五个过程的比较2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1中心法则图解2中心法则五个过程的比较过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸AT TA CG GCDNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链A、U、
11、C、G四种核糖核苷酸AU TA CG GCRNA绝大多数生物翻译RNA多肽mRNA20余种氨基酸AU UA CG GC多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNARNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸AU UA CG GCRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNADNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸AT UA CG GCDNA某些致癌病毒、HIV等3.识图析图解读：(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病
12、毒，如HIV。三、典例精析：1(2010上海卷，21)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是()A.B.C.D.答案D 解析HIV病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。 2
13、中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表达)：_；_。(7)如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管分别模拟上图中哪个过程？_；_；_；_；_。答案： (1)DNA复制转录翻译逆转录 (2)c (
14、3)间(S)(4)细胞核 (5)tRNA(转运RNA)氨基酸 (6)如下图RNADNARNA蛋白质(7)abedc解析由图可知，a过程为DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；b为转录，在真核细胞中，主要发生在细胞核中，另外还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体中；c为翻译过程，发生在细胞质中；d过程为逆转录，主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信息传递过程；e为RNA的复制；tRNA在翻译过程中能识别mRNA上的密码子；RNA病毒遗传信息的传递和表达途径有 或RNADNARNA蛋白质。 3. (2010江苏卷，34)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应
15、答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为_。(2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。(3)
16、若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。答案： (1)GGUCCACTGACC(2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列 (4)CA解析从图中可以看出：甘氨酸在核糖体读取天冬氨酸密码子之前，其密码子应该为mRNA上的GGU； 在mRNA上的碱基序列为GGUGACUGG，所以对应模板链的DNA碱基序列应为CCACTGACC；Fe3浓度较低时，铁
17、调节蛋白与铁应答元件结合，阻止了核糖体在mRNA上的结合与移动，抑制了翻译的正常进行；当Fe3浓度高时翻译能够正常进行，既能有效减小Fe3对细胞的毒性，又不致造成细胞内物质和能量的浪费；图中显示：mRNA的碱基数量远远大于3n(n为氨基酸数)，是因为mRNA的两端存在不翻译氨基酸的碱基序列；要使色氨酸(密码子为UGG)变为亮氨酸(密码子为UUG)，只要模板链上的ACCAAC，即中间的碱基CA。 4.2011浙江五校联考)下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：(1)比较图一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，_和_也不同。(2)与图一中A链相比，C链特有的化学组成是_和_。(3)
18、图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为_。图三中可在人体正常细胞内发生的过程有_(填序号)。(4)图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，将Bt基因导入棉花细胞时，为避免基因转移影响其他植物，一般不会将该基因转入到棉花细胞的_中，d过程对应于图三中_过程(填序号)。活化的毒性物质应是一种_分子。解析(1)分析题图可知：图一为在RNA聚合酶的催化作用下，以DNA的一条链为模板的转录过程，图二为以DNA的两条链为模板在DNA聚合酶的催化作用下完成的DNA的复制过程，两过程除模板不同外，酶、原料也不同。(2)图一中的C链为RNA，与DNA链相比，其特有的化学组成是核糖和尿嘧啶。(3)图三所示是遗传信息的传递规律，被命名为中心法则：为DNA的复制、为转录、为翻译，三者均可在人体正常细胞内发生；为RNA的复制，为逆转录过程。(4)为避免基因转移影响其他植物，一般将目的基因转移到叶绿体或线粒体中。d过程为基因的表达过程，对应于图三中转录、翻译过程。由图可知，活化的毒性物质是一种多肽分子。答案(1)酶原料(2)核糖尿嘧啶(3)中心法则、(4)细胞核、多肽
