1、一、从基因到蛋白质 1基因的概念 基因是具有遗传效应的 片段；遗传信息是指基因中 的排列顺序。基因遗传信息的表达是通过基因控制 来实现的。DNA脱氧核苷酸蛋白质的合成遗传密码子：a概念：mRNA 上决定一个氨基酸的 。b种类：。3个相邻的碱基64种2转录和翻译(1)转录：多肽链mRNA(2)翻译：概念：按照 上密码子的信息指导氨基酸分子合成 的过程。场所：。条件：、多种 和多种酶的共同参与。过程：mRNAtRNA氨基酸细胞质核糖体遗传信息传递方向：。mRNA多肽RNA二、基因对性状的控制 1基因的主要功能：把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的 ，从而决定生物体的 。2.中心法则：3
2、信息流：遗传信息可以从 DNA 流向 DNA，即完 成 ，也可以从 DNA 流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的 和 过程。4完善：历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA 流向 以及从 RNA 流向 这两条途径，比以往更加完善。多肽和蛋白质性状DNA的自我复制过程转录翻译DNA5基因对性状的控制(1)生物体的性状包括生物体所表现出来 的 和 特性。(2)生物体的一个性状有时受 基因的影响，而有些基因还会影响 性状。三、人类基因组计划 1启动时间：年。2主要内容：完成人体 条染色体上的全部基因的 、和 测定。形态特征生理生化多个多种190024遗传图谱物理图谱序列图谱和基因图谱一、遗
3、传信息的转录 1结合第四章第二节 DNA 的结构，比较 DNA 和 RNA。2.遗传信息、密码子、反密码子的比较 3.仔细分析教材 P68 图 410，探究下列问题：如下所示为一段 DNA 分子，如果以链为模板进行转录，试回答下列问题：(1)写出对应的 mRNA 的碱基序列。提示：AUGAUAGGGAAAC。(2)转录成的 RNA 的碱基序列，与作为模板的 DNA 单链的碱基序列有何关系？与 DNA 的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？提示：转录成的 RNA 的碱基序列，与作为模板的DNA 单链的碱基序列互补配对。相同点：a.碱基数目相等；b.都含 A、G、C 3 种碱基。不同点：RNA 中含
4、有 U，DNA 中含有 T。二、遗传信息的翻译 1结合教材 P70 表 41 中 20 种氨基酸的密码子表思考：(1)密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？提示：密码子共有 64 种，但有 3 种为终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有 61 种。(2)一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码的简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示：密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，可能并不会改变对应的氨基酸。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。2结合图解，
5、思考：(1)基因中的碱基数、mRNA 分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？提示：基因中的碱基、mRNA 分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为 631。(2)在蛋白质合成过程中，DNA 中碱基数、mRNA 中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？提示：不一定。因在一段多肽链对应的 mRNA 中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的 DNA 中，还含有一些不能转录为 mRNA 的 DNA 片段。3判断正误(1)氨基酸与密码子之间具有一一对应的关系。()(2)转录过程也遵循碱基互补配对原则，即 A 与 T 配对，G 与 C 配对。()(3)基因上决定一个氨
6、基酸的三个相邻碱基是一个密码子。()(4)tRNA 只含三个碱基，它在翻译过程中起到重要作用。()(5)终止密码子是能使转录过程终止的密码子。()4连线 三、基因对性状的控制和人类基因组计划 1阅读教材 P7273，探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的。(用中心法则表示)(1)以 DNA 为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写传递过程图解。提示：。(2)在以RNA 为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写传递过程图解。含有 RNA 复制酶的生物：提示：。含有逆转录酶的生物：提示：。2病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗？提示：不能。只能发生在宿主细胞内。3判断正误(1)
7、细胞生物可发生“中心法测”中的全部箭头所表示的信息流。()(2)由于人体细胞中 X、Y 染色体差别较大，故“人类基 因组计划”要测定 24 条染色体的遗传序列。()一、DNA复制与转录、翻译的比较特别提醒(1)一个 mRNA 翻译出的多肽链不一定是一条，可以同时附着多个核糖体，翻译出多条多肽链。(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。二、转录、翻译中的有关计算 1基因中碱基、RNA 中碱基和氨基酸的数量关系(1)转录时只以 DNA 的一条链为模板，因此转录形成的 mRNA 分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。(2)翻译过程中，mRNA 中每
8、3 个碱基决定 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。2基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系 基因中碱基数mRNA 中碱基数蛋白质中氨基酸数631。特别提醒(1)上述比例关系只是针对基因中的碱基，而不是整个 DNA分子。(2)由于终止密码子的存在，mRNA 中碱基数比氨基酸数的3 倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。三、基因与性状的关系 1生物体的性状是由基因决定的，常见的是一个基因决定一个性状，但有些基因还会影响多种性状。另外，生物体的一个性状有时还受多个基因的影响，如身高。2生物的性状是由基因决定的，同时还受环境条件的影响，
9、性状是基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。例 1(浙江高考)某生物基因表达过程如图所示，下列叙述与该图相符的是()A在 RNA 聚合酶作用下 DNA 双螺旋解开 BDNARNA 杂交区域中 A 应与 T 配对 CmRNA 翻译只能得到一条肽链 D该过程发生在真核细胞中 答案：A解析 在进行转录时，RNA 聚合酶与 DNA 分子的某一启动部位相结合，使 DNA 片段的双螺旋解开，选项 A 正确；图示 DNA 上的碱基 A 应与 RNA 上的碱基 U 配对，选项 B 错误；图示一个 mRNA 分子上有若干个核糖体同时进行多条多肽链的合成，故选项 C错误；由图示知，转录该细胞和翻译是同
10、时进行的，只能发生在原核细胞内，选项 D 错误。例 2 已知甲、乙、丙 3 种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方向如图所示(注：图中单螺旋线表示 RNA，双螺旋线表示 DNA)，据图回答下列问题：(1)对三种类型的病毒分别举例：甲 ；乙 ；丙 。(2)图中 1、8 表示遗传信息的 过程。图中 2、5、9 表示遗传信息的 过程。图中 3、10 表示 ，该过程进行所必需的物质条件是 。(3)图中 7 表示遗传信息的 ，此过程需有 酶的作用。这一现象的发现，其意义是 。研析 本题借助过程图示考查中心法则。具体解题过程如下：审提取信息信息 a：甲病毒信息传递过程为 信息 b：乙病毒信息传递过程为 信息
11、 c：丙病毒信息传递过程为 析解读信息具有甲图示遗传信息传递过程的病毒是 DNA病毒，如噬菌体；具有乙图示遗传信息传递过程的病毒是 RNA病毒，如烟草花叶病毒；具有丙图示遗传信息传递过程的病毒是逆转录病毒，如 HIV。答规范解答(2)第一空只答“复制”不得分，第二空必须答全，若答成“模板、DNA 聚合酶、脱氧核苷酸和能量”可以得分，若将其中“脱氧核苷酸”答成“核苷酸”则不得分。答案(1)噬菌体 烟草花叶病毒 HIV(2)转录 翻译 DNA 的复制 模板、酶、脱氧核苷酸和 ATP(3)逆转录 逆转录 对“中心法则”的重要补充 例 3 下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图：从图中可得出()A一种
12、物质的合成只受一个基因的控制 B基因可通过控制酶的合成来控制代谢 C若基因不表达，则基因和也不表达 D若基因不存在，但瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸 解析 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶的参与，而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性，基因不表达时，基因、仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因不存在，酶不能合成，则瓜氨酸精氨酸琥珀酸的途径不能进行。答案：B填充：转录 翻译 逆转录 核糖体 核糖核苷酸 课堂归纳网络构建1以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成 RNA 的过程称转录。2转录产生的 RNA 有信使 RNA(mRNA
13、)、核糖体RNA(rRNA)和转运 RNA(tRNA)等。通过转录，DNA 分子把遗传信息传递到 mRNA 上。3mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基叫做一个遗传密码子，在全部 64 个密码子中，有 61 个密码子负责 20 种氨基酸的编码，其余 3 个为终止密码子，不编码任何氨基酸，作用是终止翻译过程。4翻译是指在细胞质中的核糖体上，严格按照 mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为多肽链的过程。关键语句5tRNA 的一端携带一个氨基酸，另一端有相对应的3 个特定碱基，这 3 个碱基只能专一性地与 mRNA 上相对应的 3 个碱基配对。6基因的主要功能：把遗传信息转变为由特定的氨基
14、酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。7生物体的基因组成(基因型)是性状表现必须具备的内在因素，生物体的一个性状有时受多个基因影响，而有些基因还会影响多种性状。表现型基因型环境。8人类基因组计划的主要内容：完成人体 24 条染色体上的全部基因的遗传图、物理图和全部碱基的序列测定。知识点一、从基因到蛋白质 1对一个基因的正确描述是()基因是 DNA 分子上特定的片段 它的分子结构首先由摩尔根发现 它决定着某一遗传性状或功能 它的化学结构不会发生变化 A和 B和 C和 D和 答案：B解析：基因是指具有遗传效应的 DNA 片段，即特定的片段；基因通过控制蛋白质的合成来实现对某遗传性
15、状的控制或决定某一功能，如催化功能(酶)、调节功能(激素)；基因的化学结构在一定的内、外环境条件影响下也会发生变化。2(海南高考)关于 RNA 的叙述，错误的是()A少数 RNA 具有生物催化作用 B真核细胞内 mRNA 和 tRNA 都是在细胞质中合成的 CmRNA 上决定 1 个氨基酸的 3 个相邻碱基称为密码子 D细胞中有多种 tRNA，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸 解析：真核细胞内的 mRNA 和 tRNA 主要是在细胞核中合成的；少数 RNA 是酶，具有催化作用；mRNA 上决定 1 个氨基酸的 3 个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种 tRNA 只能识别并转运一
16、种氨基酸。答案：B3多选DNA 复制和转录的共同点是()A需要多种酶参与 B只在细胞核内进行 C遵循碱基互补配对原则 D不需要 ATP 提供能量 解析：DNA 复制和转录都以 DNA 为模板，DNA 主要存在于细胞核内，但在叶绿体和线粒体中也含有少量的 DNA，故 DNA复制和转录可在细胞核内进行，也可在叶绿体和线粒体中进行。DNA 复制和转录过程都需要 ATP 提供能量。答案：AC4下列对中心法则所包含的各个过程的理解，不正确的是()A都在细胞核中进行 B都需要细胞提供能量 C都需要模板、酶和原料 D都遵循碱基互补配对原则 解析：中心法则的内容是：，翻译过程在核糖体上进行。答案：A答案：B5
17、(新课标全国卷)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的()AtRNA 种类不同 BmRNA 碱基序列不同 C核糖体成分不同 D同一密码子所决定的氨基酸不同 解析：蛋白质中各种氨基酸的排列顺序是由 mRNA上碱基序列所决定的。知识点二、基因对性状的控制 6如图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：(1)图中所合成肽链的原料来自 和 。(2)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的 步骤；该步骤发生在细胞的 部分。(3)图中是 ，是 。按从左到右的次序写出内 mRNA 区段所对应的 DNA 中模板链的碱基排列顺序
18、。(4)该过程不可能发生在()A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞 解析：图示为翻译步骤：以 mRNA 为模板，以 tRNA为转运工具，按照碱基互补配对原则，形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。成熟的红细胞无细胞核，不再合成蛋白质。答案：(1)食物 人体自身合成或原有蛋白质的 分 解 (2)翻 译 细 胞 质(或 核 糖 体)(3)tRNA(或 转 运 RNA)核 糖 体 TGATTCGAA(4)C 知识归纳整合 解答此类问题，首先要识别模式图表示的生理过程，再根据复制、转录和翻译的相关知识解答，归纳如下：2mRNA 与核糖体数量、翻译速度的关系(1)数量关系：一个 mRNA 可同时结
19、合多个核糖体，形成多聚核糖体。(2)目的意义：少量的 mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)方向：从左向右(见图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。(5)多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同。强化针对训练 1(安徽高考)如图表示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在()A真核细胞内，一个 mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链 B原核细胞内，转录促使 mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链 C原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译 D真核细胞内，转录的同时核糖体进
20、入细胞核启动遗传信息的翻译 解析：依图示，该细胞内转录和翻译同时进行，可直接判断出该过程发生在原核细胞内。在翻译过程中，核糖体是在 mRNA 上移动的。答案：C2如图为细胞中多聚核糖体合成分泌蛋白的示意图，已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列(图中 P 肽段)。下列相关说法正确的是()A若 P 肽段功能缺失，虽可继续合成新生肽链，但无法将蛋白质分泌到细胞外 B合成的场所是细胞核，但的合成与核仁无关 C多个核糖体结合的是相同的，但最终合成的肽链、在结构上各不相同 D若中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定会发生改变 解析：依题意可知，P 肽段可以引导新生肽链进入内
21、质网，所以当 P 肽段功能缺失时，新生肽链无法进入内质网进行初步加工，也就无法进入高尔基体进行进一步加工，该蛋白质也无法被分泌到细胞外，但核糖体中仍然可以继续合成肽链。为 mRNA，在细胞核中合成，为核糖体，其合成与核仁有关。多个核糖体均结合在同一条 mRNA()上，在翻译过程中始终以同一条mRNA()为模板，所以合成的多肽链的结构是相同的。中有一个碱基发生改变，会引起密码子的改变，但当改变后的密码子决定的是同一种氨基酸时，合成的多肽链结构没有发生改变。答案：A3如图是蛋白质合成过程示意图，下列相关叙述正确的是()A图中共有 2 种 RNA B图示过程中碱基间的配对方式有 3 种 C氨基酸将与
22、氨基酸脱水缩合形成肽键 D终止密码子位于 b 端 解析：图示为翻译过程。图中共有 mRNA、tRNA、rRNA 3 种 RNA。碱基间的配对方式有 A 与 U、G 与 C、U 与 A、C与 G，共 4 种。翻译方向为由 a 端到 b 端，氨基酸将与氨基酸脱水缩合形成肽键。答案：D4(江苏高考改编)如图分别表示人体细胞中发生的 3 种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：(1)细胞中过程发生的主要场所是 。(2)已知过程的链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的 54%，链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占 29%、19%，则与链对应的 DNA 区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 。(3)由于基因中一个
23、碱基对发生替换，而导致过程合成的肽链中第 8 位氨基酸由异亮氨酸(密码子有 AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有 ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是 。(4)人体不同组织细胞的相同 DNA 进行过程时启用的起始点 (选填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是 。解析：(1)细胞中过程是以 DNA 一条链为模板合成RNA 的转录过程，转录的主要场所是细胞核。(2)链中 GU54%，G29%，则 U25%，故其模板链对应区段中 C29%，A25%；又其模板链对应区段中 G19%，则 T154%19%27%，故另一条链对应区段中，A27%，则整个 DNA 区段中 A(27%25%)/226%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是TA 替换为 CG 造成的。(4)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故 DNA 进行转录过程启用的起始点不完全相同。答案：(1)细胞核(2)26%(3)TA 替换为 CG(AT 替换为 GC)(4)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达