1、第三讲基因的表达教材知识问题化梳理一、RNA的结构和种类1RNA与DNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链2RNA的种类及功能二、遗传信息的转录和翻译动漫演示更形象见课件光盘1转录的过程2翻译(1)概念：场所细胞质的核糖体上模板mRNA原料20种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质(2)密码子：mRNA上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。(3)反密码子：位于tRNA上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。三、中心法则与基因对性状的控制1中心法则DNA的复制；转录；翻译；RNA复制；逆转录。2基因控
2、制性状的途径(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病。(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。效果自评组合式设计一、在小题集训中洞悉命题视角1判断有关RNA叙述的正误。(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程(2012上海卷T7B改编)()(2)少数RNA具有生物催化作用(2011海南卷T15A)()(3)真核生物的tRNA呈三草叶结构(2011上海卷T20B)()(4)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009广东卷T25B)()2判断有关转录和翻译叙述的正误。(1)转录和翻译都可在细胞核中发生(2009海南卷T12A
3、)()(2)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料(2009海南卷T12C)()(3)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(2009广东卷T25C)()(4)每种氨基酸仅由一种密码子编程(2010广东卷T4C)()(5)DNA复制就是基因表达的过程(2010广东卷T4B)()3(2010海南卷T12)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是()A线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则答案：D二、在回顾教材图表中强化学科能力据翻译过程图解回答下列
4、问题：(1)每个核糖体合成一条完整的多肽链还是各自合成多肽链的一部分？答案：每个核糖体合成一条完整的多肽链。(2)图中合成的多肽链的氨基酸排列顺序都相同吗？答案：相同。(3)图中核糖体的移动方向是自左向右，还是自右向左？答案：自左向右。DNA复制、转录和翻译的比较1.区别DNA功能传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译时间有丝分裂间期；减前的间期生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞在细胞质或核区真核细胞主要在细胞核；原核细胞在细胞质或核区细胞质原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件解旋酶、DNA聚合酶
5、、能量解旋酶、RNA聚合酶、能量酶、ATP、tRNA碱基配对AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制；半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链产物两个双链DNA分子一条单链mRNA蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状2联系联前系后DNA复制、转录、翻译与细胞分裂、分化的关系(1)DNA复制发生于细胞分裂过程中。(2)转录、翻译发生于细胞分裂、分化过程中。例1(2
6、011安徽高考)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是()A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析甲过程表示多起点的DNA半保留复制，合成的产物是双链DNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA复制和转录均需解旋酶。答案D(1)DNA复制和转录只在分裂间期
7、进行，翻译过程是否也只发生在分裂间期？提示：否。在分裂期也可利用已合成的mRNA进行少量蛋白质合成。(2)DNA分子中有基因片段和不具有遗传效应的片段，是否所有片段都能转录，即转录的基本单位是什么？提示：不是，只有基因片段能转录。转录的基本单位是基因。基因对性状的控制1.中心法则与生物种类的关系(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：RNA2基因控制性状的途径(1)直接途径：机理：基因蛋白质结构生物体性状。实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)间接途径：机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状。实例：
8、白化病、豌豆粒形的形成原因。3基因与性状的关系(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如ABC，基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。例2关于下图所示的过程，有关叙述正确的是()A噬菌体进行过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中B正常的真核生物细胞内可发生过程C过程常见于RNA病毒侵入细胞时D细胞中过程的发生都需要解旋酶的催化作用解析噬菌体不能单独生活，必须寄生在寄主细胞内，
9、故不能单独培养噬菌体；过程在正常的真核生物细胞内可发生；到目前为止，所有的生物体内还没有发现过程；过程需要解旋酶的催化，过程不需要。答案B 易误点混淆遗传信息、密码子与反密码子失误类型知识理解类失误1遗传信息、密码子与反密码子的区分(2)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：3氨基酸与密码子、反密码子的关系(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性)，可由1种或几种tRNA转运。(2)1种密码子只能决定1种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。(3)密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。(4)基因中碱基、RNA中碱基与蛋
10、白质中氨基酸数量的关系：基因中碱基数mRNA碱基数多肽链中氨基酸数631，图解如下：高考命题常从以下角度设置陷阱(1)根据碱基互补配对原则，推测某种氨基酸的密码子或氨基酸的排列顺序与碱基顺序的对应关系。(2)根据密码子的简并性，确定基因突变与生物性状的关系。 1DNA一条链的一段碱基排列顺序为“CTCGAT”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为()密码子：CAU为组氨酸；CAG为谷氨酰胺；CUA、CUC为亮氨酸；GUC、GUA为缬氨酸(起始)；GAG为谷氨酸；GAU为天冬氨酸。A亮氨酸天冬氨酸 B谷氨酸亮氨酸C谷氨酰胺缬氨酸 D缬氨酸组氨酸解析：选B根据碱基互
11、补配对原则，可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“GAGCUA”，密码子GAG对应的氨基酸为谷氨酸，密码子CUA对应的氨基酸为亮氨酸，故B正确。2除色氨酸和甲硫氨酸只有1种密码子外，其他18种氨基酸均由多种密码子编码(即密码子的简并性)，如亮氨酸的密码子就有6种。下列相关叙述中，错误的是()A从理论上分析，亮氨酸被利用的机会多于色氨酸B密码子的简并性增加了基因突变的容错性，有利于生物的生存C同一种密码子(如CUA)在动植物细胞中可以决定不同的氨基酸D决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其决定的氨基酸可能还是亮氨酸解析：选C所有生物共用一套遗传密码子，因此，同一种密码子在不同生物中决定的是同一种
12、氨基酸。密码子的简并性可以减少有害突变，有利于生物的生存和物种的稳定。由于亮氨酸含有多种密码子，当基因中碱基被替换时，有可能仍然决定同一种氨基酸。翻译过程中多聚核糖体模式图解读典型图示课件展示更丰富见配套光盘信息解读(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中是mRNA，是核糖体，、表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中是DNA模板链，、表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。解题技法(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同
13、时合成的是若干条多肽链。(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。强化训练1(2012安徽高考)右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入细胞核启动遗传信息的翻译解析：选C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，从而排除A、D选项；在翻译过程中，核糖体是在mRNA上移动的，故排除B选项。2.(2013潍坊模考)右图为细胞中合成蛋白质的过程，下列说法正确的是()A该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同Bf在a上的移动方向是从左向右Ca的合成与核仁有关D该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质解析：选D以同一条mRNA为模板合成的多肽链相同；由核糖体合成的肽链的长度可推出核糖体在mRNA上的移动方向是从右向左；核仁与rRNA及核糖体的形成有关，与a(mRNA)的形成无关；由题图知，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，每个核糖体都能完成一条多肽链的合成，故少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。