1、第三节基因控制蛋白质的合成1说明基因和遗传信息的关系。2概述遗传信息的转录和翻译过程。(重难点)3说明基因控制性状的方式。(重点)4了解人类基因组计划。从 基 因 到 蛋 白 质1基因的概念及相关问题(1)概念：基因是DNA分子上具有遗传效应的片段。(2)遗传信息：基因内的脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。(3)基因的主要载体：染色体。(4)基因的基本功能包括遗传信息的传递(即DNA复制)和表达(即通过基因控制蛋白质合成来实现的)。2转录(1)概念：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。(2)场所：细胞核。(3)原料：四种游离的核糖核苷酸。(4)过程(5)产物：RN
2、A。RNA的类型(6)结果：通过转录，DNA分子上的遗传信息传递到mRNA上。(7)遗传密码子概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。种类：64种，其中，有61个负责20种氨基酸的编码。2个起始密码为AUG、GUG；3个终止密码为UAA、UAG、UGA，3个终止密码不能决定氨基酸的种类。3翻译(1)概念：以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)场所：在细胞中核糖体上进行。(3)过程起始阶段：mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上，tRNA的一端携带氨基酸，另一端是与密码子相对应的反密码子，tRNA上的反密码子与起始密码子相互识别并配对。延伸阶段：携带着特定氨基
3、酸的tRNA按照碱基互补配对原则，识别并进入第二位置。在酶的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽链。终止阶段：当tRNA上的反密码子识别终止密码子后，肽链合成终止并被释放。(4)条件：mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与，还需要消耗能量。(5)结果：通过翻译，遗传信息以mRNA传递到蛋白质。(6)mRNA与核糖体的数量关系一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，并同时进行多条肽链合成。观察下图完成相关探究。探讨：该图中A、B分别表示什么过程？【提示】转录和翻译。探讨：这两个过程发生的场所分别是什么？【提示】转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行。探讨：合成具有一定功
4、能的蛋白质分子除了需核糖体外，还需哪些细胞器参与加工？【提示】线粒体、内质网、高尔基体。探讨：A过程也遵循碱基互补配对原则吗？【提示】遵循。1脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解2三种RNA的比较类型mRNAtRNArRNA空间结构单链状三叶草形单链状，有部分双链区功能转录DNA上的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板一端以反密码子识别mRNA上的密码子，另一端携带一个特定的氨基酸进入核糖体是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成另外：有的RNA还具有催化作用。3DNA复制、转录和翻译的区别与联系项目DNA复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核细胞中的核糖体模板DNA的两条链DNA的一条链mR
5、NA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶酶时间细胞分裂间期生物生长发育的过程中产物2个相同的DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)具有一定氨基酸顺序的蛋白质碱基配对AT，TA CG，GCAU，TA CG，GCAU，UA CG，GC遗传信息传递方向DNADNADNARNAmRNA蛋白质产物两个双链DNA一条单链RNA多肽或蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA仍保留1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度研究方法可用放射性同位素标记“T”可用放射性同位素标记“U”可用放射性同位素标记“氨基酸”联系关于转录、翻译过程的易
6、错分析(1)转录的产物：不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译的过程：mRNA并不移动，核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子。(3)转录和翻译的过程：碱基配对不是AT，而是AU。1如图表示染色体、DNA、基因三者之间的关系，关于三者之间关系的叙述不正确的是 ()A都能复制、分离和传递，且三者行为一致B染色体的任一片段均可称作基因C每条染色体上含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因D在生物的细胞核遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为【解析】染色体、DNA和基因都能复制、分离和传递；DNA上具有
7、遗传效应的片段才是基因；每条染色体上含1个或2个DNA分子，DNA分子上含有许多个基因。【答案】B2如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。对此过程的叙述不正确的是() 【导学号：21920045】A此过程主要是在细胞质中进行的B核糖体移动的方向为从左向右C图中没有表示出来tRNAD最终合成的两条多肽链中氨基酸的数量不同【解析】蛋白质的合成是在细胞质中进行的，A正确；左边的链短，右边的链长，说明翻译是从左向右进行的，B正确；图中没有标出tRNA，C正确；两条多肽链都是由同一个模板合成的，最终合成的两条多肽链中氨基酸数量相同，D错误。【答案】D3如图为某种真菌线粒体中蛋白质
8、的生物合成示意图，请据图回答下列问题。(1)完成过程需要 _等物质从细胞质进入细胞核。(2)从图中分析，核糖体的分布场所有_。(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由_中的基因指导合成。(4)用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)，线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。【解析】(1)主要涉及转录的条件，转录需要模板、能量、酶、原料等。(2)主要涉及核糖体分布的场所，主要分布在细胞质基质、线粒体、叶绿体、核膜
9、等处，而题意分析可知分布在细胞质基质和线粒体。(3)主要涉及基因分布在细胞核与线粒体中，而题意中指出溴化乙啶、氯霉素主要影响线粒体中的转录与翻译，而线粒体中RNA聚合酶活性仍很高，说明与线粒体中的DNA无关，而分析得出该RNA聚合酶由细胞核中的基因指导合成。(4)分析题干给出的信息，结合图形，即可得出答案。【答案】(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞质基质和线粒体(3)核DNA(细胞核) (4)会遗传信息、密码子和反密码子的关系及相关计算下图表示DNA上的遗传信息、密码子、tRNA的对应关系：探讨：什么可以表示遗传信息？【提示】DNA上的脱氧核苷酸(对)的排列顺序。探讨：密码子与氨基酸的关系
10、是怎样的？【提示】一种密码子最多只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以对应一种或多种密码子。1遗传信息、密码子和反密码子的关系项目遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基tRNA中与密码子互补配对的3个碱基位置主要在DNA上mRNAtRNA项目遗传信息密码子反密码子作用控制生物体的性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类多样性64种61种2密码子、反密码子和氨基酸数量的对应关系由上图得出如下结论：(1)由图中可以看出：除终止密码子外，一种密码子对应一种反密码子，一种tRNA只能转运一种氨基酸，同时一种密码子对应一种氨基酸。(2)由
11、图中可以看出，一种氨基酸对应一种或多种密码子(或反密码子)。3蛋白质合成中碱基计算规律(1)规律一：DNA一条链中的转录生成的mRNA中的。(2)规律二：若DNA一条链(模板链)中的a，则由该模板链转录形成的mRNA中的。(3)规律三：在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为631。1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AUGA BUGGCACU DTGT【解析】由表格信息无法直接确定转录的模板链，因DNA两链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及
12、密码子位于mRNA上可确定苏氨酸的密码子为ACU或UGU。【答案】C2一条多肽链中有500个氨基酸，则作为合成该肽链的RNA分子和用来转录该信使RNA的DNA分子至少要有碱基() 【导学号：21920046】A1 500个和1 500个B500个和1 000个C1 000个和2 000个D1 500个和3 000个【解析】信使RNA上的3个相邻的碱基组成1个密码子，可以决定1个氨基酸，而转录该信使RNA的DNA分子相应的片段共有6个碱基。由此可见氨基酸数、RNA的碱基数和DNA分子中的碱基数之比为136。所以信使RNA上碱基数至少为50031 500(个)，DNA上碱基数至少为50063 00
13、0(个)。【答案】D3下图为基因控制蛋白质合成的路线图，相关分析正确的是()氨基酸丙氨酸苯丙氨酸赖氨酸甲硫氨酸密码子GCAUUUAAAAUGGCGUUCAAGGCCGCUA真核细胞中a过程只发生在细胞核中，需要RNA聚合酶的催化B若中共有360个碱基，并考虑结构中终止密码子的情况下，则通过图示过程合成的肽链最多有60个氨基酸C的形成方式是脱水缩合，脱去的水中的氧只来自羧基D上携带的氨基酸是赖氨酸【解析】据图可知：a过程表示转录，真核细胞中转录主要发生在细胞核中，另外还可能发生在线粒体、叶绿体中，选项A错误；若中共有360个碱基，则结构中的碱基个数最多有180个，密码子最多有60个，若考虑终止密
14、码子，则能够编码氨基酸的密码子最多有59个，因此合成的肽链最多有59个氨基酸，选项B错误；结构表示肽链，是利用氨基酸为原料通过脱水缩合形成的，脱水缩合过程是一个氨基酸提供氨基中的H，另一个氨基酸提供羧基中的OH，从而产生一分子水，选项C正确；结构是tRNA，其上的反密码子是AAG，其对应的密码子是UUC，携带的氨基酸应该是苯丙氨酸，选项D错误。【答案】C基 因 对 性 状 的 控 制1生物性状的概念包括生物体所表现出来的形态特征和生理生化特性。2基因的主要功能通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物的性状。3中心法则的提出及其发展(1)中心
15、法则的内容提出者：克里克。基本内容过程名称遗传信息流向aDNA复制DNADNAb转录DNARNAc翻译RNA蛋白质(2)发展内容RNA自我复制RNA逆转录信息传递方式RNARNARNADNA实例某些RNA病毒劳氏肉瘤病毒4基因控制生物体性状的途径(1)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。5人类基因组计划(1)基因组的含义在遗传学上，一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA(部分病毒是RNA)中的全部遗传信息。(2)人类基因组的分布人类基因组的DNA序列主要分布在细胞核中22条常染色体和X、Y两条性染色体上。(3
16、)人类基因组计划的主要内容包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的绘制，其中的主要任务是DNA测序。(4)参与国家：美、日、德、法、英、中。(5)意义进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化、个体发育机制对生物进化也有重要意义。推动了高新技术的发展。材料1人类白化病和苯丙酮尿症的发病原理材料2囊性纤维病的病因图解材料3豌豆的红花基因不只与一种性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，以及种皮的褐色或灰色。这种现象叫做基因的多效现象。材料4玉米叶绿素的形成至少涉及50多个不同位置的基因；玉米糊粉层的颜色涉及7对等位基因；果蝇眼睛的颜色，至少受到40个不同位置基因的影响。探讨：材料1说明基
17、因控制性状的方式是什么？【提示】基因通过控制酶的合成来控制新陈代谢，进而控制生物性状。探讨：材料2说明基因控制性状的方式是什么？【提示】基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。探讨：材料3和材料4说明了什么？【提示】材料3说明了一个基因可能与多种性状有关；材料4说明了多个基因可控制一种性状。1中心法则及其与生物种类的关系(1)中心法则内容及其发展图解(2)不同细胞中的遗传信息流动情况 类型场所遗传信息的流动分裂中的细胞细胞中RNA蛋白质高度分化的细胞细胞中DNARNA蛋白质DNA病毒寄主细胞中RNA蛋白质自我复制型RNA病毒寄主细胞中蛋白质逆转录型RNA病毒寄主细胞中RNARNA蛋白质(1
18、)逆转录需要逆转录酶。(2)逆转录和RNA复制只有某些病毒才能进行。2基因、蛋白质与性状的关系(1)基因对性状控制的两种途径(2)基因与性状的对应关系基因与性状的关系基因控制性状还受到环境的影响，生物体的性状是基因型和环境条件共同作用的结果。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控着生物体的性状。1人类的染色体组和人类的基因组的研究对象各包括哪些染色体 () 【导学号：21920047】46条染色体22条常染色体X性染色体或22条常染色体Y性染色体22条常染色体X、Y两条性染色体44条常染色体X、Y两条性染色体ABCD【解析】人类体细胞有2个染色体组，每个染色体
19、组有23条染色体即22条常染色体X染色体或22条常染色体Y染色体。人类基因组研究对象为24条染色体，包括22条常染色体X染色体Y染色体。【答案】B2下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图： 基因基因基因基因 酶 酶 酶 酶 鸟氨酸瓜氨酸精氨酸从图中可得出 ()A一种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
20、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】B3(2016海南高考)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是()A抑制该病毒RNA的转录过程B抑制该病毒蛋白质的翻译过程C抑制该RNA病毒的反转录过程D抑制该病毒RNA的自我复制过程【解析】RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。【答案】C1下列与人体mRNA的核苷酸序列互补的是()ADNA
21、分子的一条链的核苷酸序列BDNA分子两条链的核苷酸序列C所有tRNA分子的核苷酸序列D某tRNA分子的核苷酸序列【解析】转录是以DNA分子的一条链为模板进行的，所以mRNA的核苷酸序列对应DNA分子的一条链的核苷酸序列；mRNA上的终止密码子无tRNA与之对应，只有tRNA上的反密码子与mRNA密码子碱基互补配对。【答案】A2下列关于基因、性状、环境的表述，最准确的是()A性状表现相同，则基因型一定相同B基因与性状之间是一一对应关系C基因型相同，则性状表现一定相同D性状由基因决定，同时受环境影响【解析】生物性状表现相同，基因型不一定相同，如AA、Aa都控制显性性状；一个基因可决定一个性状，一个
22、性状也可由多个基因决定；基因型相同，性状表现不一定相同，因为生物体的性状还受环境影响。【答案】D3下列关于真核细胞蛋白质合成的叙述正确的是()A遗传信息的传递方向：DNAmRNA蛋白质的氨基酸序列B转录和翻译过程碱基互补配对的方式相同C一种密码子可以与多种反密码子发生碱基互补配对D转录时DNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列【解析】通过转录，遗传信息由DNA传递到mRNA，通过翻译，遗传信息传递到蛋白质；转录过程中存在TA配对，翻译过程中则没有，因此转录和翻译过程碱基互补配对方式不完全相同；一种密码子只能与一种反密码子互补配对；转录时能识别DNA中特定碱基序列的酶是RNA聚合酶，而DNA聚合酶
23、在DNA复制过程中起作用。【答案】A4一段信使RNA具有2 000个碱基，那么转录它的基因双链中胸腺嘧啶和鸟嘌呤的总数是()A1 000个B2 000个C3 000个 D4 000个【解析】一段信使RNA分子上有2 000个碱基，则转录该mRNA的DNA分子中碱基数目应是4 000个，而在双链DNA分子中非互补的碱基之和占总碱基数的50%，所以DNA分子中G和T之和共有2 000个。【答案】B5如图在造血干细胞和唾液腺细胞中能发生的过程是()A前者有，后者有B两者都有C两者都有D两者都有【解析】造血干细胞具有分裂能力，能进行细胞分裂，而在细胞分裂间期会发生DNA的复制，即过程；细胞进行各项生命
24、活动所需要的酶是通过基因表达过程产生的，因此两者都会发生转录和翻译过程。唾液腺细胞是已经分化的细胞，不发生细胞分裂，有基因的表达，因此只能发生过程。【答案】A课堂小结：网络构建核心回扣1.转录是以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程。2.翻译是以mRNA为模板，以20种氨基酸为原料，合成多肽链的过程。3.密码子位于mRNA上，共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。4.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。5.基因与性状的关系为：(1)一个基因决定一个性状；(2)多个基因影响一个性状；(3)一个基因影响多个性状。
