1、第16课时遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成()目标导航1.说出中心法则的内容。2.说明基因与性状的关系。一、基因指导蛋白质合成的有关计算1DNA(基因)、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解2析图得规律(1)DNA(基因)中碱基数与mRNA中碱基数的关系转录时，组成DNA(基因)的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。DNA(基因)为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是DNA(基因)中碱基数目的1/2。(2)mRNA中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1
2、/3，是DNA(基因)中碱基数目的 1/6。(3)计算中“最多”和“最少”的分析翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。(4)基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系比较数目DNA中的碱基数、磷酸基数、脱氧核糖数、脱氧核糖核苷酸数6nmRNA中碱基数、磷酸基数、核糖数、核糖核苷酸数
3、3n参与转运氨基酸的tRNA数n蛋白质中的氨基酸数n蛋白质中的肽链数m蛋白质中的肽键数nm缩合脱去的水分子数nm二、中心法则1“中心法则”要点是：遗传信息由_传递到_，然后由RNA决定_的特异性。_是生物体性状的体现者。2RNA病毒(如劳氏肉瘤病毒)能以_反向地合成_，因为它们具有能够催化此反应过程的_。3生物性状的遗传信息最初是由_决定的。因此，当生物体内外因素引起_时，就可能产生异常的性状或病变。所以，人们必须关注环境中导致突变的因素对人类健康的威胁。4中心法则图解图解表示出遗传信息传递的5个途径：DNADNA(或基因到基因)：是DNA的复制过程，表示遗传信息的传递。DNARNA：遗传信息
4、的转录过程。RNA蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，、共同完成遗传信息的表达。RNADNA：少数RNA病毒、HIV等在宿主细胞内的逆转录过程。RNARNA：以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。实线表示的、途径在自然界普遍存在，发生在绝大多数的生物体中；虚线表示的、途径是后来发现的，这两种信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。三、基因、性状和蛋白质间的关系1_是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的_分子片段在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。2_是通过控制_的合
5、成来控制性状的。3等位基因和性状的关系4生物的有些性状是受_控制的(如豌豆的高茎和矮茎，由一对等位基因控制)，而有些性状是由_基因来决定的(如人的身高)。5生物的性状由基因决定，还受_的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。知识点一基因表达中的相关数量计算1由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为()A. B.18(1)Cna18(n1) D.18(1)2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，且考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基 B7
6、8对碱基C90对碱基 D93对碱基知识点二中心法则3关于“中心法则”含义的描述错误的是()A表示遗传信息的传递方向B表示基因控制蛋白质合成的过程CDNA只能来自DNA的复制D基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状4已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式如下图：甲乙丙(1)图中1、8表示遗传信息的_；2、5、9表示遗传信息的_；3、10表示遗传信息的_，以上3个过程的进行所必备的条件有_。(2)图中7表示遗传信息的_，此过程的发生需要有_的参与，发现这一现象的重要意义是_。(3)上述生理过程进行的场所是_。(4)对上述三种类型的病毒分别举例：甲_，乙_，丙_。知识点三基因、性
7、状和蛋白质间的关系5如下图所示，红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸。据图分析，以下叙述正确的是()基因A 基因B 基因C 酶A 酶B 酶C 原料鸟氨酸瓜氨酸精氨酸A若基因A被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活 B若基因B被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活C若基因B不存在，则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成D基因C不能控制酶C的合成6酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应过程中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培
8、养基上的生长情况如下表：添加物突变体a(酶A缺陷)突变体b(酶B缺陷)突变体c(酶C缺陷)化合物甲不生长不生长生长化合物乙不生长生长生长由上可知：酶A、B、C在该反应过程中的作用顺序依次是()A酶A、酶B、酶C B酶A、酶C、酶BC酶B、酶C、酶A D酶C、酶B、酶A基础落实1在大豆体细胞内，遗传信息在生物大分子间转移通常不发生()A从DNADNA的复制过程B从DNARNA的转录过程C从RNA蛋白质的翻译过程D从RNARNA及从RNADNA的过程2右图所示为自然界中遗传信息在三种生物大分子间的流动，下列说法正确的是()A1、2、4途径常见，其他从未被认识B2、4、9途径常见，其他从未被认识C2
9、、3途径常见，1、4很少见D1、2、4途径常见，3、7较少见，6已在实验室实现3已知AUG、GUG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4基因对性状控制的实现是通过()ADNA的自我复制BDNA控制蛋白质的合成C一个DNA上有多种基因D转运RNA携带氨基酸5下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是()A一对相对性状可由多对基因控制B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状C隐性基因控制的性状不一定得到表
10、现D基因型相同，表现型就相同6如图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物体内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶()AE酶 BB酶CC酶 DA酶和D酶7已知一段mRNA上有30个碱基，其中AU12，则转录形成该mRNA的一段DNA分子中，CT为()A30 B24 C18 D12能力提升8一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和用来转录信使RNA的DNA分子至少有碱基()A3 000个和3 000个 B1 000个和2 000个C2 000个和4 000个 D3 000个和6 000
11、个9一个mRNA分子有m个碱基，其中GC有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则其模板DNA分子的AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()Am、1 Bm、2C2(mn)、1 D2(mn)、210在生物体内性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是()A在细胞的不同阶段，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的B在真核生物中，DNARNA是在细胞核中完成的，RNA蛋白质是在细胞质中完成的C在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同D在细胞的不同阶段，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的11下列有关染色体、DNA、
12、基因三者关系的叙述，错误的是()A每条染色体上含有一个DNA(复制后含两个)，DNA分子上含有多个基因B生物的传宗接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为C三者能复制、分离和传递D三者都是生物细胞内的主要遗传物质12下列关于基因的说法中，正确的是()A基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序B一个DNA分子就是一个基因C基因是DNA分子上特定的片段，组成基因的脱氧核苷酸序列就代表遗传信息D它的化学结构不会发生改变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。请据图回答下列问题：(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
13、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述)：_；_。14请回答下列有关遗传信息传递的问题：(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为GAACAUGUU。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是CTTGTACAA，则试管甲中模拟的是_过程。将提纯的产物X加入
14、试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_，试管乙中模拟的是_过程。将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_。(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的表达过程为_。答案知识清单二、1.DNARNA蛋白质蛋白质2RNA为模板单链DNA逆转录酶3核酸中核苷酸的排列方式DNA损伤或者某些碱基改变三、1.基因核酸2基因蛋白质4单基因多对5环境条件对点训练1D基因中n个
15、碱基控制合成的氨基酸至多n/6个，n/6个氨基酸形成一条链，脱去水分子(n/61)个，所以由该肽链组成的蛋白质最大相对分子质量为n/6a(n/61)18。2D设此多肽由x个氨基酸脱水缩合形成，则110x18(x1)2 778，得x30。基因考虑不编码氨基酸的终止密码后的长度为303393对碱基。3CDNA可以是由DNA复制而来，也可能是由RNA经逆转录形成。4(1)转录翻译复制模板、原料、能量和酶(2)逆转录逆转录酶对中心法则的重要补充(3)细胞核和细胞质(4)噬菌体烟草花叶病毒某些致癌病毒解析可以从观察图中物质的特点来判断遗传信息的传递方式。(1)图中1和8的结果都是产生单链物质，并且指导蛋
16、白质的合成，显然是转录过程；2、5、9产生蛋白质，是翻译过程；3、10产生新的DNA，是复制的结果。不论是DNA复制还是转录或是蛋白质的合成，都需要一定的模板、原料、能量、酶。(2)图中7是以RNA为模板合成DNA的过程，由于以RNA为模板合成DNA是遗传信息传递的特殊途径，与从DNARNA蛋白质的传递过程有所不同，因此，认为是对中心法则的补充。(3)对于真核生物来说，DNA的复制场所、转录场所均在细胞核中，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上；而对于原核生物，DNA的复制、转录在核区完成，蛋白质仍然在细胞质中合成。(4)上述三种生理功能的代表类型依次是：侵染大肠杆菌的噬菌体；侵染烟草的烟草花叶病毒
17、；某些导致人类患癌症的病毒。5A基因可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状。从图示可知，基因A、B、C分别控制酶A、B、C的合成，进而控制三个连续的化学反应。若基因A被破坏，原料鸟氨酸的途径被切断，若不加入鸟氨酸，则面包霉不能存活；同理若基因B被破坏，则向培养基中加入瓜氨酸，面包霉才可存活；基因B不存在，则酶B不能合成，则鸟氨酸瓜氨酸途径不能进行。6D本题考查基因控制生物性状的一种途径，即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，由题干可知，化合物丁的合成受三种酶的控制，加入化合物甲后，只有突变体c(酶C缺陷)能生长，可见酶C催化化合物甲化合物乙的过程；加入化合物乙，突
18、变体b(酶B缺陷)和突变体c(酶C缺陷)能生长，可见酶B催化化合物乙化合物丙的过程。课后作业1D从RNARNA及从RNADNA的过程只发生在某些病毒的生命活动中。2DDNA复制、转录、翻译在自然界普遍存在，RNA的复制、RNA逆转录在某些病毒的遗传信息传递中被发现，在实验室条件下，可以直接以DNA的一条链为模板，合成蛋白质(多肽)。3C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。4B蛋白质是生命活动的主要承担者。一方面，基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。另一
19、方面，基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。5D表现型由基因型决定，但还受环境条件的影响。6C由题意可知，物质合成的顺序是：XYML，所以存在B酶、D酶、A酶。没有Z物质，则是由缺乏C酶引起的，而E酶不能确定。7AmRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，所以mRNA上的碱基数目与DNA分子的一条链上的碱基数目相等，均为DNA碱基总数的一半。由于DNA分子中只有一条链作为转录时的模板，由mRNA上有30个碱基，便可推知DNA分子中有30对碱基，在DNA分子中根据碱基互补配对原则知(AG)/(TC)1，所以DNA分子中CT30。8D基因上6个碱基决定密码子上三个碱基，确定一个氨基酸，
20、反推为“1、3、6”，1 000个氨基酸mRNA上1 0003个碱基DNA上1 00032个碱基。请注意“至少”，即只考虑有遗传效应的DNA片段，没有考虑终止密码等。9DmRNA共有m个碱基，G和C有n个，则A和U有(mn)个，因为mRNA是以DNA的一条链为模板转录来的，所以mRNA中的A和U等于DNA中另一条链中的A和T，等于DNA中A和T的一半。mRNA共有m个碱基，可决定m/3个氨基酸。该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，多肽的合成过程中共脱水为m/32。10DDNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和
21、蛋白质却不一定相同。11D每条染色体含有1个(未复制时)或2个DNA(复制后)。染色体是DNA和基因的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递)。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的遗传作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。12C基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有许多基因，且组成DNA的分子中不仅包括碱基，还包括了脱氧核糖和磷酸分子，所以A、B不对。每个DNA分子可分成许许多多的片段，其中有的控制生物的性状，有的却不能控制生物的性状，能控制生物性状的DNA特定片段称为有遗传效应的DNA片段，也就是基因，基因上不同的脱氧核苷酸排
22、列顺序就代表不同基因的不同遗传信息，故C正确。DNA有相对稳定的双螺旋结构，在DNA的复制过程中，可能由于某些原因而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部的改变，从而导致基因的化学结构发生变化，即基因突变，所以D错误。13(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6)如下RNADNAmRNA蛋白质解析在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c；真核细胞中a过程发生在分裂的间期；a和b过程主要发生在细胞核中；在翻译过程中，能特异性地与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转
23、运RNA，其识别结构是反密码子，转运RNA上携带的分子是氨基酸。RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成过程两种。14(1)逆转录mRNA转录多肽(或蛋白质)(2)小鼠上皮细胞病毒RNA密码子RNADNAmRNA蛋白质解析(1)A是单链且含有碱基U，所以为RNA；物质A加入试管甲中，反应后得到产物X中含T，说明X为DNA，因而甲试管中模拟的是逆转录过程；试管乙中的产物Y能与核糖体结合说明Y为mRNA，因而模拟的是转录过程；丙试管中能合成产物Z，是病毒外壳的成分，说明丙中是翻译过程，Z为蛋白质或多肽；(2)病毒感染小鼠上皮细胞后合成子代病毒外壳的原料来自小鼠上皮细胞，若还能感染其他哺乳动物，说明生物界共用一套密码子，蛋白质的合成方式相同。