基因指导蛋白质合成高考一轮复习

基因指导蛋白质合成高考一轮复习第1页/共59页典例：

如图所示为真核细胞DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(

)

A．酶②将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段B．图中可体现出边解螺旋边复制及半保留复制的特点C．复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数第二次分裂后期分开D．将一条链被15N标记的该DNA分子(第1代)转移到含14N的培养基上培养到第n代，则只含14N的DNA分子数为2n－2D第2页/共59页D

[解析]

图中酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶，DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA片段；图中的DNA分子边解螺旋边复制，新合成的子链与作为模板的母链一起形成子代DNA分子，体现了半保留复制的特点；复制成的两个DNA分子形成姐妹染色单体，通过着丝点相连，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，着丝点分裂，两条染色单体分离，两个DNA分子分开；将一条链被15N标记的该DNA分子(第1代)转移到含14N的培养基上培养到第n代，则只含14N的DNA分子数为2n－1。第3页/共59页基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。第4页/共59页第1节基因指导蛋白质的合成包括：转录和翻译第5页/共59页1.DNA主要存在哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质(核糖体)进行指导通过RNA第6页/共59页

如何解读DNA的信息呢？㈠遗传信息的转录1、RNA与DNA的区别核糖脱氧核糖第7页/共59页二者化学组成上的区别：第8页/共59页比较RNA与DNA结构的不同比较项目DNARNA结构基本单位五碳糖含氮碱基功能主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG通常双螺旋结构一般单链结构细胞核细胞质遗传信息的储存、传递、表达第9页/共59页RNA的种类信使RNA——mRNA核糖体RNA——rRNA转运RNA——tRNA2、RNA的类型第10页/共59页⑴信使RNA（mRNA）：转录遗传信息，翻译的模板，即传递遗传信息的作用。⑵转运RNA（tRNA）：识别密码子，运输特定氨基酸，呈三叶草型结构。⑶核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分。强调：三种不同的RNA(mRNA、tRNA、rRNA)都是通过转录形成的，都在翻译过程中共同发挥作用。第11页/共59页4、转录⑴转录的定义：⑵转录的场所：⑶转录的模板：⑷转录的原料：⑸转录的条件：⑹转录时的碱基配对：⑺转录的产物：RNAG－C、C－G、T－A、A－U（8）遗传信息传递的方向在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。细胞核、线粒体、叶绿体。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。模板、原料、能量、酶。mRNA。DNA第12页/共59页①转录主要发生在细胞核。叶绿体和线粒体中有少量DNA，因此也有转录发生，此外，原核细胞的转录发生在拟核、质粒。②转录遵循碱基互补配对原则，即A—U、T—A、C—G、G—C。③细胞核中形成的RNA通过核孔进入细胞质(穿过0层膜，需要能量)。④转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，不同种类的细胞选择转录相应的基因，从而产生相应的mRNA，将来合成相应的蛋白质，即基因的选择性表达。第13页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU⑻转录的过程游离的核糖核苷酸第14页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶第15页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU第16页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU第17页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA第18页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUA第19页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAU第20页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUU第21页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUA第22页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAU第23页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC第24页/共59页AG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCmRNA第25页/共59页

转录与复制有哪些不同点？答案：主要是模板、原料、酶的差异。第26页/共59页㈡遗传信息的翻译1、概念：

游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。第27页/共59页mRNA：碱基的数量排列顺序种类蛋白质：氨基酸的数量排列顺序种类决定决定决定?种?种4种20种讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，42=16三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系第28页/共59页UCAUGAUUAmRNA

密码子

密码子

密码子3、密码子

密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基第29页/共59页密码子表UUAGAUAUCmRNA第30页/共59页⑴遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。⑶简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。4、遗传密码的特性

⑷通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。第31页/共59页

问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？5、翻译的过程转运RNA(tRNA)第32页/共59页AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用第33页/共59页UCAUGAUUAmRNA

细胞质细胞质中的mRNA第34页/共59页UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨

核糖体mRNA与核糖体结合第35页/共59页UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨

tRNA上的反密码子与

mRNA上的密码子互补配对.第36页/共59页UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA将氨基酸转运到

mRNA上的相应位置

第37页/共59页UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

两个氨基酸分子缩合缩合第38页/共59页UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

核糖体随着

mRNA滑动.

另一个

tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.

第39页/共59页UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

一个个氨基酸分子缩合成链状结构第40页/共59页UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA离开，再去转运新的氨基酸第41页/共59页UCAUGAUUA

亮氨酸

天门冬酰氨

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质第42页/共59页小结：场所：产物：模板：原料：条件：细胞质（核糖体）mRNA蛋白质氨基酸ATP、酶、转运RNA（tRNA）碱基互补配对：G－C、C－G、U－A、A－U遗传信息流动：mRNA蛋白质第43页/共59页基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息mRNA的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序转录翻译数量n3n6n第44页/共59页

例1

某生物基因表达过程如图所示，已知图中标注的肽链含有68个氨基酸残基。下列叙述与该图相符的是(

)

A．在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对C．核糖体移动的方向由a到b，且翻译产生了两条氨基酸序列不同的肽链D．与该肽链合成相关的mRNA和基因的碱基数目分别为204和408A第45页/共59页

A

[解析]RNA聚合酶是复合酶，具有解开DNA双螺旋的作用，如图所示当它与DNA分子的某一启动部位相结合时，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，A项正确；根据碱基的组合和互补配对原则，DNA－RNA杂交区域中，DNA单链中的A与RNA单链中的U配对，DNA单链中的T与RNA单链中的A配对，B项错误；图中先合成的肽链较长，所以核糖体移动的方向是由b到a，两条肽链都以此mRNA为模板合成，所以氨基酸序列是相同的，C项错误；由于mRNA上终止密码子的存在等原因，相对应的mRNA和基因上的碱基数目分别大于204和408，D项错误。第46页/共59页变式题

[2013·成都诊断]如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是(

)A．图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧B．mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGUC．图示过程中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－TD．图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶A第47页/共59页A

[解析]从图中可以看出，核糖体在mRNA上移动的方向是从左向右，所以起始密码子应位于RNA链上的左侧，A项正确；从图中可以看出，甘氨酸是位于天冬氨酸之前的氨基酸，即对应天冬氨酸密码子(GAC)之前的密码子(GGU)，但由于密码子具有简并性，因此不能说明其他位置上的甘氨酸对应的密码子也是GGU，B项错误；图中所示的过程为翻译，该过程中无A－T之间的配对，C项错误；翻译过程中不需要RNA聚合酶，D项错误。第48页/共59页【规律技巧】解答翻译相关的题目时，应注意以下几点：

(1)mRNA与核糖体的数量关系：翻译过程中，一个模板mRNA先后与4个核糖体结合，形成多聚核糖体，4个核糖体合成了4条相同的肽链。第49页/共59页(2)存在上述关系的意义：一个mRNA可同时结合多个核糖体，这样少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，大大提高了翻译的效率。(3)蛋白质合成方向的判断：翻译的方向可依据肽链的长短来判断，长的翻译在前，短的翻译在后。第50页/共59页考点二基因与生物性状的关系的理解1．中心法则的内容及各种生物的遗传信息传递途径(1)中心法则中遗传信息传递的图解第51页/共59页(2)各类生物遗传信息的传递过程生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒(噬菌体)RNA病毒(SARS病毒)逆转录病毒(HIV)原核生物真核生物第52页/共59页

提醒①DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物和DNA病毒遵循的遗传信息传递法则；一般，RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。②中心法则中每一过程都遵循碱基互补配对原则，所以每一过程都能准确进行。第53页/共59页2．基因、蛋白质与性状的关系(1)基因的基本功能①储存遗传信息。②遗传信息的传递：发生在生物繁殖后代的过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。③遗传信息的表达：发生在生物生命活动进行过程中，基因通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，蛋白质体现生物性状，进而实现基因中的遗传信息对生物体性状的控制。(2)基因与性状的关系①基因是遗传物质结构和功能的基本单位，特定基因控制相应的性状。一般而言，一个基因只决定一种性状。第54页/共59页②生物体的一个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多个基因有关，又如图所示，基因1和基因2共同控制花的颜色。

③有些基因则会影响多种性状，如豌豆中控制花色的基因