高考生物遗传信息的转录课件

一轮复习系列课件自动播放提升能力夯实基础必修22011高考新课标专用（生物特级教师）

新人教版共18套

2-2

遗传的分子基础顺序与标注与新课标考纲相同（5）遗传信息的转录和翻译

遗传物质是DNA，而基因是有遗传效应的DNA片断，那么基因中的碱基排列顺序又如何反应到生物的性状上，来控制生物的生长、发育呢因为DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的，在DNA与蛋白质之间，还需要一个中间物质充当信使，这就是另一类核酸，它的分子结构与DNA相似，主要区别如下表所示。?DNARNA基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸无机盐磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基Ａ、Ｇ、Ｃ、ＴＡ、Ｇ、Ｃ、Ｕ结构通常呈双链结构通常呈单链结构分布主要在细胞核内主要在细胞质内种类通常只有一种三种：mRNA、rRNA、tRNA一、考点整合与提升（２）翻译：是指以mRNA为模板，以tRNA为运载工具．在细胞质（核糖体）合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程

tRNA结构示意图核糖体结构示意图结合氨基酸的部位反密码子mRNA翻译过程：

mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合，从起始密码子（AUG）开始翻译。tRNA一端携带氨基酸进入核糖体．另一端的反密码子与mRNA上的密码子配对，两氨基酸间形成肽键。核糖体继续沿mRNA移动，每次移动一个密码子，至终止密码结束，肽链形成。mRNA与核糖体结合.UCAUAGAUAAAU

亮氨酸GUA

异亮氨酸UUC

精氨酸肽键项目位置作用遗传信息在DNA上决定氨基酸的排列顺序，起间接作用密码子在mRNA上直接控制蛋白质的氨基酸的排列顺序反密码子在tRNA上识别密码子遗传信息、密码子和反密码子的作用2、转录、翻译与DNA复制的比较项目DNA复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质和核糖体模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸其他条件酶（解旋酶、DNA聚合酶等）和ATP酶（RNA聚合酶等）和ATP酶、ATP和tRNA碱基配对方式DNA→DNAA——T、C——GT——A、G——CDNA→mRNAA——U、C——GU——A、G——CmRNA→tRNAA——U、C——GU——A、G——C信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质时间细胞分裂间期

生物生长发育的过程中产物2个相同的DNA分子RNA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3、DNA

（基因）、mRNA上碱基数与氨基酸数量之间的关系（2）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mRNA碱基数目的1/3。总之，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6：3：1。提醒：因为DNA（基因）、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸（如mRNA上终止密码等），所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上所需的碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。（1）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l／2。基因性状信息流遗传学上把遗传信息的流动方向叫做信息流。3、在基因与性状之间遗传信息的传递方向是因此基因有两大功能是：（1）通过复制把遗传信息传递给下一代。（2）在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反应到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与前代相似的性状。信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。“中心法则”是指遗传信息从DNA流向DNA的复制过程，也可以是从DNA流向RNA，进而流向蛋白质的转录和翻译过程。但遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或RNA。图解：DNARNA蛋白质复制转录翻译4、中心法则（1）图解：DNAmRNA蛋白质复制复制翻译转录逆转录对中心法则的补充

由于在某些致癌病毒中存在着逆转录酶,能够以RNA为模板,逆转录成DNA,在RNA病毒中,RNA能够自我复制,所以补充后的中心法则可用下图表示。“中心法则”中的几种碱基互补配对

①DNA复制：A－T

G－C

③

转录：A－U

T－A

G－C②RNA复制：A－U

G－C④逆转录：A－T

U－A

G－C⑤翻译：A－U

G－CDNA（基因）转录mRNA翻译蛋白质（表现出性状）脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列遗传信息遗传密码∣

←细胞核内进行转录→∣

←细胞质内进行翻译→∣决定决定决定决定3、对基因表达过程的理解对应例题：2、如果一个tＲＮＡ一端的三个碱基是UGG，那么这个tRNA所运载的氨基酸是什么？答案：这个tRNA所运载的氨基酸是苏氨酸解析：这个tRNA所运载的氨基酸是苏氨酸，因为遗传密码是以mRNA的碱基排列顺序为标准制定的，所以根据tRNA一端的反密码子查遗传密码子表时，一定要将其互补成密码子，再查遗传密码子表。(1)此图全过程叫

和

。（2）图中①的过程叫

；进行场所是细胞的

内；进行的时间是细胞分裂的

期。（3）图中②的生理过程叫

；进行场所是细胞的

内。（4）图中③的生理过程叫

；该过程需要在

的作用下才能进行。（5）图中④的生理过程叫

；该过程的发现，说明RNA也可作为生物的

。转录细胞核逆转录

逆转录酶RNA复制

遗传物质中心法则中心法则的补充DNA复制间细胞核对应例题：4、根据下列图解回答对应例题：5、美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一化学干扰技术，有望使人体的致病基因“沉默下来”这项干扰技术很可能是干扰了细胞内的（）A、ATP的分解过程B、某信使RNA的合成过程C、许多DNA的复制过程D、蛋白质代谢过程中的转氨基作用解析：化学干扰技术使致病基因“沉默下来”有可能是干扰了基因的表达，即可能干扰了细胞内某信使RNA的合成过程。B对应例题：6、

人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是()A、DNA碱基排列顺序不同B、核糖体不同C、转运RNA不同D、信使RNA不同Ｄ解析：人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，是基因选择性表达的结果，是转录的信使RNA不同。此题易误选为A。个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，也就是DNA碱基排列顺序是相同的。对应例题：8、下图表示控制某多肽链合成的一段DNA链，已知甲硫氨酸的密码子是AUG，合成的多肽链的氨基酸组成为“甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸”，下列有关描述错误的是()A、该多肽链中有4个“—CO—HN—”结构B、决定该多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUAC、上图DNA片段中的①链起了转录模板的作用D、若发生基因突变，则该多肽链的结构一定发生改变D解析：

mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三个相邻的碱基称为密码子。有些氨基酸有几个密码子，因此若发生基因突变，有一个密码子改变成了新的密码子，正好带进的氨基酸是同一个，则该多肽链的结构就不发生改变。因此D的叙述是错误的。对应例题：9、（多选）人的肝细胞内可由DNA控制合成的物质是（）Ａ、胰岛素Ｂ、rnRNAＣ、酶Ｄ、氨基酸转录翻译B、C解析：本题综合考查基因的表达过程为：DNA（基因）rnRNA蛋白质即在人的肝细胞中DNA可控制合成出rnRNA、蛋白质。尽管人体内的酶和胰岛素都是蛋白质，且肝细胞中也有胰岛素基因，但因基因表达的选择性，使肝细胞不能合成胰岛素（胰岛素B细胞中合成），但可合成自身代谢所需要的酶，氨基酸的合成无需DNA控制。因此，正确答案为B、C。对应例题：12、王擎教授领导的研究小组，率先发现了一个血管生成基因。这个基因位于人类5号常染色体短臂上，其突变可引起先天性心血管畸形骨肥大综合症。该综合症是一种罕见的先天性心血管疾病，主要症状为毛细血管、静脉血管和淋巴管畸形，并伴有病侧肢体过度生长。血管的形成受一系列基因控制。血管生长过程可导致癌症、关节炎、牛皮癣，失明、肥胖、哮喘、动脉硬化及一些易感受染性疾病，而血管生长或血管硬化可引起心肌缺氧，大脑缺氧、中风、高血压及时骨疏松等。目前已有数种血管生成因子被应用到对癌症和心肌缺血的研究上，并已进入临床试验阶段。这一成果将有助于进一步理解血管发生的机制，并为相关疾病的治疗提供依据。请问：（1）血管生成基因所发生的突变是

发生改变。（2）该突变基因控制的先天性静脉畸形肢端肥大综合症是（）A、伴性遗传B、常染色体遗传C、细胞质遗传D、以上均不正确（3）血管生成基因将遗传信息传递给静脉血管的过程是

。解析：由于王擎教授克隆的是一个基因，因而该突变应来自基因结构的改变，或者说来自DNA分子结构的改变。由于这种改变发生在常染色体上，其遗传方式属于常染色体遗传，遗传信息的传递过程应遵循中心法则。基因结构（DNA结构）BDNA→RNA→蛋白质1、（2009高考广东卷）有关蛋白质合成的叙述，正确的是（）A、终止密码子不编码氨基酸B、每种tRNA只运转一种氨基酸C、tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D、核糖体可在mRNA上移动A、B、D解析：

A、B、D的叙述都是正确的，C的叙述是错误的，应改为mRNA的密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。二、近两年高考真题示例2、（2010高考天津卷）根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（）A、TGUB、UGAC、ACUD、UCUC解析：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作1个密码子。据表，mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后的碱基为U；DNA的一条链为TG，另一条链为AC，若DNA转录时的模板链为TG链，则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的模板链为AC链，则mRNA的密码子为UGU。DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸3、（2009高考海南卷）有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是（）

A、两种过程都可在细胞核中发生

B、两种过程都有酶参与反应

C、两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料

D、两种过程都以DNA为模板解析：A、B、D的叙述都是正确的，C的叙述是错误的，因为DNA复制过程以脱氧核糖核苷酸为原料，而转录成RNA的过程则以核糖核苷酸为原料。C4、（2009高考辽宁、宁夏卷）多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：请回答：（1）图中凸环形成的原因是

，说明该基因有

个内含子。（2）如果现将步骤①所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤②中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有

序列。（3）DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有

种，分别是

。步骤①：获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；步骤②：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤①所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；步骤③：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环DNA中有内含子序列，mRNA中没有其对应序列，7内含子3

A—UT—AC—G解析：（1）由题意知，基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。而mRNA中只含有编码蛋白质的序列。因此，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环。（2）mRNA逆转录得到DNA单链，该DNA单链也不含有不编码蛋白质的序列，因此，逆转录得到的DNA单链中不含有内含子序列。（3）DNA中有四种碱基AGCT，mRNA有四种AGCU，DNA中的A与mRNA中的U，DNA中T与mRNA中A，DNA中C与mRNA中G，DNA中G与mRNA中C，所以配对类型有三种。5、（2010高考江苏卷）铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白一端结合，沿移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：（1）图中甘氨酸的密码子是

，铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为：GGU-----GGUGACUGG---------CCACTGACC---（2）浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了

，从而抑制了翻译的起始；浓度高时，铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白能够翻译。这种调节机制既可以避免

对细胞的毒性影响，又可以减少