2013优化方案必修2第四章

第1、2节 基因指导蛋白质的合成基因对性状的控制回归教材•夯实双基一、DNA与RNA1．DNA分子与RNA分子的比较化学组成基本单位结构主要分布磷酸碱基五碳糖DNA磷酸A、G、C、T_脱氧核糖脱氧核

苷酸

通常呈

双

链结构细胞核RNAA、G、C、U核糖核糖核苷酸通常呈

单

链结构细胞质2．RNA

的种类信使RNA(mRNA)：蛋白质合成的模板转运RNA(tRNA)：运载氨基酸核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组成成分二、遗传信息的转录1．概念解读主要场所细胞核模板DNA的一条链原料4种游离的

核糖核苷酸

产物RNA2．过程碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA链三、遗传信息的翻译1．概念解读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．密码子概念：

信使RNA

上3

个相邻碱基决定1个氨基酸，此3个相邻碱基称为密码子。种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有

61

种，终止密码子有

3

种。思考感悟1．密码子与氨基酸有怎样的对应关系？【提示】

一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外)，一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。四、中心法则的提出与其发展提出人：克里克。完善的中心法则内容：用简式表示为：逆转录3

．发展过程：最初提出的内容包括

DNA复制、转录和翻译，补充完善的内容为RNA复制和

逆转录。五、基因、蛋白质与性状的关系1．两种方式(1)间接控制：基因通过酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状。(2)直接控制：基因还能通过控制

蛋白质的结构

直接控制生物体的性状。2．基因与性状的关系(1)一般来说，

基因

决定生物体的性状。

(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。(3)性状的形成是基因与环境共同作用的结果。3．生物体性状的控制系统：基因与基因、基因与基因产物、基因与

环境之间的相互作用，形成一个复杂的系统。思考感悟2．生物的有些性状并不是由蛋白质来体现的，这与基因控制生物性状相矛盾吗？为什么？【提示】不矛盾。虽然有些性状不是由蛋白质来体现的，但控制这些性状的酶是蛋白质，这些酶的合成要受基因控制。高频考点•深度剖析考点一 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的核糖体模板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种氨基酸项目DNA复制转录翻译其他条件酶(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—TT—AC—GG—CDNAmRNAA—UT—AC—GG—CmRNAtRNAA—UU—AC—GG—C项目DNA复制转录翻译信息传递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

DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列顺序的蛋白质项目DNA复制转录翻译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易误警示翻译时，3种RNA均参与反应。从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链再经折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。即时应用1．下列关于真核细胞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．两种过程都以核糖核苷酸为原料

D．两种过程都以DNA为模板解析：选C。DNA复制和转录的模板都是DNA，所以主要发生在细胞核内，解旋酶两个过程都参与了。因为合成的产物分别是DNA和RNA，所以原料是不同的。考点二

DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链，因此，DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为(如图)：综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。易误警示因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，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。即时应用2．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子，某信使RNA的碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC…(不含终止密码子的10个碱基)…CUCUAGAUCU，则此信使RNA控制合成的多肽链最多含有多少个肽键(

)A．4C．6B．5D．7解析：选B。本题的解决需要三个方面的知识：一是起始密码子能决定氨基酸，终止密码子不能决定氨基酸；二是要从所给的信使RNA的碱基排列顺序中确定能决定氨基酸的碱基个数，共有5＋10＋3＝18(个)；三是要明确信使RNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸，也就能确定氨基酸的数目最多为6个，所以形成的肽键数目最多为6－1＝5(个)。考点三 中心法则1．各种生物的信息传递生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒某些RNA病毒生物种类遗传信息的传递过程逆转录病毒原核生物真核生物2．识图析图解读：(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如

HIV。易误警示逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸)即可确定为

DNA复制(转录)。即时应用3．1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是(

)解析：选D。HIV病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIVDNA分子在人体细胞又可以复制，还可以转录出

RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。命题视角•把脉高考洞察高考热点从近几年高考情况看，基因指导蛋白质的合成历来是高考的命题点。(1)高考常从转录和翻译的过程、DNA的复制与转录和翻译过程的比较进行立意命题，考查密码子、反密码子的位置及功能、tRNA与氨基酸间的联系。(2)运用基因的表达过程、DNA模板链与mRNA间的碱基互补配对原则立意命题，考查学生分析情景材料、从生物图形中获取信息、解决问题的能力，近几年成为高考的新热点。基因指导蛋白质合成过程例1(2011·江苏单科)关于转录和翻译的叙述，错误的是(

)

A．转录时以核糖核苷酸为原料

B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性【标准解答】逐项分析如下：选项分析A项正确转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程转录过程需要RNA聚合酶的催化B项RNA聚合酶能首先识别并结合到正确启动子上，驱动基因转录出mRNA选项分析C项错误以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体一个氨基酸可以有几种不同的密码D项子，这样有时由于差错导致的密码正确子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定互动探究

(1)上述两过程需要哪些酶？(2)在人体中氨基酸、tRNA和密码子是一一对应的关系吗？【提示】

(1)解旋酶、RNA聚合酶、蛋白质合成酶等。(2)不是。密码子有64种，tRNA有61种，氨基酸有20种，说明部分氨基酸可能对应多种tRNA，但每种tRNA都对应特定的密码子，但有3种终止密码子不对应

tRNA。遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)区别体验方法要点存在位置含义生理作用遗传信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列序顺序存在位置含义生理作用密码子mRNAmRNA上3个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序反密码子tRNA与密码子互补的3个碱基识别密码子(2)对应关系例2下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是(

)遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同

D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同【解析】遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA

和rRNA

，mRNA

具有密码子，

tRNA

具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基构成不同。【答案】D变式训练(2010·天津理综卷)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A.TGUC．ACUB．UGAD．UCU解析：选C。密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是AC或UG，根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是U，结合选项可知，只有C项正确。解题过程中要注意

mRNA上与反密码子中的碱基A配对的碱基是U。mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系不清楚(1)关系图突破易错疑点一个mRNA分子结合多个核糖体，同时合成多条肽链图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。(5)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。自我挑战

下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是()A．该过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸