第6单元+遗传的物质基础+第20课时 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制

第六单元遗传的物质基础

1．涵盖范围本单元包括必修2第三章基因的本质——DNA的发现、结构与复制和第四章基因的表达——转录、翻译过程以及中心法则和基因对生物性状的控制两大部分内容。单元教学分析2．考情分析(1)考查力度：本单元在高考中所占比重较大，易与其他单元的内容相联系。(2)考查内容①两个经典实验的设计原理、材料、流程、现象及结论。②碱基互补配对原则相关的计算。③DNA复制的特点、条件、原料、结果、意义等。④转录和翻译过程的比较。(3)考查题型：

①选择题考查以上各考点。②简答题主要考查DNA的复制及中心法则，多以图解的形式出现。

3．复习指导(1)复习线索

①以“DNA的发现—结构—复制—功能”为主线，系统复习两个经典实验、DNA的结构及与RNA的比较，DNA的复制及相关计算。②以“中心法则”为纽带，比较转录、翻译、DNA复制、RNA复制、逆转录过程的区别，尤其是转录、翻译与蛋白质、性状的关系。(2)复习方法

①借助实验流程图和列表比较法突破两大经典实验。②采用图文结合法理解记忆DNA的组成、结构。③列表比较法和图文结合法理解基因的表达。第20课时基因指导蛋白质的合成及对性状的控制回扣基础·构建网络基础导学磷酸含氮碱基：＿＿＿＿＿＿五碳糖：核糖基本单位：

＿＿＿＿＿空间结构：一般是＿链,不稳定,变异频率高信使RNA(

)：翻译＿＿

＿＿＿＿(tRNA)：搬运氨基酸

核糖体RNA(＿＿)：＿＿＿组成成分少数RNA还有＿＿功能结构RNA种类及

功能一、DNA和RNA

RNA的结构、种类和功能A、U、C、G核糖核苷酸单模板转运RNA核糖体rRNA催化mRNA

[想一想]

1．结合中心法则考虑DNA、RNA产生的途径有哪些？

2．DNA和RNA在真核细胞中存在部位有何区别？

3．若某生物全部核酸中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？

4．若某生物遗传物质中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类生物，不可能是哪类生物？

提示产生DNA的途径有DNA复制和逆转录；产生RNA的途径有RNA复制和转录。

提示共有细胞结构——细胞核、叶绿体和线粒体，而RNA可存在于核糖体中。

提示可能是细胞生物或RNA病毒，不可能是DNA类病毒，如噬菌体等。

5．若某些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，则推断可能的核酸情况。

提示可能是RNA类病毒，如HIV、SARS、烟草花叶病毒等；不可能是细胞生物和DNA类病毒。提示1个DNA分子＋2个RNA分子。[判一判]

1．若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA ()

2．若A≠T、C≠G，则为单链DNA；若A＝T、C＝G，则一般认为是双链DNA()

3．若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA()

4．要确定是DNA还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率 ()√√√√

[练一练]经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为()

A.双链DNA、单链DNA、RNA

B．单链DNA、双链DNA、RNA

C．双链DNA、RNA、单链DNA

D．RNA、单链DNA、双链DNAAGCTU甲60406040－乙30202030－丙412344－28答案B二、遗传信息的转录和翻译

项目转录翻译场所主要是

细胞质中的

模板DNA(基因)的一条链原料4种＿＿＿＿＿20种＿＿＿其他条件酶(RNA聚)和ATP酶、ATP和

(搬运工具)碱基配对方式信息传递DNA→mRNAmRNA→蛋白质产物RNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列顺序的多肽核糖核苷酸氨基酸细胞核核糖体mRNADNA

mRNAA————AC——GG——CmRNA

tRNAA——

——AC——GG——C合酶等tRNAUUTU2.密码子和反密码子

⑴密码子存在于＿＿上，共有＿种。决定氨基酸的密码子有＿种；终止密码子有＿种，不决定氨基酸；起始密码子有＿种，决定氨基酸。

⑵反密码子存在于＿＿上(如图)

①结构：三叶草状，有四条臂

和四个环。

②位点

③种类：＿种。

④单链结构，但有配对区域，

不能出现“＿”碱基。氨基酸结合位点反密码子mRNA6461tRNA261T3

名师点拨①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸；终止密码子不决定氨基酸。

②一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运，但一种tRNA只能转运一种氨基酸。[判一判]⑴DNA是蛋白质合成的直接模板()

⑵每种氨基酸仅由一种密码子编码()

⑶DNA复制就是基因表达的过程()

提示mRNA是翻译的直接模板。

提示密码子有简并性，即每种氨基酸可由一种或几种密码子决定。提示基因表达是指转录、翻译的过程。×××

三、中心法则的提出及发展

1．提出人：＿＿＿。

2．完善的中心法则内容(用简式表示)

3．最初提出的内容包括＿＿＿＿、转录和＿＿，补充完善的内容为RNA复制和＿＿＿。

4．RNA的自我复制和逆转录只发生在＿＿＿病毒在宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有＿＿＿＿的参与。高等动植物体内只能发生另外三条途径。

四、基因、蛋白质与性状的关系

1．基因对性状的控制克里克DNA复制翻译逆转录RNA逆转录酶

连一连规律色素等非蛋白质类物质体现生物性状都属于间接控制途径。2．基因与性状的关系1．教材63页图4－4转录过程图解。

2．教材65页学会使用密码子表并关注特殊密码子及与氨基酸的关系。

3．教材62页图4－1，教材63页图4－3和教材66页图4－5，借图识别不同RNA及五碳糖。

4．教材66页图4－6蛋白质合成示意图。

5．教材67页图示及左边小字部分。

6．教材71页[技能训练]。

7．经典好题：教材67页中二拓展题；教材77页一中识图作答题和教材78页四中1题。回扣教材知识网络DNAmRNA密码子翻译rRNAmRNAtRNA突破考点·提炼方法1．(2011·江苏卷，7)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提升分析推断能力——基因指导蛋白质合成的过程——转录和翻译典例引领考点60

解析转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。

答案C

排雷⑴基因表达的含义：包括转录和翻译两个过程；表达的产物为蛋白质(包括结构蛋白和有催化作用的酶)。

⑵转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。

⑶密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。考点剖析1．转录、翻译过程中有关图形解读

⑴转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录(如左下图)。⑵翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程(如右上图)。

提醒

①碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子，故A—U，U—A配对，不能出现T。②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。④翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。

⑶mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图

①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。③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。④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。

提醒图示中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。2．转录、翻译过程中碱基互补配对关系DNAACGGATCTTTGCCTAGAAmRNA(密码子)UGCCUAGAA反密码子ACGGAUCUU氨基酸半胱氨酸亮氨酸谷氨酸

提醒⑴决定氨基酸的三个碱基应为mRNA上的密码子，查密码子表也以此为依据。

⑵数密码子个数的规则：①从左向右；②每相邻的3个碱基构成1个密码子；③不能重叠数，即第二个密码子必须为第4～6个碱基。

⑶示例：

图示mRNA中包含三个遗传密码子，分别为UAG、CUA、GAA。

1．如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是 ()

A．能给该过程提供遗

传信息的只能是DNA

B．该过程合成的产物

一定是酶或激素

C．有多少个密码子就

有多少个反密码子与之对应

D．该过程中有水产生对位训练

答案D

解析翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项错误；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，B项错误；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项错误；氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。2．某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是 ()

A．75对碱基 B．78对碱基

C．90对碱基 D．93对碱基提升计算能力——基因指导蛋白质合成的有关计算典例引领考点61

解析设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量＝110m－18(m－1)＝2778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。

答案D排雷基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转移的tRNA数目＝1/3mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。这个比例关系都是最大值，原因如下：

⑴DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。

⑵在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。

⑶转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的6倍多。1．转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA分子中U＋A(或C＋G)相等。

2．翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。考点剖析3．蛋白质的有关计算

⑴蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数。(肽键数＝失去的水分子数)

⑵蛋白质平均相对分子质量＝氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数－(肽键数×18)。

⑶若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量＝n/6·a－18(n/6－m)，若改为n个碱基对，则公式为n/3·a－18(n/3－m)。

提醒解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为()

A．331166

B．361272

C．123672

D．113666对位训练

答案B

解析一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，12个转运RNA，DNA中至少72个碱基。3．下图为中心法则图解。下列有关的叙述中，正确的是 ()

A．过程③只发生在含有逆转录酶的病毒中

B．转基因生物中能够体现①～⑤过程

C．①～⑤过程中都能发生碱基互补配对

D．③过程中碱基互补配对时，遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则提升识图析图及分析推断能力——中心法则解读

典例引领考点62

答案C

排雷⑴DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。含有逆转录酶的生物只有病毒，病毒只有在其宿主细胞中才能发生逆转录过程，在病毒中不能发生逆转录过程。现有的转基因生物是细胞生物，只能发生复制、转录和翻译过程，不能发生逆转录和RNA分子的复制过程。逆转录时，遵循A—T、U—A、C—G、G—C的配对原则。⑵大分子有机物DNA、mRNA与蛋白质的核苷酸或氨基酸序列，都可蕴含遗传信息，但小分子的氨基酸、核苷酸就不能蕴含遗传信息。⑶中心法则中每一过程能准确进行，主要取决于两个方面：前者为后者的产生提供了一个标准化的模板；严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。⑷需解旋酶的过程——转录和DNA复制；需RNA聚合酶的过程——转录和RNA复制；需DNA聚合酶的过程——逆转录和DNA复制。1．中心法则图解

2．中心法则五个过程的比较考点剖析过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TT-AC-GG-CDNA绝大多数生物DNA转录DNA→RNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸A-UT-AC-GG-CRNA绝大多数生物翻译RNA→多肽mRNA20余种氨基酸A-UU-AC-GG-C多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNA→RNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸A-UU-AC-GG-CRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A-TU-AC-GG-CDNA某些致癌病毒、HIV等3．识图析图

解读：⑴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。

⑵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。

注意⑴逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。

⑵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)。3．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，请回答下列问题：对位训练⑴a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是＿＿＿＿、＿＿＿、＿＿和＿＿。

⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是＿＿(用图中的字母回答)。

⑶a过