1、第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成學(xué)習(xí)目標(biāo)1.簡(jiǎn)述DNA與RNA的主要區(qū)別。2.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯過(guò)程。3.說(shuō)明密碼子、反密碼子、遺傳信息之間的關(guān)系。4.結(jié)合“中心法則的提出及其發(fā)展”歸納并理解中心法則。知識(shí)點(diǎn)一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1基因的表達(dá)：基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個(gè)過(guò)程就是基因的表達(dá)。2RNA可以作為信使的原因(1)RNA是由基本單位核糖核苷酸連接而成的，核糖核苷酸含有4種堿基，這些特點(diǎn)使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能。組成RNA的五碳糖是核糖，組成DNA的五碳糖是脫氧核糖。RNA特有的堿基是U，DNA特有的堿基是T。(2)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移

2、到細(xì)胞質(zhì)中。3RNA的種類(lèi) 4遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念：RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過(guò)程叫作轉(zhuǎn)錄。(2)圖示mRNA合成方向是5端到3端。除了mRNA、tRNA、rRNA，還有沒(méi)有具備其他功能的RNA?提示：有。有的RNA具有催化功能(如少數(shù)酶的本質(zhì)是RNA)；有的RNA可作遺傳物質(zhì)(如RNA病毒)。轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所一定是細(xì)胞核嗎？提示：不一定，含有DNA的部位(線粒體、葉綠體、擬核、質(zhì)粒)均可轉(zhuǎn)錄。1一個(gè)DNA分子上有很多基因，轉(zhuǎn)錄是以基因的一條鏈為模板的。()2轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，且配對(duì)方式相同。(×)3由于基因選擇性表達(dá)，

3、一個(gè)DNA分子在不同細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出來(lái)的mRNA不完全相同。()4三種RNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)。()(3)過(guò)程(以合成mRNA為例)第1步：DNA雙鏈解開(kāi)，DNA雙鏈的堿基得以暴露。當(dāng)細(xì)胞開(kāi)始合成某種蛋白質(zhì)時(shí)，RNA聚合酶與編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，使得DNA雙鏈解開(kāi)，雙鏈的堿基得以暴露。第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶的作用下開(kāi)始mRNA的合成。第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。 場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核中模板：DNA的一條鏈原料：4種游離的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA

4、聚合酶產(chǎn)物：RNA例1下列有關(guān)真核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程的敘述，正確的是()A轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所只有細(xì)胞核BDNA雙鏈解開(kāi)需要RNA聚合酶Ca為DNA，b為RNA，c為RNA聚合酶，轉(zhuǎn)錄方向?yàn)?端到5端，即從左到右D游離的脫氧核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA解題分析真核生物轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，少量在線粒體和葉綠體，A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄方向?yàn)閺?端到3端，C錯(cuò)誤；核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA，D錯(cuò)誤。答案B例2下列敘述正確的是()A胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中B核糖存在于RNA中而不存在于DNA中CmRNA合成于細(xì)胞核并在細(xì)胞核中傳遞遺傳信息DDNA都是雙螺旋結(jié)構(gòu)而RNA是單鏈結(jié)構(gòu)解

5、題分析胞嘧啶是組成核苷酸的基本組成成分之一，在RNA和DNA中都存在，A錯(cuò)誤；核糖存在于RNA中，不存在于DNA中，而構(gòu)成DNA的五碳糖是脫氧核糖，B正確；一般情況下，mRNA在細(xì)胞核中合成，并在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用，C錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)上，DNA一般為雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA通常為單鏈結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。答案B方法技巧DNA與RNA的快速判定知識(shí)點(diǎn)二遺傳信息的翻譯1概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過(guò)程叫作翻譯。2實(shí)質(zhì)：將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。3密碼子(1)含義：mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基叫作1個(gè)密碼子。 1每

6、種密碼子都有對(duì)應(yīng)的反密碼子。(×)2tRNA中只含有三個(gè)含氮堿基。(×)3細(xì)胞中能運(yùn)輸氨基酸的物質(zhì)，其化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(×)43種RNA都參與翻譯過(guò)程，只是作用不同。()5翻譯過(guò)程中mRNA并不移動(dòng)，只是核糖體沿mRNA移動(dòng)。()(2)種類(lèi)：64種。一般情況下，能編碼氨基酸的密碼子有61種，其中包含起始密碼子2種AUG、GUG。不編碼氨基酸的密碼子有3種，為終止密碼子，UAA、UGA、UAG。(3)密碼子與氨基酸對(duì)應(yīng)關(guān)系一種密碼子決定1個(gè)氨基酸，GUG除外。1個(gè)氨基酸可能對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子。4tRNA(1)結(jié)構(gòu)：比mRNA小得多，類(lèi)似三葉草的葉形，一端是攜帶氨

7、基酸的部位，另一端有3個(gè)相鄰的堿基能和mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)，叫作反密碼子。(2)功能：攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，識(shí)別密碼子。(3)種類(lèi)：61種。(4)與氨基酸對(duì)應(yīng)關(guān)系每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。一種氨基酸可由一種或幾種tRNA運(yùn)輸。5翻譯過(guò)程(1)第1步起始：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。(2)第2步運(yùn)輸：攜帶某個(gè)氨基酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。(3)第3步脫水縮合：甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。(4)第4步延伸：核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。原位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體，

8、原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。(5)第5步終止：隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過(guò)來(lái)，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止。(6)第6步脫離：肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，通常經(jīng)過(guò)一系列步驟，盤(pán)曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，然后開(kāi)始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)。6轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程都有AU和TA的配對(duì)。(×)根據(jù)mRNA中堿基的排列順序能否準(zhǔn)確寫(xiě)出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否確定mRNA中的堿基排列順序，為什么？提示：能。不能，因?yàn)橛袔追N密碼子決定

9、同一種氨基酸的情況。幾乎所有生物共用一套密碼子給我們什么啟示？提示：生物界具有統(tǒng)一性。場(chǎng)所：核糖體(rRNA和蛋白質(zhì)組成)原料：氨基酸模板：mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)工具：tRNA原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則產(chǎn)物：蛋白質(zhì)多聚核糖體上合成的多條肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?？提示：相同，因?yàn)槟０彐渕RNA相同。例1下列相關(guān)敘述正確的是()A密碼子有64種，每個(gè)密碼子都與一個(gè)反密碼子相對(duì)應(yīng)B反密碼子位于mRNA上，密碼子位于tRNA上C除原核生物外，一個(gè)密碼子最多只能對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸D每種氨基酸可以對(duì)應(yīng)多種tRNA，每個(gè)tRNA也可以對(duì)應(yīng)多種氨基酸解題分析密碼子有64種，三個(gè)終止密碼子不編碼氨基酸，故終止密碼子不與反密碼子相對(duì)應(yīng)，A錯(cuò)誤

10、；反密碼子位于tRNA上，密碼子位于mRNA上，B錯(cuò)誤；真核生物中一個(gè)密碼子最多只能對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，原核生物中GUG可對(duì)應(yīng)兩種氨基酸，C正確；由于密碼子的簡(jiǎn)并性，絕大多數(shù)氨基酸可以對(duì)應(yīng)多種tRNA，但是每個(gè)tRNA只可以對(duì)應(yīng)一種氨基酸，D錯(cuò)誤。答案C例2如圖為基因表達(dá)過(guò)程的示意圖，下列敘述正確的是()A是DNA，其一條鏈可進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)作為轉(zhuǎn)錄的模板B該圖可以表示原核生物基因表達(dá)過(guò)程C是核糖體，翻譯過(guò)程中將由3向5方向移動(dòng)D是tRNA，一端能結(jié)合氨基酸的部位是3，另一端的反密碼子能識(shí)別mRNA上的密碼子解題分析據(jù)圖可判斷依次代表DNA、mRNA、核糖體、tRNA，其中mRNA是以DNA的一條鏈為模

11、板合成的，場(chǎng)所是細(xì)胞核，A錯(cuò)誤；原核生物是在細(xì)胞質(zhì)中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯的，B錯(cuò)誤；核糖體沿著mRNA由5向3方向移動(dòng)，C錯(cuò)誤。答案D題后歸納1.翻譯進(jìn)程：核糖體沿著mRNA移動(dòng)，mRNA不移動(dòng)。2一個(gè)mRNA上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條相同的多肽鏈，而不是多個(gè)核糖體共同完成一條肽鏈的合成。3真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，在空間和時(shí)間上被分隔開(kāi)，而原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒(méi)有分隔，可以同時(shí)進(jìn)行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。例3一段原核生物的mRNA通過(guò)翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽最多需要的tRNA個(gè)數(shù)，依次為()A33,11 B36

12、,12C12,36 D11,36解題分析由題干知此多肽有11個(gè)肽鍵，可推知此多肽應(yīng)由12個(gè)氨基酸脫水縮合而成，對(duì)應(yīng)mRNA上的堿基數(shù)目至少應(yīng)為12×336(個(gè))，而12個(gè)氨基酸最多需要12個(gè)tRNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)。答案B題后歸納DNA、mRNA中堿基數(shù)與蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)的關(guān)系翻譯過(guò)程中，mRNA上每3個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸，所以不考慮終止密碼時(shí)及基因中有的片段不編碼蛋白質(zhì)，經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3，是DNA(基因)中堿基數(shù)目的1/6。知識(shí)點(diǎn)三中心法則1提出者：克里克。2中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，

13、進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。3中心法則的補(bǔ)充：少數(shù)生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA。以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物(包括原核生物、真核生物和DNA病毒)的遺傳信息流動(dòng)方向？提示：。4.中心法則圖解5生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體：在遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動(dòng)提供能量，可見(jiàn)，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物的遺傳信息流動(dòng)方向？提示：；。6總結(jié)：中心法則幾個(gè)過(guò)程分析例1下圖表示中心法則及其補(bǔ)充的內(nèi)容，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A分別表示轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、翻譯B人體

14、的所有細(xì)胞都具有過(guò)程C在洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞中只有過(guò)程D過(guò)程均有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象解題分析過(guò)程分別表示DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯，A錯(cuò)誤；過(guò)程只能發(fā)生在分裂的細(xì)胞中，B錯(cuò)誤；洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞既可以完成過(guò)程，也能完成過(guò)程，C錯(cuò)誤；圖中中均有堿基互補(bǔ)配對(duì)的現(xiàn)象，D正確。答案D例2在其他條件具備的情況下，在試管中加入物質(zhì)X和物質(zhì)Z，可得到相應(yīng)產(chǎn)物Y。下列敘述正確的是()A若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉(zhuǎn)錄酶B若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C若X是RNA，Y是DNA，則Z是限制酶D若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸解題分析若X是DNA，Y是RNA，則Z是RNA聚合酶，

15、A錯(cuò)誤；若X是DNA，Y是mRNA，則Z是核糖核苷酸，B錯(cuò)誤；若X是RNA，Y是DNA，則Z是逆轉(zhuǎn)錄酶，C錯(cuò)誤；若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，即蛋白質(zhì)，則Z是氨基酸，D正確。答案D技法提升由中心法則判斷生理過(guò)程的方法(1)從模板分析如果模板是DNA，生理過(guò)程可能是DNA復(fù)制或DNA轉(zhuǎn)錄。如果模板是RNA，生理過(guò)程可能是RNA復(fù)制或RNA逆轉(zhuǎn)錄或翻譯。(2)從原料和產(chǎn)物分析如果原料為脫氧核苷酸，產(chǎn)物一定是DNA，生理過(guò)程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄。如果原料為核糖核苷酸，產(chǎn)物一定是RNA，生理過(guò)程可能是DNA轉(zhuǎn)錄或RNA復(fù)制。如果原料為氨基酸，產(chǎn)物一定是蛋白質(zhì)(或多肽)，生理過(guò)程是翻譯

16、。1如圖表示發(fā)生在某細(xì)胞內(nèi)一重要物質(zhì)的合成過(guò)程，下列相關(guān)敘述正確的是()A該圖所示的合成方向?yàn)?5B該圖所示過(guò)程只發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)C圖中A最可能代表核糖體D為DNA模板鏈答案D解析圖中是以為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA的過(guò)程，RNA的合成方向?yàn)?3，A錯(cuò)誤，D正確；轉(zhuǎn)錄過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞核中，原核細(xì)胞、葉綠體和線粒體中也有轉(zhuǎn)錄過(guò)程，B錯(cuò)誤；圖中A最可能是RNA聚合酶，C錯(cuò)誤。2下列對(duì)蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A以細(xì)胞質(zhì)中游離的氨基酸為原料B以核糖體RNA作為遺傳信息模板C以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為氨基酸運(yùn)輸工具D合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)答案B解析翻譯是以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的

17、過(guò)程，tRNA和rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，但這兩種RNA不會(huì)翻譯為蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤，A、D正確；在翻譯過(guò)程中，搬運(yùn)工是tRNA，C正確。3基因、遺傳信息和密碼子分別是指()mRNA上核苷酸的排列順序基因中脫氧核苷酸的排列順序DNA上決定氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基tRNA上一端的3個(gè)堿基mRNA上決定氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段A B C D答案B解析基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序；密碼子是位于mRNA上決定氨基酸的3個(gè)相鄰堿基。4如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過(guò)程(aa代表氨基酸)，下列敘述正確的是()A直接給該過(guò)程提供遺傳信息的是

18、DNAB核糖體的移動(dòng)方向?yàn)?5C有多少個(gè)密碼子，就有多少個(gè)反密碼子與之對(duì)應(yīng)D該過(guò)程有水產(chǎn)生答案D解析翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA，A錯(cuò)誤；核糖體的移動(dòng)方向?yàn)?3，B錯(cuò)誤；正常情況下，終止密碼子不與氨基酸對(duì)應(yīng)，所以沒(méi)有與終止密碼子對(duì)應(yīng)的反密碼子，C錯(cuò)誤；氨基酸脫水縮合形成多肽時(shí)，此過(guò)程有水的生成，D正確。5下列關(guān)于中心法則的敘述中，不正確的是()A它是指遺傳信息在生物大分子間的傳遞過(guò)程B它首先由英國(guó)科學(xué)家克里克提出，揭示了遺傳的本質(zhì)C遺傳信息的傳遞方向不可能從RNA傳向DNAD遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程中，DNA、RNA是信息的載體，ATP為信息的流動(dòng)提供能量答案C解析逆轉(zhuǎn)錄病毒侵染宿主細(xì)胞時(shí)存在逆轉(zhuǎn)錄酶能催化以RNA為模板合成DNA的過(guò)程，C錯(cuò)誤。6中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)圖中a、b、c、d所表示的四個(gè)過(guò)程分別是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖體同時(shí)參與的過(guò)程是_(用圖中的字母回答)。(3)a過(guò)程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂前的_期。(4)在真核細(xì)胞中，a和b兩個(gè)過(guò)程發(fā)生的主要場(chǎng)所是_。(5)能特異性識(shí)別信使RNA上密碼子的分子是_，其能攜帶的分子是_。(6)RNA病毒的