1、第 4 章 基因的表達(dá),第 1、2節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成、基因?qū)π誀畹目刂?一、遺傳信息、密碼子和反密碼子,基因,種類,數(shù)量,排列順序,蛋白質(zhì),mRNA,64,61,續(xù)表 每種 tRNA 只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，它的一 端是攜帶氨基酸的部位，另一端有三個(gè)堿基，叫 反密碼子 _，tRNA 共有_種，而氨基酸 只有_種，故一種氨基酸可由一種或多種 tRNA 來轉(zhuǎn)運(yùn) 終止密碼子有_種，不決定氨基酸；起始密碼子有_ 種，決定氨基酸。反密碼子存在于_上，共有_種。,3,2,tRNA,61,反密碼子,61,20,二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,細(xì)胞核,一條鏈,RNA 聚合,轉(zhuǎn)錄與復(fù)制有哪些不同點(diǎn)？ 答案：主要是模

2、板、原料、酶的差異。,三、遺傳信息的翻譯,mRNA,蛋白質(zhì),三種不同的 RNA(mRNA、tRNA、rRNA)都是通過轉(zhuǎn)錄,形成的，都在翻譯過程中共同發(fā)揮作用。(,),四、基因?qū)π誀畹目刂?1中心法則,DNA,RNA,RNA,蛋白質(zhì),逆轉(zhuǎn)錄,(1)內(nèi)容：遺傳信息從 DNA 流向 DNA，即 DNA 的_ 過程；遺傳信息從_流向_，再?gòu)腳流向,_，即轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。后來，某些病毒的,_,過程以及 RNA 的 心法則”。,_的發(fā)現(xiàn)，又補(bǔ)充和發(fā)展了“中,復(fù)制,自我復(fù)制,(2)圖解,DNA 復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯,RNA 復(fù)制,_,_,_ _,_,逆轉(zhuǎn)錄,2基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系,(1)基因通過控制,_來

3、控制代謝過程，從而控,制生物的性狀，如白化病。,酶的合成,(2)基因通過控制 性狀，如囊性纖維病。,_來直接控制,RNA 的自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在 RNA 病毒在宿主細(xì) 胞內(nèi)的增殖過程中，且逆轉(zhuǎn)錄過程必須有逆轉(zhuǎn)錄酶的參與才能,進(jìn)行。(,),蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),考點(diǎn),基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程,1DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較,續(xù)表,續(xù)表,續(xù)表,續(xù)表,2.遺傳信息、密碼子、反密碼子,續(xù)表,續(xù)表,1一個(gè) mRNA 分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成,多條肽鏈。,2翻譯在核糖體上進(jìn)行，但從核糖體上脫落下來的多肽鏈 一般還要在相應(yīng)的細(xì)胞器內(nèi)加工，最后才合成具有一定空間結(jié) 構(gòu)的蛋白質(zhì)。,3密碼子的特點(diǎn),(1

4、)通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼,子。,(2)簡(jiǎn)并性：大多數(shù)的氨基酸都可以具有幾組不同的密碼,子。,(3)不重疊：兩個(gè)密碼子間沒有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，讀碼必須按照一 定的讀碼框架，從正確的起點(diǎn)開始，一個(gè)不漏地一直讀到終止 信號(hào)。,(4)具有一定的方向性。,遺傳信息、遺傳密碼與遺傳性狀的聯(lián)系,【典例 1】(2011 年江門一模)下圖為基因的作用與性狀的表,現(xiàn)流程示意圖，正確的選項(xiàng)是(,),A過程是轉(zhuǎn)錄，它以 DNA 的兩條鏈為模板、四種核苷 酸為原料合成 mRNA B過程中只需要 mRNA、氨基酸、核糖體、酶、ATP 即可完成,C人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?，?結(jié)構(gòu)蛋白發(fā)

5、生變化所致,D某段 DNA 上發(fā)生了基因突變，則形成的 mRNA、蛋白,質(zhì)一定會(huì)改變,解題思路轉(zhuǎn)錄是以 DNA 的一條鏈為模板、四種核糖核苷 酸為原料合成 mRNA；過程是翻譯，需要 mRNA 做模板、氨 基酸為原料、核糖體為場(chǎng)所、酶為催化劑、ATP 提供能量，還 需要 tRNA 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸；某段 DNA 分子上發(fā)生了基因突變，則 形成的 mRNA 一定改變，但蛋白質(zhì)不一定會(huì)改變。,答案C,考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練,1(2011 年中山三模)遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的共同點(diǎn)是(,),A都需要核苷酸作原料,D,B都需要 DNA 作模板 C都能生成磷酸二酯鍵 D都能生成生物大分子 解析：轉(zhuǎn)錄和翻譯的產(chǎn)物分別是 mRN

6、A 和蛋白質(zhì)，都是大 分子物質(zhì)。,2(易錯(cuò))(2011 年濟(jì)南質(zhì)檢)信使 RNA 上某個(gè)密碼子的一個(gè) 堿基發(fā)生替換，則識(shí)別該密碼子的 tRNA 及轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸發(fā)生,的變化是(,),C,AtRNA 一定改變，氨基酸一定改變 BtRNA 不一定改變，氨基酸不一定改變 CtRNA 一定改變，氨基酸不一定改變 DtRNA 不一定改變，氨基酸一定改變 解析：密碼子變，與之配對(duì)的反密碼子一定變；但由于密 碼子的簡(jiǎn)并性，氨基酸不一定改變。,考點(diǎn),中心法則,1圖解 2各類生物遺傳信息的傳遞與表達(dá)過程 (1)以 DNA 為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞,(2)以 RNA 為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞,3中心法則與基

7、因表達(dá)的關(guān)系,(1) DNA 的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在細(xì)胞,增殖或產(chǎn)生子代的生殖過程中。,(2)DNA 的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā),生在個(gè)體的發(fā)育過程中。,(3)DNA 的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程是在大多數(shù)生物中存在的， 逆轉(zhuǎn)錄、RNA 復(fù)制是后來在少數(shù)生物(如 RNA 病毒)中發(fā)現(xiàn)的， 是對(duì)中心法則的補(bǔ)充。,【典例 2】下圖是中心法則示意圖，各個(gè)數(shù)字代表不同的,過程，有關(guān)敘述不正確的是(,),A過程和都是邊解旋邊進(jìn)行 B過程和所需原料相同 C過程和不能發(fā)生在人體健康細(xì)胞內(nèi) D過程的直接模板是 mRNA,解題思路第一步,分析圖形：過程、,分別是 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、

8、逆轉(zhuǎn)錄、RNA 復(fù)制、翻譯。,第二步,分析選項(xiàng)：DNA 是規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)，其復(fù)制和轉(zhuǎn),錄都必須解旋才能進(jìn)行；過程和所需原料分別是脫氧核苷 酸、核糖核苷酸；過程和只有在 RNA 病毒侵入宿主細(xì)胞后 才能進(jìn)行，不能發(fā)生在人體健康細(xì)胞內(nèi)。,答案B,考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練 31983 年科學(xué)家證實(shí)，引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒 (HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列能正確表示 HIV 感染人體過程,的“遺傳信息流”的示意圖是(,),D,A. B. C. D. 解析：HIV 中有逆轉(zhuǎn)錄酶，其遺傳過程中包括逆轉(zhuǎn)錄。,考點(diǎn),與基因控制性狀相關(guān)的計(jì)算,設(shè)基因中能編碼蛋白質(zhì)序列的堿基數(shù)為 6m，肽鏈數(shù)為 n,計(jì)算中關(guān)于“最多”和

9、“至少”的分析,翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼不決定氨基酸，因此mRNA 上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的 3 倍還要多一些；基因 或 DNA 上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的 6 倍還 要多一些。,在回答有關(guān)問題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“至少”等字。 如：mRNA 上有 n 個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有 2n 個(gè)堿 基，該 mRNA 指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有 n/3 個(gè)氨基酸。,【典例 3】一個(gè) mRNA 分子有 m 個(gè)堿基，其中 GC 有 n 個(gè)；由該 mRNA 合成的蛋白質(zhì)有兩條多肽鏈。則其模板 DNA,),分子的 AT 數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)分別是( Am、m/31 B

10、m、m/32 C2(mn)、m/31 D2(mn)、m/32,解題思路第一步,分析模板 DNA 分子的 A T 數(shù)：由,mRNA 分子有 m 個(gè)堿基且GCn 可知，此 mRNA 分子中A Umn，控制其合成的 DNA 分子模板鏈中 TAmn 個(gè)，模板 DNA 分子中 AT2(mn)個(gè)。,第二步,分析合成蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)：由 mRNA 分,子有 m 個(gè)堿基可知，其模板 DNA 分子中有 2m 個(gè)堿基，能控 制合成含 2m/6 個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)分子。題中給出，此蛋白質(zhì)分 子有兩條肽鏈，脫水分子數(shù)應(yīng)為 m/32。,答案D,考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練 4已知一信使 RNA 片段中有 30 個(gè)堿基，其中 A 和

11、C 共 有 12 個(gè)，那么轉(zhuǎn)錄該信使 RNA 的一段 DNA 分子中 G 和 T 的 數(shù)目以及該信使 RNA 經(jīng)“翻譯”而合成肽鏈時(shí)脫去的水分子,),的最大數(shù)目分別是( A12 和 30 C18 和 10,B30 和 29 D30 和 9,解析：雙鏈DNA分子中，GTCA，而題中已知mRNA 有 30 個(gè)堿基，所以轉(zhuǎn)錄該 mRNA 的一段 DNA 分子有 60 個(gè)堿 基，其中 GT30；當(dāng)該 mRNA 含有肽鏈數(shù)為 1 時(shí)，脫去的 水分子數(shù)最多，為 30/319。,D,遺傳信息傳遞與表達(dá)過程的探究實(shí)驗(yàn),想 推 得,實(shí)驗(yàn)原理：遺傳信息的傳遞與表達(dá)可以通過模擬實(shí)驗(yàn) 加以驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)思路：將此類試題

12、 遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的題型。 實(shí)驗(yàn)方法：通過添加不同的原料，創(chuàng)設(shè)一定的環(huán)境條 件，模擬遺傳信息的傳遞與表達(dá)過程，來探究遺傳信 息的傳遞與表達(dá)。,轉(zhuǎn)化成,【典例】(2011 年南京一模)下圖是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的相關(guān),模擬實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。,(1) 圖中 甲、乙 模擬實(shí) 驗(yàn)?zāi)M 的過程 分別是 _ 、,_。,(2)圖中乙過程要順利進(jìn)行，還需向試管中加入的物質(zhì)或細(xì),胞結(jié)構(gòu)有_、_。,(3)人們通過研究發(fā)現(xiàn)，有些抗生素通過阻斷細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)蛋 白質(zhì)的合成，從而抑制細(xì)菌的繁殖?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素， 請(qǐng)你根據(jù)上述模擬實(shí)驗(yàn)的方法探究這種抗生素能否阻斷細(xì)菌 DNA 和人體 DNA 的轉(zhuǎn)錄過程。,.實(shí)驗(yàn)步驟,取 A

13、、B、C、D 4 支試管，各加入足量的 ATP 、核糖核,苷酸、相關(guān)的酶的混合溶液。,向 A 管中滴加適量的_，B 管中滴 加_的蒸餾水，同時(shí) A 、B 管中加入等量相同的細(xì)菌 _；向 C 管中加入適量的_，向 D 管 中加_的蒸餾水，同時(shí) C、D 管中加入_的人體 DNA。 把 A、B、C、D 4 支試管放在_的條件 下培養(yǎng)一段時(shí)間，檢測(cè) 4 支試管中_。,.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,該實(shí)驗(yàn)有可能會(huì)出現(xiàn)_種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果出現(xiàn)_ _，則說明該抗生素只 阻斷細(xì)菌 DNA 的轉(zhuǎn)錄，不阻斷人體 DNA 的轉(zhuǎn)錄。,解題思路實(shí)驗(yàn)甲加入的是 DNA、核糖核苷酸，模擬的是 以 DNA 為模板，核糖核苷酸為

14、原料合成 RNA 的過程；實(shí)驗(yàn)乙 加入的是 mRNA、氨基酸,前者為模板，后者為原料合成多肽鏈。,答案(1)轉(zhuǎn)錄,翻譯,(2)tRNA 核糖體,等量,DNA,一定濃,(3).一定濃度的抗生素水溶液 度的抗生素水溶液 等量 等量 相同且適宜 有無 RNA 的生成,.4,A 試管中無 RNA 生成，B、C、D 試管中均有 RNA,生成,1(2012 年廣州調(diào)研)下列關(guān)于遺傳變異的敘述，正確的是,(,),A,A一個(gè) mRNA 可結(jié)合多個(gè)核糖體，合成多條相同的肽鏈 B基因治療的原理就是把缺陷基因誘變成正常基因 CPCR 過程中，DNA 分子是邊解旋邊復(fù)制的 D人類濫用抗生素促使細(xì)菌突變成耐藥性細(xì)菌 解

15、析：基因治療的原理是修復(fù)而不是誘變；PCR 過程中， DNA 分子是先解鏈后復(fù)制。,2(2011 年揭陽統(tǒng)考)下列有關(guān)遺傳信息傳遞過程的敘述，,不正確的是(,),A,A每種密碼子都有與之相對(duì)應(yīng)的氨基酸 BDNA 可以邊解旋邊復(fù)制 C人體細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所主要是在細(xì)胞核 D氨基酸是翻譯的原料 解析：終止密碼子沒有與之相對(duì)應(yīng)的氨基酸。,3(2011 年汕頭一模)尿嘧啶核糖核苷(簡(jiǎn)稱尿苷)在細(xì)胞內(nèi) 可以轉(zhuǎn)化為尿嘧啶核糖核苷酸。如果選用含有 3H尿嘧啶核糖 核苷的營(yíng)養(yǎng)液，處理活的小腸黏膜層，幾小時(shí)后檢測(cè)小腸絨毛， 發(fā)現(xiàn)整個(gè)小腸黏膜層上均有放射性出現(xiàn)。推測(cè)與之密切相關(guān)的,過程是下圖中的哪一個(gè)過程？(,),B

16、,A,B,C,D和,解析：3H尿嘧啶核糖核苷轉(zhuǎn)化成的尿嘧啶核糖核苷酸是 合成 RNA 的原料，是轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物是 RNA。,4(2011 年佛山二模)病毒是一種精明的生物，其核酸幾乎 只用于合成宿主無法提供的蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)一種能以 RNA,為模板合成 DNA 的致癌病毒，推測(cè)該病毒最可能含有(,),A與 DNA 復(fù)制相關(guān)的酶基因,C,B與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的酶基因 C與逆轉(zhuǎn)錄相關(guān)的酶基因 D與翻譯相關(guān)的酶基因 解析：以 RNA 為模板合成 DNA 屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，必須在 逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下才能進(jìn)行。,5(2011 年湛江一模雙選)圖甲表示以右側(cè)的一條鏈為模板 合成左側(cè)子鏈的過程，圖乙表示生物體遺傳信息的傳

17、遞過程示,意圖。下列關(guān)于兩圖的描述中，正確的是(,),A.圖甲中兩條鏈的基本單位完全相同 B.圖甲所示過程對(duì)應(yīng)圖乙中的,C.圖乙中的過程均可發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì),D.無論在生物體內(nèi)體外，只要條件滿足，過程都能進(jìn)行 解析：圖甲是轉(zhuǎn)錄過程，子鏈與模板鏈的基本單位分別是 核糖核苷酸和脫氧核苷酸；圖甲所示過程對(duì)應(yīng)圖乙中的。,答案：CD,6(2011 年廣東聯(lián)考節(jié)選)下圖表示了真核細(xì)胞中遺 傳信息的傳遞方向，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)科學(xué)家克里克將圖中所示的遺傳信息的傳遞規(guī) 律命名為_法則。過程發(fā)生在有絲分裂的間期和_ _的間期。在過程中如果出現(xiàn)了 DNA 若干個(gè) 堿基對(duì)的增添從而導(dǎo)致生物性狀改變，這種 DNA 的變化稱為