版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2.docx

资源描述

版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2.docx

《版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2.docx

版生物一轮精品复习学案41基因指导蛋白质的合成必修2

第四章基因的表达

第一节基因指导蛋白质的合成

【高考目标导航】

遗传信息的转录和翻译

【基础知识梳理】

一、遗传信息的转录和翻译

1、RNA的结构和分类：

（1）RNA和DNA的区别

物质组成

结构特点

五碳糖

特有碱基

DNA

脱氧核糖

T（胸腺嘧啶）

一般是双链

RNA

核糖

U（尿嘧啶）

通常是单链

（2）基本单位：

核糖核苷酸。

（3）结构：

一般是单链，比DNA短。

有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。

（4）分布：

在细胞核内合成，通过核孔进入细胞质

（5）分类：

①信使RNA（mRNA）：

蛋白质合成的模板，将遗传信息从细胞核内传递到细胞质中。

②转运RNA（tRNA）：

转运氨基酸，形似三叶草的叶，识别密码子

③核糖体RNA（rRNA）：

核糖体的组成成分。

2、转录

（1）概念：

在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。

（2）过程：

DNA解旋→原料与DNA碱基互补并通过氢键结合→RNA新链的延伸→合成的RNA从DNA上释放→DNA复旋。

3、翻译

（1）概念：

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。

（2）场所：

核糖体。

（3）运载工具：

tRNA。

（4）模板：

mRNA

（5）原料：

（约20种）氨基酸

（6）碱基配对：

A—U、U—A、C—G、G—C。

（7）过程：

mRNA进入细胞质与核糖体结合→氨基酸按位点依次相连→读取到终止密码子，肽链合成结束。

（8）密码子：

在mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。

共有64种密码子，其中决定氨基酸的密码子有61种，另外三种为终止密码子。

（9）反密码子：

指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。

共有61种。

【要点名师透析】

一、DNA复制、转录、翻译的比较

1、区别

复制

转录

翻译

时间

细胞分裂的间期

个体生长发育的整个过程

场所

主要在细胞核

细胞质的核糖体

模板

DNA的两条单链

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

条件

都需要特定的酶和ATP

产物

2个双链DNA

一个单链RNA

（mRNA，tRNA，rRNA）

多肽链（或蛋白质）

特点

边解旋边复制，

半保留复制

边解旋边转录；转录后DNA

仍恢复原来的双链结构

翻译结束后，mRNA

分解成单个核苷酸

碱基配对

A—T，T—A，

G—C，C—G

A—U，T—A，

G—C，C—G

A—U，U—A，

C—G，G—C

遗传信息传递

DNA→DNA

DNA→mRNA

mRNA→蛋白质

意义

使遗传信息从亲代传给子代

表达遗传信息，使生物表现出各种性状

2、联系

【典例】有关基因控制蛋白质合成的叙述，不正确的是（）

A.转录和翻译都可发生在线粒体内

B.转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸

C.一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运

D.转录和翻译的模板分别是DNA的一条链和mRNA

【解析】转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料。

翻译则主要发生在细胞质中，以mRNA为模板，以氨基酸为原料，但线粒体内有DNA和核糖体，因此转录和翻译也可发生在线粒体内；由于密码子具有简并性，因此一种氨基酸可对应多种密码子，也需多种tRNA转运。

【答案】C

二、遗传信息、密码子和反密码子的比较

1、区别

存在位置

含义

生理作用

遗传信息

DNA

脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序

直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序

密码子

mRNA

mRNA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

与反密码子互补的3个碱基

识别密码子

2、联系

（1）遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。

（2）mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。

3、对应关系

【感悟高考真题】

1、（2011·江苏高考）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

【解析】A项，转录时以4种核糖核苷酸为原料，合成RNA。

B项，转录时，RNA聚合酶识别转录的起始部位，识别转录终止信号，促使聚合酶反应的停止。

C项，核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质；D项，不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性，有利于稳定遗传。

【答案】C

2、（2011·浙江高考）以下为某家族甲病（设基因为B、b）和乙病（设基因为D、d）的遗传家系图，其中Ⅱ1不携带乙病的致病基因。

请回答：

（1）甲病的遗传方式为，乙病的遗传方式为。

Ⅰ1的基因型是。

（2）在仅考虑乙病的情况下，Ⅲ2与一男性为双亲，生育了一个患乙病的女孩。

若这对夫妇再生育，请推测子女的可能情况，用遗传图解表示。

（3）B基因可编码瘦素蛋白。

转录时，首先与B基因启动部位结合的酶是。

B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的瘦素蛋白仅由167个氨基酸组成，说明。

翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟，其原因是。

若B基因中编码第105位精氨酸的CCT突变成ACT，翻译就此终止，由此推断，mRNA上的为终止密码子。

【解析】本题综合考查遗传病及转录和翻译的相关内容。

（1）从系谱图知Ⅱ3与Ⅱ4生了Ⅲ5，无中生有为隐性，隐性看女病，女病父不病，Ⅲ5病其父不病为常染色体隐性遗传病，所以甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传；Ⅱ1与Ⅱ2生出乙病患者，符合无中生有为隐性，若为常染色体隐性遗传病，则Ⅱ1携带乙病的致病基因，由于Ⅱ1不携带乙病的致病基因，所以乙病是伴X染色体隐性遗传病；Ⅰ1无甲病和乙病，可表示为B＿XDX-,Ⅱ2为bb则Ⅰ1基因型是BbXDXd或BbXDXD。

（2）由题干知Ⅲ2与一男性为双亲，生育了一个患乙病的女孩，所以Ⅲ2为XDXd,男性为XdY,所以遗传图解表示如下：

（3）转录时，需要RNA聚合酶与启动子结合启动转录；B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的瘦素蛋白由167个氨基酸组成，对应167×3=501个碱基，少了很多，说明转录出来的RNA需要加工才能翻译；翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，即合成一个瘦素蛋白分子需4秒钟，合成100个瘦素蛋白分子需400秒钟，远远大于1分钟，说明有多个核糖体同时连在一条mRNA上同时翻译；基因中CCT突变成ACT则对应mRNA中GGA变为UGA，UGA为终止密码子。

【答案】

（1）常染色体隐性遗传伴X染色体隐性遗传BbXDXd或BbXDXD

（2）

（3）RNA聚合酶转录出来的RNA需要加工才能翻译一条mRNA上有多个核糖体同时翻译UGA

3、（2010·海南高考）下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是

A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则

B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则

【答案】D

4、（2010·天津高考）2.根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是

A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU

【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。

【答案】C

5、（2010·江苏高考）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▲。

（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▲。

（3）若铁蛋白由n个氨基酸组成．指导其合成的

的碱基数远大于3n，主要原因是▲。

（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由▲。

【解析】本题考察了遗传信息的传递过程及同学们的识图能力以及从新情景中获取信息分析问题、解决问题的能力，

（1）根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子CCA可以判断甘氨酸的密码子为GGU,甘一色---天对应的密码子为------GGUGACUGG-------判断模板链碱基序列为------CCACTGACC------

（2）当Fe3+浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答原件结合，使蛋白质的翻译缺少起始代码，从而阻止核糖体在mRNA上移动，遏制铁蛋白的合成，由于Fe3+具有很强的氧化性，因此这种机制技能减少其毒性，又能在其含量较低时减少铁蛋白的合成从而减少细胞内物质和能源的消耗。

（3）mRNA并不是所有序列都参与蛋白质的翻译，有一部分是不具有遗传效应的。

（4）色氨酸密码子为UUG,对应模式链碱基序列为ACC,当第二个碱基C-A时，此序列对应的密码子变为UUG,恰为亮氨酸密码子。

【答案】

（1）GGU,-----GGUGACUGG---------CCACTGACC---

（2）核糖体上的mRNA上的结合于移动Fe3+细胞内物质和能量的浪费

（3）mRNA两端存在不翻译的序列

（4）C—A

6、（2009·广东高考）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

【解析】携带遗传信息的，是DNA。

【答案】ABD

7、（2009·海南高考）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C．两种过程都以DNA为模板

【答案】C

8、（2009·上海高考）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

【解析】根据题中条件可知该多肽由30个氨基酸组成，则应为30个密码子再加上终止密码子应为31，编码多肽的基因碱基为31×6=186，93对碱基。

【答案】D

【考点模拟演练】

一、选择题

1、（2011·连云港检测）四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素均阻断了下列哪种过程（　　）

A．染色体活动B．DNA复制过程

C．转录过程D．翻译过程

【解析】由于抗生素能干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。

【答案】D

2、（2011·聊城模拟）甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，下列有关说法正确的是（　　）

A．图甲所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成

B．图甲所示翻译过程的方向是从右到左

C．图乙所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为图甲中的模板

D．图甲和图乙中都发生了碱基配对并且碱基互补配对方式相同

【解析】一条多肽链的合成通常由一个核糖体完成；转录产物有mRNA、tRNA和rRNA三种；转录和翻译过程都发生了碱基配对，但是配对方式不同，转录过程中有T和A的配对，翻译过程中没有。

【答案】B

3、下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是（　　）

A．每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带

B．每种氨基酸都可由几种tRNA携带

C．一种转运RNA可以携带几种结构相似的氨基酸

D．一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带

【解析】在翻译过程中，运输氨基酸的tRNA上的反密码子要与mRNA上决定氨基酸的密码子配对。

一种氨基酸可对应一种或多种密码子，但每种密码子只对应一种氨基酸。

【答案】D

4、有关下图的叙述，正确的是（　　）

①甲→乙表示DNA转录　②共有5种碱基　③甲、乙中的A表示同一种核苷酸　④共有4个密码子　⑤甲→乙过程主要在细胞核中进行

A．①②④B．①②⑤

C．②③⑤D．①③⑤

【解析】由甲、乙碱基组成看，甲是DNA，乙是RNA，图示为转录过程，主要在细胞核中进行。

甲、乙中的A分别表示腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。

mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子，故乙中共有2个密码子。

【答案】B

5、（2011·安庆模拟）切取某动物控制合成生长激素的基因，注入某鱼的体内，与其DNA整合后产生生长激素，从而使该鱼比同种正常鱼增大3～4倍，此项研究遵循的原理是（　　）

A．DNA→RNA→蛋白质　　B．RNA→DNA→蛋白质

C．DNA→蛋白质→DNAD．RNA→蛋白质→RNA

【解析】基因工程遵循的原理就是在生物体外，通过对DNA分子进行改造和重组，然后导入受体细胞内进行无性增殖，使重组基因在受体细胞中得以表达，产生出人类所需要的基因产物的过程。

故其体现了“DNA→RNA→蛋白质”的过程。

故选择A项。

【答案】A

6、分裂旺盛的细胞中，用15N标记的某种碱基最初出现在细胞核中，然后逐渐转移到细胞质基质和核糖体上，一般地说，被标记的碱基不可能是（　　）

A．腺嘌呤B．胸腺嘧啶

C．尿嘧啶D．鸟嘌呤

【解析】由题干提供的信息可知：

被15N标记的碱基最初出现在细胞核中，然后转移到细胞质基质和核糖体上，说明合成的物质是RNA，胸腺嘧啶是构成DNA特有的碱基。

【答案】B

7、（2011·黄冈模拟）下面是几个同学对有关蛋白质和核酸之间关系的总结，错误的是（　　）

A．在同一个生物体内，不同的体细胞核中DNA分子是相同的，但蛋白质和RNA是不同的

B．基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传信息通过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达

C．在蛋白质合成旺盛的细胞中，核DNA分子多，转录成的mRNA分子也多，从而翻译成的蛋白质就多

D．在真核细胞中，DNA的复制和RNA的转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成在细胞质中完成

【解析】同一生物的不同细胞都由同一个受精卵经有丝分裂而来，核DNA分子数相同，因基因的选择性表达，mRNA和蛋白质种类不同，C项错误。

【答案】C

8、（2011·厦门模拟）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．该过程有水产生

【解析】翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项不正确；翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，并且蛋白质不一定就是酶或激素，还可能是其他物质，如抗体，故B不正确；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项也不正确；氨基酸脱水缩合形成多肽过程中有水产生，故D项正确。

【答案】D

9、人体内的核酸类型包括DNA、信使RNA、转移RNA、核糖体RNA四种，其中属于信使RNA功能的有（　　）

①携带遗传信息　②携带遗传密码　③与DNA进行碱基互补　④能进入核糖体　⑤能运载氨基酸　⑥能控制蛋白质的合成

A．①③⑤B．①⑤⑥

C．②④⑥D．②③④

【解析】信使RNA在基因控制蛋白质合成的过程中起重要的作用，是根据碱基互补配对原则由DNA转录而来的，相邻的能控制一个氨基酸的三个碱基叫做一个密码子，能与核糖体结合，直接决定氨基酸排列顺序。

对蛋白质起控制作用的是遗传物质DNA。

【答案】D

10、DNA探针是利用同位素、生物素等标记的特定DNA片段。

当DNA探针与待测的非标记单链DNA（或RNA）按碱基顺序互补结合时，形成标记DNADNA（或标记DNARNA）的双链杂交分子，可检测杂交反应结果。

用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，能与之形成杂交分子的是（　　）

①该人胰岛A细胞中的DNA　②该人胰岛B细胞中的mRNA　③该人胰岛A细胞中的mRNA　④该人肝细胞中的DNA

A．①③④　　　　　　　B．①②③

C．①②④D．②

【解析】用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，可以与该人的胰岛素基因的DNA的单链、胰岛素基因转录的mRNA形成双链杂交分子。

该人的细胞（包括胰岛B细胞、胰岛A细胞、肝细胞等）都含有胰岛素基因，但胰岛素基因只在胰岛B细胞中得以表达，产生相应mRNA。

【答案】C

11、以下是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述中正确的是（　　）

A．此过程有水生成，主要发生在细胞核中

B．①上面所有的碱基都可以和②结合而开始合成

C．④形成后即进入高尔基体加工，然后分泌出细胞

D．①上通常可以相继结合多个②

【解析】此过程为翻译过程，主要发生在细胞质中。

①指的是mRNA，②是核糖体。

mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，不与tRNA上反密码子配对；④形成后先进入内质网，后进入高尔基体加工，然后分泌出细胞；mRNA上结合多个核糖体，各核糖体分别进行翻译，可以迅速合成出大量的肽链。

【答案】D

12、为测定氨基酸的密码子，科学家用人工合成的RNA进行蛋白质体外合成实验。

若提供的RNA的碱基序列为：

ACACACACAC……，则可合成苏氨酸和组氨酸交替排列的多聚体；若提供的RNA的碱基序列为：

CAACAACAACAA……，则可合成谷氨酰胺或天冬酰胺或苏氨酸的多聚体。

据此推测苏氨酸的密码子是（　　）

A．ACAB．CAC

C．CAAD．AAC

【解析】据题干，若提供的RNA的碱基序列为：

ACACACACAC……，则可合成苏氨酸和组氨酸交替排列的多聚体；可推知苏氨酸的密码子可能为ACA或CAC。

又据若提供的RNA的碱基序列为CAACAACAACAA……，则可合成谷氨酰胺或天冬酰胺或苏氨酸的多聚体可推知苏氨酸的密码子可能为CAA、AAC或ACA。

上述两种情况，共有的密码子为ACA，它即为苏氨酸的密码子。

【答案】A

13、下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，相关叙述中不正确的是（　　）

A．丙的合成可能受到一个以上基因的控制

B．图示过程没有遗传信息的传递

C．过程a仅在核糖体上进行

D．甲、乙中均含有起始密码子

【解析】从题中图形上可以看出丙是一个蛋白质分子，是由两条多肽链构成，而这两条多肽链分别有甲和乙翻译而来，所以可能是两个基因分别转录形成的。

图示过程代表了遗传信息传递的翻译过程是在核糖体上进行的，甲和乙是信使RNA，要翻译首先要识别起始密码子。

【答案】B

14、在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是（　　）

A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则

B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程

C．DNA复制、转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板

D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

【解析】DNA复制是分别以DNA的两条链为模板进行复制，而不是以DNA的一条链为模板复制

【答案】C

15、右图表示有关遗传信息传递的模拟实验。