基因指導蛋白質的合成基因對性狀的控制

基因指導蛋白質的合成基因對性狀的控制第1頁/共64頁【考綱展示】

1．遺傳信息的轉錄和翻譯(Ⅱ)2．基因與性狀的關系(Ⅱ)第2頁/共64頁【熱點考向】1．轉錄和翻譯過程的區(qū)別和聯(lián)系2．基因表達過程中有關堿基和氨基酸數(shù)量關系的計算3．基因與蛋白質及性狀的關系4．中心法則及其應用第3頁/共64頁基礎再現(xiàn)第4頁/共64頁一、遺傳信息的轉錄1．RNA的結構和種類(1)結構：與DNA相比，RNA在組成上的差異表現(xiàn)在：五碳糖是

，堿基組成中沒有T，而替換為

。U(尿嘧啶)核糖第5頁/共64頁信使RNA(mRNA)：

遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA(rRNA)：與蛋白質構成核糖體。轉運RNA(tRNA)：轉運氨基酸的工具。(2)種類：第6頁/共64頁2．轉錄場所：主要在

模板：

原料：4種游離的

配對原則：產(chǎn)物：細胞核DNA的一條鏈核糖核苷酸—U—AmRNA—C—GATGC第7頁/共64頁二、遺傳信息的翻譯1．翻譯(1)概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以

為模板

合成

的過程。(2)場所：細胞質中的

。(3)運載工具：

。(4)堿基配對：mRNA具有一定氨基酸順序的蛋白質核糖體tRNAAUGC—U—A—C—G第8頁/共64頁2．密碼子(1)概念：遺傳學上把

上決定一個氨基酸的

叫一個密碼子。(2)種類：共64種，其中決定氨基酸的密碼子有

種。三個相鄰堿基mRNA612種起始密碼子：AUG、GUG，也編碼氨基酸。59種普通密碼子：只編碼氨基酸。3種終止密碼子：UAA、UGA、UAG61種編碼氨基酸不編碼氨基酸，只是最終信號第9頁/共64頁3．轉運RNA(1)結構：形狀像三葉草的葉，一端是攜帶

的部位，另一端有三個堿基可與密碼子互補配對，稱為

。(2)種類：61種。氨基酸反密碼子第10頁/共64頁三、中心法則及其發(fā)展1．內容2．發(fā)展(1)RNA腫瘤病毒的遺傳信息由RNA流向

。(2)致癌RNA病毒能使遺傳信息由RNA流向

。RNADNA第11頁/共64頁3．完善后的中心法則內容(用簡式表示)第12頁/共64頁四、基因、蛋白質與性狀的關系1．基因對性狀的控制(1)直接控制：通過控制

來直接控制生物

性狀。(2)間接控制：通過控制

來控制代謝過程，從而

控制生物性狀。蛋白質分子結構酶的合成第13頁/共64頁2．基因與性狀的關系(1)基因與性狀的關系并不都是

關系。如人的身高可能是由

決定的，同時，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對身高也有重要作用。(2)基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，精細地調控著生物體的性狀。線性多個基因第14頁/共64頁考點突破第15頁/共64頁1.三者的區(qū)別復制轉錄翻譯時間細胞分裂(有絲分裂和減數(shù)第一次分裂前)的間期個體生長發(fā)育的整個過程第16頁/共64頁復制轉錄翻譯場所模板原料條件主要在細胞核主要在細胞核細胞質的核糖體DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸都需要特定的酶和ATP第17頁/共64頁復制轉錄翻譯產(chǎn)物產(chǎn)物去向2個雙鏈DNA一個單鏈RNA

(mRNA，tRNA，rRNA)多肽鏈(或蛋白質)傳遞到2個子細胞離開細胞核進入細胞質組成細胞結構蛋白質或功能蛋白質第18頁/共64頁復制轉錄翻譯特點堿基配對邊解旋邊復制，半保留復制邊解旋邊轉錄；轉錄后DNA仍恢復原來的雙鏈結構翻譯結束后，mRNA分解成單個核苷酸A-T，T-A，C-G，G-CA-U，T-A，C-G，G-CA-U，U-A，C-G，G-C第19頁/共64頁復制轉錄翻譯遺傳信息傳遞意義DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀第20頁/共64頁2．聯(lián)系第21頁/共64頁(1)對細胞結構生物而言，DNA復制發(fā)生于細胞分裂過程中，而轉錄和翻譯則發(fā)生于細胞分裂、分化以及生長等過程。(2)DNA中含有T而無U，而RNA中含有U而無T，因此可通過放射性同位素標記T或U，研究DNA復制或轉錄過程。(3)在翻譯過程中，一條mRNA上可同時結合多個核糖體，可同時合成多條多肽鏈，但不能縮短每條肽鏈的合成時間。第22頁/共64頁1.(2010·廣州調研)下圖是基因指導多肽合成的模式圖。據(jù)圖分析正確的是

A．因為①中含有堿基U，所以其上有密碼子B．②和③過程均發(fā)生了堿基互補配對C．甲圖表示轉錄過程，乙圖表示翻譯過程D．若②過程合成160個氨基酸，則mRNA上共有480個核苷酸B第23頁/共64頁2．在遺傳信息的傳遞過程中，一般不可能發(fā)生的是(

)A．DNA復制、轉錄及翻譯過程都遵循堿基互補配對原則B．核基因轉錄形成的mRNA穿過核孔進入細胞質中進行

翻譯過程C．DNA復制、轉錄都是以DNA一條鏈為模板，翻譯則是

以mRNA為模板D．DNA復制、轉錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核

糖核苷酸、氨基酸.C第24頁/共64頁1.三者區(qū)別比較項目遺傳信息密碼子反密碼子位置含義DNAmRNAtRNADNA上堿基對或脫氧核苷酸的排列順序mRNA上決定一個氨基酸或提供轉錄終止信號的3個相鄰的堿基tRNA上的可以與mRNA上的密碼子互補配對的3個堿基第25頁/共64頁比較項目遺傳信息密碼子反密碼子種類作用4n種(n為堿基對的數(shù)目)64種，其中決定氨基酸的密碼子有61種61種間接決定蛋白質中氨基酸的排列順序直接控制蛋白質中氨基酸的排列順序識別密碼子第26頁/共64頁比較項目遺傳信息密碼子反密碼子相關特性具有多樣性和特異性1.一種密碼子只能決定一種氨基酸。2.一種氨基酸可能由一種或幾種密碼子決定。1.一種tRNA只能識別和轉運一種氨基酸。2.一種氨基酸可以由一種或幾種tRNA轉運。第27頁/共64頁比較項目遺傳信息密碼子反密碼子聯(lián)系

(1)遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。(2)mRNA的密碼子直接控制蛋白質分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到翻譯的作用。第28頁/共64頁以上關系表示如下：第29頁/共64頁3.(2010·濟南質檢)mRNA上決定氨基酸的某個密碼子的一個堿基發(fā)生替換，則識別該密碼子的tRNA及轉運的氨基酸發(fā)生的變化是 (

)A．tRNA一定改變，氨基酸一定改變B．tRNA不一定改變，氨基酸不一定改變C．tRNA一定改變，氨基酸不一定改變D．tRNA不一定改變，氨基酸一定改變C第30頁/共64頁①密碼子具有簡并性和通用性。簡并性指一種氨基酸可對應多種密碼子。通用性是指生物界共用一套遺傳密碼。②由于密碼子具有簡并性，故基因突變并不一定導致其合成的蛋白質發(fā)生改變。第31頁/共64頁1.中心法則與生物種類的關系圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。第32頁/共64頁(1)以DNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞(2)以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞所有的細胞生物和以DNA為遺傳物質的病毒的增值過程中發(fā)生該過程。RNA病毒增值時發(fā)生該過程在極少數(shù)RNA逆轉錄病毒增值時發(fā)生，且必須有逆轉錄酶的參與，如HIV,SARS病毒等。第33頁/共64頁(3)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能①傳遞遺傳信息：它是通過DNA復制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。②表達遺傳信息：它是通過轉錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。第34頁/共64頁(1)DNA復制、轉錄和翻譯是所有具有細胞結構的生物所遵循的法則。(2)RNA復制和逆轉錄只發(fā)生在被RNA病毒寄生的細胞中。(3)逆轉錄酶在基因工程中是一種很重要的酶，它能以已知的mRNA為模板合成目的基因。第35頁/共64頁2．基因對性狀控制的方式基因控制性狀需經(jīng)過一系列步驟，基因控制性狀有如下兩種方式：(1)直接途徑：基因結構蛋白質細胞結構生物性狀，如鐮刀型細胞貧血癥、囊性纖維病。(2)間接途徑：基因酶或激素細胞代謝生物性狀，如白化病、豌豆的粒型。第36頁/共64頁3．基因與性狀的關系(1)一般說來，一對基因控制一對相對性狀，但也有性狀由多個基因決定，甚至一個基因能影響生物的多種性狀。(2)生物的性狀表現(xiàn)是基因與環(huán)境共同作用的結果。第37頁/共64頁A．①～⑤可發(fā)生在人體健康細胞中B．青霉素和利福平能抑制DNA的復制C．結核桿菌的④和⑤都發(fā)生在細胞質中D．環(huán)丙沙星可以抑制細菌的①和②，紅霉素可以抑制細菌的③抗菌藥物青霉素環(huán)丙沙星紅霉素利福平抗菌機理抑制細菌細胞壁的合成抑制細菌DNA解旋酶的活性能與核糖體結合抑制RNA聚合酶的活性4.結合以下圖表分析，有關說法正確的是D第38頁/共64頁本題易錯之處有三，一是混淆原核細胞與病毒遺傳信息在增殖過程中的異同，誤選C；二是不能將表格中的抗菌機理與中心法則中的DNA復制、轉錄和翻譯有機聯(lián)系起來，誤選B；三是不清楚不同生物遺傳信息傳遞與表達的途徑有所不同，誤選A。第39頁/共64頁5．如下圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都不可能發(fā)生的是 (

)A．①②

B．③④⑥C．⑤⑥ D．②④B第40頁/共64頁熱點探究第41頁/共64頁回顧考情從近幾年新課標地區(qū)生物試題看，考查點主要集中在以下幾個方面：1．遺傳信息、遺傳密碼、tRNA在蛋白質合成的作用。如2009年廣東卷第25題考查密碼子、tRNA的作用。2．蛋白質合成過程、條件及影響因素分析。如2009年江蘇卷第28題，以圖形和信息題形式考查了轉錄和翻譯過程。3．綜合考查DNA復制、轉錄、翻譯的異同點。如2008年廣東卷第26題考查了復制、轉錄的異同。第42頁/共64頁瞻望考向近幾年對基因表達的考查往往結合質基因、真核細胞和原核細胞，基因結構(以信息題形式呈現(xiàn))綜合考查，甚至還可結合遺傳規(guī)律的內容進行考查。第43頁/共64頁正常小鼠體內常染色體上的B基因編碼胱硫醚γ-裂解酶(G酶)，體液中的H2S主要由G酶催化產(chǎn)生。為了研究G酶的功能，需要選育基因型為B－B－的小鼠，通過將小鼠一條常染色體上的B基因去除，培育出了一只基因型為B＋B－的雄性小鼠(B＋表示具有B基因，B－表示去除了B基因，B＋和B－不是顯隱性關系)。請回答：命題設計第44頁/共64頁(1)現(xiàn)提供正常小鼠和一只B＋B－雄性小鼠，欲選育B－B－雌性小鼠。請用遺傳圖解表示選育過程(遺傳圖解中表現(xiàn)型不作要求)。(2)B基因控制G酶的合成，其中翻譯過程在細胞質的________上進行，通過tRNA上的________與mRNA上的堿基識別，將氨基酸轉移到肽鏈上。酶的催化反應具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，這是因為____________________。核糖體反密碼子G酶能降低化學反應活化能答案第45頁/共64頁(3)下圖表示不同基因型小鼠血漿中G酶濃度和H2S濃度的關系。B－B－個體的血漿中沒有G酶而仍有少量H2S產(chǎn)生，這是因為______________________。通過比較B＋B＋和B＋B－個體的基因型、G酶濃度與H2S濃度之間的關系，可得出的結論是_____________________________________________。血漿中的H2S不僅僅由G酶催化產(chǎn)生基因可通過控制G酶的合成來控制H2S濃度第46頁/共64頁實驗探究第47頁/共64頁實驗評價類題目的解題方法第48頁/共64頁此類試題實驗目的明確，圍繞實驗目的已設計好實驗，但由于實驗設計中存在某些不足，導致實驗結果不能說明實驗結論。解題時要研讀實驗目的，看是否設計了變量，結果是否正確，原理使用是否妥當，有無遵循單一變量原則等。理論指導第49頁/共64頁1．看有無對照實驗，如果有，看對照設計是否合理。2．看實驗是否遵循了單一變量原則。如研究溫度對酶活性的影響，則溫度為自變量。除單一變量外，各組實驗的其他條件應完全一樣。包括：①實驗對象的一致性；②等量性原則——每次實驗所加試劑的量要相等；③實驗控制時間的一致性；④實驗條件的一致性等。第50頁/共64頁3．看實驗步驟的順序是否合理，步驟是否完整。4．看實驗儀器、藥劑的使用是否合理，包括藥劑的配備及用量的多少等。5．看實驗結果的驗證是否合理。第51頁/共64頁1．下列哪項不是DNA復制和轉錄的共同點(

)A．需要多種酶參與B．能在細胞核內進行C．遵循堿基互補配對原則

D．所用的原材料相同D第52頁/共64頁2．關于mRNA翻譯形成多肽鏈的生理過程的敘述，正確的是 (

)A．一種氨基酸在mRNA上有一種與之對應的密碼子B．mRNA所攜帶的信息就是遺傳信息C．mRNA上的密碼子都有與之對應的氨基酸D．mRNA上的GGC在人細胞中和豬細胞中決定的是同

一種氨基酸D第53頁/共64頁3．有關蛋白質合成的敘述，不正確的是(雙選)()A．終止密碼子不編碼氨基酸B．每種氨基酸都只能由一種tRNA轉運C．tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D．核糖體可在mRNA上移動.BC第54頁/共64頁4．在蛋白質合成過程中，少量的mRNA分子就可以指導迅速合成出大量的蛋白質。其主要原因是 (

)A．一種氨基酸可能由多種密碼子來決定B．一種氨基酸可以由多種轉運RNA攜帶到核糖體中C．一個核糖體可同時與多條mRNA結合，同時進行多條肽

鏈的合成D．一個mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時進行

多條肽鏈的合成D第55頁/共64頁5．(2010·廣州診研)下列關于基因與性狀關系的敘述，錯誤的是 (

)A．一對相對性狀可由多對基因控制B．基因可通過控制酶的合成進而控制生物的性狀C．隱性基因控制的性狀不一定得到表現(xiàn)D．基因型相同，表現(xiàn)型就相同D第56頁/共64頁6．鐮刀型細胞貧血癥是一種遺傳病，在對患者紅細胞的血紅蛋白分子進行分析研究時發(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白分子的多肽鏈上，發(fā)生了氨基酸的替換，發(fā)生替換的根本原因在于在控制其結構的基因中發(fā)生了個別堿基的替換。分析以上材料可得出（）

A．基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位B．基因可以通過控制蛋白質的結構來控制生物的性狀C．基因結構發(fā)生變化，性狀不一定發(fā)生變化D．如果生物體的性狀發(fā)生變化，則控制其性狀的基因也一定發(fā)生了變化B第57頁/共64頁解析：由題意可知，基因結構中的個別堿基發(fā)生了替換，導致氨基酸的替換，致使血紅蛋白不正常，所以表現(xiàn)出鐮刀型細胞貧血癥。經(jīng)過推理可知，基因可以通過控制蛋白質的合成來控制生物體的性狀，而沒有體現(xiàn)“基本單位”，也沒有體現(xiàn)基因變化與性狀變化之間的必然關系。答案：B第58頁/共64頁7．下圖是中心法則揭示的生物遺傳信息