精品學(xué)案高三生物一輪復(fù)習(xí)：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成及對性狀的控制(人教版必修二)（教案）

1、精銳教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義學(xué)員編號： 年 級： 高二 課 時 數(shù)：3學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目： 生物 學(xué)科教師：章培培授課類型基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成及對性狀的控制授課日期時段教學(xué)內(nèi)容 一、同步知識梳理一、DNA和RNA 核酸種類比較項目DNARNA結(jié)構(gòu)規(guī)則的 結(jié)構(gòu)通常呈 結(jié)構(gòu)組成的基本單位核糖核苷酸堿基嘌呤腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）嘧啶胞嘧啶（C）、胞嘧啶（C）、五碳糖脫氧核糖無機酸磷酸磷酸產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制，逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄，RNA復(fù)制存在部位主要位于細胞核中染色體上，極少數(shù)位于細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細胞質(zhì)中功能傳遞和表達遺傳信息信使RNA：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，蛋白質(zhì)翻譯的

2、模板轉(zhuǎn)運RNA：運載特定 核糖體RNA： 的組成成分 雙螺旋 單鏈脫氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 核糖 氨基酸核糖體2.判斷 （1）若核酸中出現(xiàn)堿基T或五碳糖為脫氧核糖，則必為DNA。 （2）若AT、CG，則為單鏈DNA；若A=T、C=G，則一般認為是雙鏈DNA。 （3）若出現(xiàn)堿基U或五碳糖為核糖，則必為RNA。 （4）要確定是DNA還是RNA，必須知道堿基的種類或五碳糖的種類，是單鏈還是雙鏈，還必須知道堿基比率。練一練經(jīng)測定，甲、乙、丙3種生物的核酸中堿基之比如下表，這3種生物的核酸分別為 ( )AGCTU甲60406040-乙30202030-丙412344-28 A.雙鏈D

3、NA、單鏈DNA、RNAB.單鏈DNA、雙鏈DNA、RNAC.雙鏈DNA、RNA、單鏈DNAD.RNA、單鏈DNA、雙鏈DNAB二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 1.比較項目轉(zhuǎn)錄翻譯場所 主要是細胞質(zhì)的模板DNA的一條鏈原料 4種 20種其他條件酶（RNA聚合酶等）和ATP酶、ATP和 （搬運工具）堿基配對方式DNA mRNAA A CG GCmRNA tRNAA A CG GC信息傳遞DNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)產(chǎn)物RNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列順序的多肽細胞核 核糖核苷酸 核糖體 mRNA 氨基酸 tRNA U T U U2.密碼子和反密碼子 （1）密碼子存在于 上，共有

4、種。決定氨基酸的密碼子有 種；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。 （2）反密碼子存在于 上，共有 種。mRNA 64 61 3 2 tRNA 61 提醒 一種氨基酸可由一種或幾種密碼子決定，但一種密碼子只決定一種氨基酸。一種氨基酸可由一種或幾種tRNA搬運，但一種tRNA只能搬運一種氨基酸。三、中心法則的提出及發(fā)展1.提出人： 。2.完善的中心法則內(nèi)容（用簡式表示）3.最初提出的內(nèi)容包括 、轉(zhuǎn)錄和 ，補充完善的內(nèi)容為RNA復(fù)制和 。4.RNA的自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在 病毒在宿主細胞內(nèi)的增殖過程中，且逆轉(zhuǎn)錄過程必須有 的參與。高等動植物體內(nèi)只能發(fā)生另外三條途徑?？死?/p>

5、克 DNA復(fù)制 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶四、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1.基因?qū)π誀畹目刂品绞郊皩嵗?（1）直接途徑：基因控制 從而控制生物性狀，如鐮刀型細胞貧血癥、囊性纖維病的病因。 （2）間接途徑：基因 控制 從而控制 從而達到控制生物性狀，如白化病、豌豆的粒形。2.基因與性狀的關(guān)系 （1）基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的 關(guān)系例：生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關(guān)；有些基因則會影響多種性狀，如決定豌豆開紅花的基因也決定結(jié)灰色的種子。（2）環(huán)境影響生物性狀性狀（表現(xiàn)型）是由 和 共同作用的結(jié)果。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 酶的合成 細胞代謝 線性 基因型

6、環(huán)境構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò) 二、同步題型分析考點一 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程轉(zhuǎn)錄和翻譯 1.轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中有關(guān)圖形解讀 （1）轉(zhuǎn)錄：RNA是在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄（如左下圖）。提醒堿基配對時AU，不是AT。 （2）翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程（如右上圖）。 提醒 堿基配對雙方是mRNA上密碼子和tRNA上反密碼子，故AU，UA配對，不能出現(xiàn)T。一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點。翻譯起點：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。翻譯終點：識別到終止密碼子（不決定氨基酸）翻譯停止。翻譯進程：核糖

7、體沿著mRNA移動，讀取下一個密碼子，但mRNA不移動。 （3）tRNA結(jié)構(gòu)模式圖結(jié)構(gòu)：三葉草狀，有四條臂和四個環(huán)。位點：氨基酸結(jié)合位點反密碼子種類：61種。單鏈結(jié)構(gòu)，但有配對區(qū)域，不能出現(xiàn)“T”堿基。 提醒： tRNA有很多堿基，不只是3個，只是構(gòu)成反密碼子部分的是3個。 （4）mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系圖數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體。目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。方向：從左向右（見上圖），判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短，長的翻譯在前。結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。提醒：圖示中4個核糖體合成的

8、4條多肽鏈因為模板mRNA相同，所以合成了4條相同的肽鏈，而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，也不是合成出4條不同的肽鏈。提醒2.轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中堿基互補配對關(guān)系DNA模板鏈ACGGATCTTDNA編碼鏈TGCCTAGAAmRNA（密碼子）UGCCUAGAA反密碼子ACGGAUCUU氨基酸半胱氨酸亮氨酸谷氨酸提醒（1）決定氨基酸的三個堿基應(yīng)為mRNA上的密碼子，查密碼子表也以此為依據(jù)。（2）mRNA上堿基序列與DNA對應(yīng)鏈序列除了用“U”代替“T”外，其余完全相同。（3）數(shù)密碼子個數(shù)的規(guī)則：從左向右；每相鄰的3個堿基構(gòu)成1個密碼子；不能重疊數(shù)，即第二個密碼子必須為第46個堿基。（4）示例：

9、 。圖示mRNA中包含三個遺傳密碼子，分別為UAG、CUA、GAA。對位訓(xùn)練1.（2008江蘇生物，24）下圖為原核細胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是（多選） ( )A.圖中表示4條多肽鏈正在合成B.轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯即已開始C.多個核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯D.一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條多肽鏈解析 原核細胞由于沒有核膜的阻斷，所以可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。原核生物的基因結(jié)構(gòu)多數(shù)以操縱子形式存在，即完成同類功能的多個基因聚集在一起，處于同一個啟動子的調(diào)控之下，下游同時具有一個終止子。圖中附有核糖體的四條鏈是轉(zhuǎn)錄后的mRNA，而不是4條肽鏈，核糖體合成的才是肽鏈；在蛋白質(zhì)合成

10、過程中，同一條mRNA分子能夠同多個核糖體結(jié)合，同時合成若干條蛋白質(zhì)多肽鏈，結(jié)合在同一條mRNA上的核糖體就稱為多聚核糖體，這樣一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條肽鏈。答案 BD2.如圖代表人體胰島細胞中發(fā)生的某一過程（AA代表氨基酸），下列敘述正確的是 （ ）A.能給該過程提供遺傳信息的只能是DNAB.該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素C.有多少個密碼子就有多少個反密碼子與之對應(yīng)D.該過程中有水產(chǎn)生 解析 翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA，A項不對；翻譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì)，而酶與激素不都是蛋白質(zhì)，B項不對；終止密碼子不與氨基酸對應(yīng)，所以沒有與終止密碼子對應(yīng)的反密碼子，C項也不對；

11、氨基酸脫水縮合形成多肽，D項正確。答案 D 3.DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示。則tRNA（UGC）所攜帶的氨基酸是 （ ）GCACGTACGTGC賴氨酸丙氨酸半胱氨酸蘇氨酸A.賴氨酸B.丙氨酸C.半胱氨酸D.蘇氨酸 解析 DNA模板鏈上的堿基和轉(zhuǎn)運RNA的反密碼子都與mRNA上的堿基互補配對。故轉(zhuǎn)運RNA上的堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列相同，即UGC的轉(zhuǎn)運RNA轉(zhuǎn)運的氨基酸對應(yīng)DNA模板鏈上的堿基序列是TGC，為蘇氨酸。答案 D 考點二 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的有關(guān)計算 1.DNA（基因）、mRNA中堿基與肽鏈中氨基酸個數(shù)關(guān)系圖解 2.析圖得規(guī)律 (1

12、)基因中堿基數(shù)與mRNA中堿基數(shù)的關(guān)系轉(zhuǎn)錄時，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄?；驗殡p鏈結(jié)構(gòu)而RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。 （2）mRNA中堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系翻譯過程中，信使RNA中每3個堿基決定一個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信使RNA堿基數(shù)目的1/3，是DNA（基因）中堿基數(shù)目的1/6。 （3）計算中“最多”和“最少”的分析翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準確地說，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?；蚧駾NA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6

13、倍還要多一些。在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。 （4）蛋白質(zhì)的有關(guān)計算蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)。（肽鍵數(shù)=水分子數(shù)）蛋白質(zhì)平均相對分子質(zhì)量=氨基酸的平均相對分子質(zhì)量氨基酸-(肽鍵數(shù)18)。若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，合成含m條多肽鏈的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量= n/6 a-18（ n/6 -m），若改為n個堿基對，則公式為 n/3a-18（n/3-m）。（5）mRNA上堿基比例：mRNA上A+U的數(shù)值和比例=模板鏈上A+T的數(shù)值和比例。

14、提醒：解題時應(yīng)看清是DNA上（或基因中）的堿基對數(shù)還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)還是種類。 練習(xí)4.一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)，依次為（ ）A.33 11B.36 12C.12 36D.11 36解析 一條含有11個肽鍵的多肽，則含有12個氨基酸。mRNA中三個堿基決定一個氨基酸；一個氨基酸至少有一種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運。因此，mRNA中至少含有36個堿基，12個轉(zhuǎn)運RNA。 B5.一個mRNA分子有m個堿基，其中G+C有n個；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)

15、有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)分別是 （ ）A.m、 B.m、C.2(m-n)、 D.2(m-n)、解析 由mRNA上G+C=n個，可推知整個DNA分子上G+C=2n個，則DNA上含有A+T=2m-2n=2（m-n）；又知合成了2條肽鏈，則脫去的水分子數(shù)= 。 D考點三 中心法則解讀1.中心法則圖解2.中心法則五個過程的比較過程模板原料堿基互補產(chǎn)物實例DNA復(fù)制DNADNADNA的兩條鏈A、T、C、G四種脫氧核苷酸ATTACGGCDNA絕大多數(shù)生物 DNA轉(zhuǎn)錄DNARNA DNA的一條鏈A、U、C、G四種核糖核苷酸AUTACGGCRNA絕大多數(shù)生物翻譯RN

16、A多肽mRNA20余種氨基酸AUUACGGC多肽所有生物（病毒依賴宿主細胞）RNA復(fù)制RNARNARNAA、U、C、G四種核糖核苷酸AUUACGGCRNA以RNA為遺傳物質(zhì)的生物RNA逆轉(zhuǎn)錄RNADNARNAA、T、C、G四種脫氧核苷酸ATUACGGCDNA某些致癌病毒、HIV等 誤區(qū)警示1.高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細胞情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細胞等分裂旺盛的組織細胞中三條途徑都有；但葉肉細胞等高度分化的細胞無DNA復(fù)制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細胞無信息傳遞。2.RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補充和

17、完善。3.逆轉(zhuǎn)錄一定要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下完成。4.根據(jù)模板和原料即可確定是中心法則的哪一過程，如模板DNA，原料脫氧核糖核苷酸（核糖核苷酸）即可確定為DNA復(fù)制（轉(zhuǎn)錄）。5.進行堿基互補配對的過程上述四個都有；進行互補配對的場所有四個，即細胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。6.需要解旋酶的過程：DNA復(fù)制（兩條鏈都作模板）和轉(zhuǎn)錄（DNA一條鏈作模板）。 對位訓(xùn)練6.中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程，請回答下列問題： （1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是 、 、 和 。 （2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 （用圖中的字母回答）。 （3）a過程發(fā)生在真核細胞

18、分裂的期 。 （4）在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是 。（5）能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是 ，后者所攜帶的分子是 。（6）RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有（用類似本題圖中的形式表達）： ； 。（7）如圖所示，給以適宜的條件各試管均有產(chǎn)物生成，則試管分別模擬上圖中哪個過程？ ； ； ； ； 。解析 由圖可知，a過程為DNA的復(fù)制，發(fā)生在細胞分裂的間期；b為轉(zhuǎn)錄，在真核細胞中，主要發(fā)生在細胞核中，另外還發(fā)生在綠色植物的葉綠體和線粒體中；c為翻譯過程，發(fā)生在細胞質(zhì)中；d過程為逆轉(zhuǎn)錄，主要是少數(shù)病毒侵入宿主細胞后發(fā)生的遺傳信息傳遞過程；e為RNA的復(fù)制；tRNA是翻譯過程的

19、翻譯者，能識別mRNA上的密碼子；RNA病毒遺傳信息的傳遞和表達途徑有RNA蛋白質(zhì)或RNADNARNA蛋白質(zhì)。答案 （1）DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄（2）c（3）間（S） （4）細胞核（5）tRNA（轉(zhuǎn)運RNA） 氨基酸（6）如下圖 RNADNARNA蛋白質(zhì)（7）a b e d c 解題思路探究思維誤區(qū)警示易錯分析 對中心法則適用范圍模糊不清 明確發(fā)生中心法則幾個過程的生物類群：DNADNA、DNARNA、RNA蛋白質(zhì)過程發(fā)生在細胞生物（真核生物、原核生物）中和以DNA為遺傳物質(zhì)的病毒的增殖過程中，RNARNA、RNADNA只發(fā)生在以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒的增殖過程中，且逆轉(zhuǎn)錄過程必須有逆

20、轉(zhuǎn)錄酶的參與。糾正訓(xùn)練 結(jié)合以下圖表分析，有關(guān)說法正確的是 （ ）抗菌藥物抗菌機理青霉素抑制細菌細胞壁的合成環(huán)丙沙星抑制細菌DNA解旋酶的活性紅霉素能與核糖體結(jié)合利福平抑制RNA聚合酶的活性A.環(huán)丙沙星和紅霉素分別抑制細菌的和B.青霉素和利福平能抑制DNA的復(fù)制C.結(jié)核桿菌的和都發(fā)生在細胞質(zhì)中D.可發(fā)生在人體健康細胞中解析 依據(jù)題干信息可知，青霉素只是抑制細菌細胞壁的合成，而利福平是抑制RNA聚合酶的活性，影響RNA的合成過程，所以二者不能抑制DNA的復(fù)制，B錯誤；結(jié)核桿菌中不存在RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄過程，所以C錯誤；人體健康細胞中也同樣不存在RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄過程，只能發(fā)生過程，所以D錯誤；環(huán)

21、丙沙星可促進DNA螺旋化，可抑制DNA分子復(fù)制，紅霉素能與核糖體結(jié)合，干擾mRNA與核糖體的結(jié)合，可以抑制翻譯過程，所以A正確。答案 A 一、專題精講 通過“基因控制蛋白質(zhì)合成過程”的考查，提升“把握所學(xué)知識的要點和知識之間內(nèi)在聯(lián)系”的能力。典例分析 如圖為蛋白質(zhì)的合成過程示意圖，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。（1）圖一中發(fā)生在細胞核中的過程是 ，該過程中解旋酶破壞的是 。（2）圖一中基因表達的最后一階段是在 中完成的，這一過程中還需要mRNA、氨基酸、 和 。（3）圖一中稱為 ，在蛋白質(zhì)合成過程中將多肽鏈中氨基酸種類與mRNA上的遺傳信息聯(lián)系起來的物質(zhì)是 。 （4）圖二為該細胞中多聚核糖體合成多肽鏈的過程。對此