精品学案高三生物一轮复习：基因指导蛋白质的合成及对性状的控制(人教版必修二)（学案）

精品学案高三生物一轮复习：基因指导蛋白质的合成及对性状的控制(人教版必修二)（学案）

精锐教育学科教师辅导讲义 学员编号： 年 级： 高二 课 时 数：3‎ 学员姓名：陆峥妍 辅导科目： 生物 学科教师：章培培 授课 类型 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制 授课日期时段 教学内容 ‎ 一、同步知识梳理 一、DNA和RNA ‎ 核酸种类 比较项目 DNA RNA 结构 规则的 结构 通常呈 结构 组成的基本单位 ‎ ‎ 核糖核苷酸 碱基 嘌呤 腺嘌呤（A）、‎ 鸟嘌呤（G）‎ 腺嘌呤（A）、‎ 鸟嘌呤（G）‎ 嘧啶 胞嘧啶（C）、‎ 胞嘧啶（C）、‎ 五碳糖 脱氧核糖 ‎ ‎ 无机酸 磷酸 磷酸 产生途径 DNA复制，逆转录 转录，RNA复制 存在部位 主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上 主要位于细胞质中 功能 传递和表达遗传信息 ‎①信使RNA：转录遗传信息，蛋白质翻译的模板 ‎②转运RNA：运载 特定 ‎ ‎③核糖体RNA：‎ ‎ 的组成成分 ‎ 练一练 ‎ 经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为 ( )‎ ‎ ‎ A G C T U 甲 ‎60‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎40‎ ‎-‎ 乙 ‎30‎ ‎20‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎-‎ 丙 ‎41‎ ‎23‎ ‎44‎ ‎-‎ ‎28‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ A.双链DNA、单链DNA、RNA ‎ B.单链DNA、双链DNA、RNA ‎ C.双链DNA、RNA、单链DNA ‎ D.RNA、单链DNA、双链DNA 二、遗传信息的转录和翻译 ‎ 1.比较 项目 转录 翻译 场所 ‎ 主要是 细胞质的 模板 DNA的一条链 ‎ ‎ 原料 ‎ 4种 ‎ ‎ 20种 其他 条件 酶（RNA聚合酶等）和ATP 酶、ATP和 （搬运工具）‎ 碱基 配对 方式 DNA mRNA A——‎ ‎ ——A ‎ C——G ‎ G——C mRNA tRNA A——‎ ‎ ——A ‎ C——G ‎ G——C 信息传递 DNA→mRNA mRNA→蛋白质 产物 RNA(mRNA、‎ tRNA、rRNA)‎ 有一定氨基酸排列顺序的多肽 ‎2.密码子和反密码子 ‎ （1）密码子存在于 上，共有 种。决定氨基酸的密码子有 种；终止密码子有 种,不决定氨基酸；起始密码子有 种，决定氨基酸。‎ ‎ （2）反密码子存在于 上，共有 种。‎ ‎ 提醒 ‎ ①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸。‎ ‎ ②一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。‎ 三、中心法则的提出及发展 ‎1.提出人： 。‎ ‎2.完善的中心法则内容（用简式表示）‎ ‎3.最初提出的内容包括 、转录和 ，补充完善的内容为RNA复制和 。‎ ‎4.RNA的自我复制和逆转录只发生在 病毒在宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有 的参与。高等动植物体内只能发生另外三条途径。‎ 四、基因、蛋白质与性状的关系 ‎1.基因对性状的控制方式及实例 ‎ （1）直接途径：基因控制 从而控制生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。‎ ‎ （2）间接途径：基因 控制 从而控制 从而达到控制生物性状，如白化病、豌豆的粒形。‎ ‎2.基因与性状的关系 ‎ （1）基因与性状的关系并不都是简单的 关系例：生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基 因有关；有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。‎ ‎（2）环境影响生物性状 性状（表现型）是由 和 共同作用的结果。‎ 构建知识网络 ‎ 二、同步题型分析 考点一 基因指导蛋白质的合成过程——转录和翻译 ‎ 1.转录、翻译过程中有关图形解读 ‎ （1）转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录（如左下图）。‎ 提醒 碱基配对时A—U，不是A—T。 ‎ ‎（2）翻译： （如右上图）。‎ ‎ 提醒 ‎ ①碱基配对双方是mRNA上密码子和tRNA上反密码子，故A—U，U—A配对，不能出现T。‎ ‎ ②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。‎ ‎ ③翻译起点： 。‎ ‎ 翻译终点： 。‎ ‎ ④翻译进程： 。 ‎ ‎（3）tRNA结构模式图 ‎①结构：三叶草状，有四条臂和四个环。‎ ‎②位点：氨基酸结合位点反密码子 ‎③种类： 。‎ ‎④单链结构，但有配对区域，不能出现“T”碱基。‎ ‎ 提醒： tRNA有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子部分的是3个。 ‎ ‎（4）mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图 ‎①数量关系： 。‎ ‎②目的意义： 。‎ ‎③方向：从左向右（见上图），判断依据是 。‎ ‎④结果： ‎ 提醒：图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。‎ 提醒 ‎2.转录、翻译过程中碱基互补配对关系 DNA模板链 ACG GAT CTT DNA编码链 TGC CTA GAA mRNA（密码子）‎ UGC CUA GAA 反密码子 ACG GAU CUU 氨基酸 半胱氨酸 亮氨酸 谷氨酸 提醒 ‎（1）决定氨基酸的三个碱基应为mRNA上的密码子，查密码子表也以此为依据。‎ ‎（2）mRNA上碱基序列与DNA对应链序列除了用“U”代替“T”外，其余完全相同。‎ ‎（3）数密码子个数的规则：‎ ‎ ①从左向右；‎ ‎ ②每相邻的3个碱基构成1个密码子；‎ ‎ ③不能重叠数，即第二个密码子必须为第4~6个碱基。‎ ‎（4）示例： 。图示mRNA中包含三个遗传密码子，分别为UAG、CUA、GAA。‎ 练习 ‎1.（2008·江苏生物，24）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（多选） ( )‎ ‎ ‎ ‎ A.图中表示4条多肽链正在合成 ‎ B.转录尚未结束，翻译即已开始 ‎ C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 ‎ D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 ‎2.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.该过程中有水产生 ‎ ‎3.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。则tRNA（UGC）所携带的氨基酸是 （ ）‎ GCA CGT ACG TGC 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 ‎ ‎ ‎ ‎ A.赖氨酸 B.丙氨酸 ‎ C.半胱氨酸 D.苏氨酸 ‎ ‎ ‎ 考点二 基因指导蛋白质合成的有关计算 ‎ 1.DNA（基因）、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解 ‎ ‎2.析图得规律 ‎ (1)基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系 ‎ 转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。‎ ‎ （2）mRNA中碱基数与氨基酸的关系 ‎ 翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3，是DNA（基因）中碱基数目的1/6。 ‎ ‎（3）计算中“最多”和“最少”的分析 ‎ ①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。‎ ‎ ②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。‎ ‎ ③在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。‎ ‎ 如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。 ‎ ‎（4）蛋白质的有关计算 ‎ ①蛋白质中氨基酸的数目= ‎ ‎ ②蛋白质平均相对分子质量= ‎ ‎ ③若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，‎ ‎ 合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量= ，‎ ‎ 若改为n个碱基对，则公式为 。‎ ‎（5）mRNA上碱基比例：mRNA上A+U的数值和比例=模板链上A+T的数值和比例。‎ ‎ 提醒：解题时应看清是DNA上（或基因中）的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。 ‎ 练习 ‎4.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为（ ）‎ ‎ A.33 11 B.36 12‎ ‎ C.12 36 D.11 36‎ ‎5.一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 （ ）‎ ‎ A.m、 B.m、‎ ‎ C.2(m-n)、 D.2(m-n)、‎ 考点三 中心法则解读 ‎1.中心法则图解 ‎2.中心法则五个过程的比较 过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例 DNA 复制 DNA ‎→‎ DNA DNA的两条链 A、T、‎ C、G四种脱氧 核苷酸 A—T T—A C—G G—C DNA 绝大 多数 生物 ‎ DNA转录 DNA→RNA ‎ DNA 的一 条链 A、U、C、G四种核糖核苷酸 A—U T—A C—G G—C RNA 绝大多 数生物 翻译 RNA→多肽 mRNA ‎20余种氨基酸 A—U U—A C—G G—C 多肽 所有生物 ‎（病毒依赖宿主细胞）‎ RNA复制 RNA→RNA RNA A、U、C、G四种核糖核苷酸 A—U U—A C—G G—C RNA 以RNA为 遗传物质 的生物 RNA逆转录 RNA→DNA RNA A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A—T U—A C—G G—C DNA 某些致 癌病毒、‎ HIV等 ‎ 误区警示 ‎1.高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。‎ ‎2.RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。‎ ‎3.逆转录一定要在 的作用下完成。‎ ‎4.根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸（核糖核苷酸）即可确定为DNA复制（转录）。‎ ‎5.进行碱基互补配对的过程——上述四个都有；进行互补配对的场所有四个，即 ‎ ‎6.需要解旋酶的过程： 。 ‎ 对位训练 ‎6.中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：‎ ‎ （1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是 、 、 和 。‎ ‎ （2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 （用图中的字母回答）。‎ ‎ （3）a过程发生在真核细胞分裂的期 。 ‎ ‎（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是 。‎ ‎（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ，后者所携带的分子是 。‎ ‎（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表达）：‎ ‎ ① ；‎ ‎ ② 。‎ ‎（7）如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则试管①~⑤分别模拟上图中哪个过程？‎ ‎ ‎ ‎ ① ；② ；③ ；④ ；⑤ 。‎ 训练 ‎ 结合以下图表分析，有关说法正确的是 ‎ （ ）‎ 抗菌药物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶的活性 红霉素 能与核糖体结合 利福平 抑制RNA聚合酶的活性 A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③‎ B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C.结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D.①~⑤可发生在人体健康细胞中 ‎ ‎ 一、专题精讲 ‎ ‎ 通过“基因控制蛋白质合成过程”的考查，提升“把握所学知识的要点和知识之间内在联系”的能力。‎ 典例分析 ‎ ‎ 如图为蛋白质的合成过程示意图，请据图回答有关问题。‎ ‎（1）图一中发生在细胞核中的过程是 ，该过程中解旋酶破坏的是 。‎ ‎（2）图一中基因表达的最后一阶段是在［ ］ 中完成的，这一过程中还需要mRNA、［④］氨基酸、 和 。‎ ‎（3）图一中③称为 ，在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质是 。 ‎ ‎（4）图二为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是 ( )‎ ‎ A.X在MN上的移动方向是从右到左，所用原料是氨基酸 ‎ B.多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链 ‎ C.该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同 ‎ D.合成MN的场所在细胞核，而X一定附着在内质网上