2013版高中生物全程复习方略配套课件（浙科版·浙江专用）：2.3.4遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成.ppt

1、第四节遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成一、转录和翻译1.过程结合上图写出过程、的名称、场所、模板、产物：过程：名称：_；场所：主要发生在_中；模板：_；产物：_。过程：名称：_；场所：_（核糖体）；模板：_；产物：_。转录细胞核DNA的一条链mRNA翻译细胞质mRNA多肽2.解读过程中的有关内容（1）过程需要的酶：_。（2）连线与过程有关的RNA的种类和功能：解旋酶、RNA聚合酶（3）遗传密码：位置：_上；3个核苷酸的关系：相邻、且_。【点拨】（1）一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种tRNA转运。（2）一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。（3）同一种氨基

2、酸的密码子与tRNA一一对应。mRNA决定一种氨基酸二、中心法则1.提出人：_2.连线中心法则包括的遗传信息的传递内容克里克【点拨】（1）逆转录过程需要逆转录酶。（2）中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。（3）RNA流向DNA和RNA流向RNA的过程只出现在病毒中。【思维判断】1.遗传密码共有64种，其中只有61种决定氨基酸。（）【分析】遗传密码是指mRNA上决定一种氨基酸的3个相邻核苷酸排列而成的三联体，共有64种，其中有3种终止密码不决定氨基酸，只有61种决定氨基酸。2.一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸则可能有多种密码子。（）【分析】64种密码子中有61种决定氨基酸，61种决

3、定氨基酸的密码子对应20种氨基酸，故一种氨基酸可能有多种密码子。但一种密码子只能对应相应的一种氨基酸。3.一种密码子对应一种转运RNA，故共有64种转运RNA。（）【分析】转运RNA是转运氨基酸的工具，故一种转运RNA只能转运一种氨基酸，有61种决定氨基酸的密码子，则对应61种转运RNA。4.翻译时，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些，基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。()【分析】翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些，基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍

4、还要多一些。DNA和RNA的比较项目DNARNA结构组成单位碱基嘌呤嘧啶规则的双螺旋结构常呈单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)项目DNARNA五碳糖产生途径存在部位功能脱氧核糖核糖DNA复制、逆转录转录、RNA复制主要在细胞核中主要在细胞质中传递和表达遗传信息转录遗传信息,翻译的模板;运输氨基酸;核糖体的组成成分【技巧点拨台】判定DNA、RNA的方法（1）若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。（2）若AT、CG，则为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA。（3）若出现碱基U或

5、五碳糖为核糖，则必为RNA。【典例训练1】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.双链DNA、单链DNA、RNAB.单链DNA、双链DNA、RNAC.双链DNA、RNA、单链DNAD.RNA、单链DNA、双链DNAAGCTU甲60406040-乙30202030-丙412344-28【解题指南】1.知识储备：(1)T（胸腺嘧啶）是DNA特有的碱基；U（尿嘧啶）是RNA特有的碱基。（2）在DNA双链中，A=T、C=G。2.解题思路：解题时先根据碱基种类判断是DNA还是RNA；然后根据碱基数量关系判断是单链还是双链。【解析】选B。甲生物的核酸中的碱基有T（胸

6、腺嘧啶）而没有U（尿嘧啶），故为DNA，但其AT、CG，故为单链DNA；乙生物的核酸的碱基也是有T（胸腺嘧啶）而没有U（尿嘧啶），故为DNA，其A=T、C=G，故可为双链DNA；丙生物的核酸中的碱基有U（尿嘧啶）而没有T（胸腺嘧啶），故为RNA。转录和翻译1.转录与翻译的比较项目转录翻译场所模板原料其他条件主要在细胞核核糖体DNA的一条链(模板链)mRNA4种核糖核苷酸20种氨基酸酶(RNA聚合酶等)和ATP酶、ATP和tRNA项目转录翻译碱基配对方式信息传递产物实质DNA mRNA A-U T-A C-G G-CmRNA tRNA A-U U-A C-G G-CDNAmRNAmRNA蛋白质R

7、NA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列顺序的多肽遗传信息的传递遗传信息的表达2.遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息密码子反密码子位置DNA上mRNA上tRNA上作用控制生物的性状直接决定蛋白质中氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同决定了遗传信息的多样性共64种（其中3种终止密码，61种决定氨基酸的密码子，2种起始密码）61种【技巧点拨台】mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系（1）数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。（2）方向：从左向右（见上图），判断依据是多肽链的长短，肽链越长，翻译得越早。（3）结果：合成4条相同的多肽链，

8、要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。【典例训练2】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、氨基酸、_和_。（3）图一中称为，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（多选）（）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

9、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【解题指南】1.考查实质：本题综合考查了基因指导蛋白质合成的过程。2.解题关键：首先要识别该细胞为真核细胞，因为有核膜；其次要清楚图中数字和字母的含义；图一中的为RNA聚合酶、为mRNA、为密码子、为氨基酸、为核糖体；图二中MN为mRNA,X为核糖体，T1、T2、T3为三条多肽链。【解析】据图分析：(1)细胞核中DNA分子正在进行转录，解旋酶破坏的化学键是氢键。(2)基因表达的最后阶段是在核糖体中完成的，这一过程称为翻译，翻译需要mRNA、氨基酸、ATP和酶。(3)由于tRNA一端含有反密码子，另一端

10、携带相应的氨基酸，所以tRNA是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。(4)图二表明，多聚核糖体是以mRNA为模板，以20种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的，根据多肽链的长短可以判断，X在MN上是从左向右移动的；由题图可看出，同时有多条多肽链在合成，能够加速蛋白质的合成速率；由于T1、T2、T3的模板都是MN，因此其上氨基酸顺序也相同；mRNA的合成场所是细胞核，而核糖体既可附着在内质网上，也可游离在细胞质中。答案：（1）转录氢键（2）核糖体酶ATP（3）密码子tRNA（4）A、D中心法则1.图解DNA(基因)RNA蛋白质(性状)转录逆转录翻译2.含义：包括五个方面，而且均遵

11、循碱基互补配对原则（1）DNA复制；（2）转录：遗传信息由DNA传递给mRNA;（3）逆转录：某些病毒在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；（4）翻译：以mRNA为模板合成特定蛋白质，表现出生物性状；（5）RNA复制：某些RNA病毒以自身RNA为模板合成RNA。（1）若甲、乙、丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程，则甲代表遗传物质为DNA的生物，乙代表RNA病毒，如烟草花叶病毒，丙为逆转录病毒，如劳氏肉瘤病毒。（2）图中1、8为转录过程，2、5、9为翻译过程，3、10为DNA复制过程，4、6为RNA复制过程，7为逆转录过程。3.不同生物的遗传信息传递过程【高考警示钟】中心法则与生物类型

12、（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）逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。（3）根据模板和原料即可确定中心法则的过程，如模板为DNA，原料为脱氧核苷酸（核糖核苷酸），即可确定为DNA复制（转录）。（4）中心法则的每个过程都遵循碱基互补配对原则；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。【典例训练3】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

13、）a、b、c、d所表示的过程分别是_、_、_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病毒遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：_；_。（7）如图所示，给以适宜的条件，各试管均有产物生成，则试管分别模拟上图中哪个过程？_；_；_；_；_。【解题指南】1.知识储备：中心法则包含5条遗传信息的传递途径，但在不同生物中不尽相同。（1）以DNA为遗传物质的生物只存在DNA的复制、转录

14、和翻译三条途径。即：DNADNA、DNARNA、RNA蛋白质过程发生在细胞生物（真核生物、原核生物）中和以DNA为遗传物质的病毒的增殖过程中。（2）RNA复制和逆转录，即：RNARNA、RNADNA只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中。2.解题关键：（1）明确图中各字母所代表的生理过程是解答本题的切入点。（2）明确每条遗传信息传递过程的模板、原料、产物是解题的关键。【解析】由图可知，a过程为DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；b为转录，在真核细胞中，主要发生在细胞核中，另外还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体中；c为翻译过程，发生在细胞质中；d过程为逆转录，主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生

15、的遗传信息传递过程；e为RNA的复制；tRNA在翻译过程中能识别mRNA上的密码子；RNA病毒遗传信息的传递和表达途径有RNA蛋白质或RNADNARNA蛋白质。答案：（1）DNA复制转录翻译逆转录（2）c （3）间（S）（4）细胞核（5）tRNA（转运RNA）氨基酸（6）（7）a b e d c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。因为DNA是双链结构而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

16、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）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。【高考警示钟】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。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

17、 C.12 36 D.11 36【解题指南】1.知识储备：（1）DNA中碱基数目mRNA中碱基数目氨基酸数目=631。（2）密码子的数目=tRNA的数目。（3）肽键数目（或失水数目）=氨基酸数目-肽链数目。2.解题关键：由题干可知有肽键11个，则氨基酸有12个，然后根据DNA中的碱基和mRNA中的碱基以及和氨基酸数目的关系计算。【解析】选B。该多肽含有11个肽键，则含有12个氨基酸。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，12个转运RNA。分析类实验的解题关键基因表达产物的判断技巧【案例】为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了

18、如图所示的模拟实验。（1）从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为-GAACAUGUU-。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是-CTTGTACAA-，则试管甲中模拟的是_过程。（2）将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_，试管乙中模拟的是_过程。（3）将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_。（4）若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他

19、哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。【命题人透析】（1）根据碱基序列判断DNA和RNA：RNA一般为单链，碱基U是其特有成分；DNA一般为双链，碱基T是其特有成分。根据题干碱基序列可判断A为RNA，X为DNA，而以RNA为模板指导合成DNA的过程，我们称之为逆转录。（2）根据核糖体和病毒的物质组成判断产物名称：根据题干信息“Y是能与核糖体结合的单链大分子”，推知Y是RNA，试管乙中模拟的是转录过程；根据题干信息“Z是组成该病毒外壳的化合物”，推知Z是蛋白质，丙试管中模拟的是翻译过程。（3）病毒繁殖时所需物质的来源：病毒营寄生生活，在寄主内以病毒自身的RNA为模板，

20、以寄主细胞内的原料脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸等经一系列的化学反应最终合成RNA和蛋白质外壳，组装形成新的病毒。【标准答案】（1）逆转录（2）mRNA 转录（3）蛋白质（或多肽）（4）小鼠上皮细胞病毒RNA 密码子【阅卷人点评】得分要点答案是唯一的，每个题空的答案只有与标准答案一致才能得分。失分案例（1）错答为“转录”。（2）错答为“RNA”，原因是误将RNA等同于mRNA。（4）错答为“DNAmRNA蛋白质”。原因是忘记了该病毒为RNA病毒。1.mRNA分子的 4种核糖核苷酸最多能组成多少种决定氨基酸的密码子（）A.16 B.32 C.61 D.64【解析】选C。由于每三个核糖核苷酸组成一

21、个密码子，共有64种密码子，有三种终止密码不与氨基酸对应，所以与氨基酸对应的有61种。2.在下面的转录简式中，共有几种核苷酸（）A.4种B.5种C.6种D.8种【解析】选C。由于图中有DNA和RNA两部分，DNA的组成单位是脱氧核苷酸，图中碱基有C、A、G三种；RNA的组成单位是核糖核苷酸，图中的碱基有G、U、C三种。3.正常出现肽链终止，是因为（）A.一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能携带氨基酸B.不具有与mRNA链终止密码相应的tRNAC.mRNA在mRNA链终止密码处停止合成D.tRNA上出现终止密码【解析】选B。密码子是指位于mRNA上的相邻的三个碱基，由于没有与终止密码碱基相

22、互配对的tRNA,所以没有氨基酸运输到核糖体上，使翻译结束。4.（2012扬州模拟）从遗传信息的传递过程来看，信使RNA（mRNA）的主要功能可表述为（）A.把DNA的遗传信息传递给蛋白质B.翻译DNA的遗传信息C.转录DNA的遗传信息D.作为合成RNA的模板【解析】选A。从遗传信息的传递过程来看，mRNA是连接DNA和蛋白质的中介。5.对于下列图解，说法不正确的是（）DNAATGCCCRNAUACGGGA.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接B.一个DNA分子可以转录成多种、多个信使RNAC.该图中的产物需穿过0层生物膜与细胞质中的核糖体结合，完成遗传信息

23、的表达D.H5N1禽流感病毒在培养基上也可以完成该过程【解析】选D。禽流感病毒没有独立代谢的能力，必须用活的宿主细胞培养。6.在生物体内遗传信息的传递一般遵循DNARNA蛋白质的表达原则，下面有关这个过程的说法错误的是（）A.在细胞的不同阶段，DNA携带的信息一般是不变的，而RNA和蛋白质的种类可以变化B.DNARNA主要是在细胞核中完成的，RNA蛋白质是在细胞质中完成的C.DNARNA会发生碱基互补配对，RNA蛋白质不会发生碱基互补配对D.mRNA是翻译的直接模板，DNA是最终决定蛋白质结构的遗传物质【解析】选C。RNA蛋白质的过程中，也发生碱基互补配对，是密码子与反密码子发生碱基互补配对。

24、7.观察下面的某生理过程示意图（甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答问题：（1）丙氨酸的密码子是_，连接甲和丙的化学键的结构简式是_。（2）若中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的分子片段中胞嘧啶占_。（3）若该过程合成的物质是胰岛素，中合成的物质首先进入_中进行加工，该物质运出细胞的方式是_，该过程反映了细胞膜的结构特点是_。（4）在该生理过程中，遗传信息的流动途径是_，细胞中决定氨基酸种类的密码子共有_种。（5）一种氨基酸可以由多个密码子决定，这对生物生存和发展的重要意义是_。【解析】（1）携带丙氨酸的反密码子为CGA，所以密码子为GCU；连接两个氨基酸的化学键为肽键即。（2）转录产生的m

25、RNA中A+U=42%，所以在原DNA中A+T=42%，则G+C=58%，即G=C=29%。（3）中合成的物质是多肽链，首先进入内质网进行相关的加工，胰岛素为大分子物质，通过胞吐的方式运出细胞外，该过程涉及到细胞膜的流动性。（4）基因表达的过程中，遗传信息的流动途径是DNARNA蛋白质，这里不涉及到DNA的自我复制；细胞中决定氨基酸的密码子共有61种，另有3种为终止密码子，合计64种密码子。（5）一种氨基酸可以由多个密码子决定，说明密码子具有简并性的特点，有两方面的好处：一方面可以容错，在一定程度上防止由于碱基的改变引起合成蛋白质过程中氨基酸序列的改变而导致的生物性状的改变；另一方面，当某种氨基酸使用频率高时，几种密码子决定同一种氨基酸，可以保证翻译速度。答案：（1）GCU（2）29%（3）内质网胞吐具有一定的流动性（4）DNARNA蛋白质61（5）在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变（或：当某种氨基酸使用频率高时，几种密码子决定同一种氨基酸，可以保证翻译速度）