高考生物一輪 4.1 基因指導蛋白質的合成精品復習學案 必修2

1、第四章 基因的表達第一節(jié) 基因指導蛋白質的合成【高考目標導航】遺傳信息的轉錄和翻譯【基礎知識梳理】一、遺傳信息的轉錄和翻譯1、RNA的結構和分類：（1）RNA和DNA的區(qū)別物質組成結構特點五碳糖特有堿基DNA脫氧核糖T（胸腺嘧啶）一般是雙鏈RNA核糖U（尿嘧啶）通常是單鏈（2）基本單位：核糖核苷酸。（3）結構：一般是單鏈，比DNA短。有的存在局部堿基配對現(xiàn)象，從而具有局部雙鏈和局部環(huán)狀結構。（4）分布：在細胞核內合成，通過核孔進入細胞質（5）分類：信使RNA（mRNA）：蛋白質合成的模板，將遺傳信息從細胞核內傳遞到細胞質中。轉運RNA（tRNA）：轉運氨基酸，形似三葉草的葉，識別密碼子核糖體R

2、NA（rRNA）：核糖體的組成成分。2、轉錄（1）概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。（2）過程：DNA解旋原料與DNA堿基互補并通過氫鍵結合RNA新鏈的延伸合成的RNA從DNA上釋放DNA復旋。3、翻譯（1）概念：游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。（2）場所：核糖體。（3）運載工具：tRNA。（4）模板：mRNA（5）原料：（約20種）氨基酸（6）堿基配對：AU、UA、CG、GC。（7）過程：mRNA進入細胞質與核糖體結合氨基酸按位點依次相連讀取到終止密碼子，肽鏈合成結束。（8）密碼子：在mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰

3、的堿基。共有64種密碼子，其中決定氨基酸的密碼子有61種，另外三種為終止密碼子。（9）反密碼子：指tRNA上可以與mRNA上的堿基互補配對的3個堿基。共有61種。【要點名師透析】一、DNA復制、轉錄、翻譯的比較1、區(qū)別復制轉錄翻譯時間細胞分裂的間期個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細胞核主要在細胞核細胞質的核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件都需要特定的酶和ATP產(chǎn)物2個雙鏈DNA一個單鏈RNA（mRNA，tRNA，rRNA）多肽鏈（或蛋白質）特點邊解旋邊復制，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

4、分解成單個核苷酸堿基配對AT，TA，GC，CGAU，TA，GC，CGAU，UA，CG，GC遺傳信息傳遞DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質意義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2、聯(lián)系【典例】有關基因控制蛋白質合成的敘述，不正確的是( )A.轉錄和翻譯都可發(fā)生在線粒體內B.轉錄和翻譯的原料分別是核糖核苷酸和氨基酸C.一個密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉運D.轉錄和翻譯的模板分別是DNA的一條鏈和mRNA【解析】轉錄主要發(fā)生在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，以核糖核苷酸為原料。翻譯則主要發(fā)生在細胞質中，以mRNA為模板，以氨基酸為原料，但線粒體內

5、有DNA和核糖體，因此轉錄和翻譯也可發(fā)生在線粒體內；由于密碼子具有簡并性，因此一種氨基酸可對應多種密碼子，也需多種tRNA轉運。 【答案】C二、遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較1、區(qū)別存在位置含義生理作用遺傳信息DNA脫氧核苷酸（堿基對）的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決定氨基酸排列順序密碼子mRNAmRNA上3個相鄰的堿基直接決定翻譯的起止和氨基酸排列順序反密碼子tRNA與反密碼子互補的3個堿基識別密碼子2、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

6、碼子則起到識別密碼子的作用。3、對應關系【感悟高考真題】1、（2011江蘇高考）關于轉錄和翻譯的敘述，錯誤的是 ( )A.轉錄時以核糖核苷酸為原料B.轉錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列C.mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質D.不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性【解析】A項，轉錄時以4種核糖核苷酸為原料，合成RNA。B項，轉錄時，RNA聚合酶識別轉錄的起始部位，識別轉錄終止信號，促使聚合酶反應的停止。C項，核糖體在mRNA上移動翻譯出蛋白質；D項，不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性，有利于穩(wěn)定遺傳?！敬鸢浮緾2、（2011浙江高考）以下為某家族甲?。ㄔO基因為B、b）和乙

7、?。ㄔO基因為D、d）的遺傳家系圖，其中1不攜帶乙病的致病基因。請回答：（1）甲病的遺傳方式為 ，乙病的遺傳方式為 。1的基因型是 。（2）在僅考慮乙病的情況下，2與一男性為雙親，生育了一個患乙病的女孩。若這對夫婦再生育，請推測子女的可能情況，用遺傳圖解表示。（3）B基因可編碼瘦素蛋白。轉錄時，首先與B基因啟動部位結合的酶是 。B基因剛轉錄出來的RNA全長有4 500個堿基，而翻譯成的瘦素蛋白僅由167個氨基酸組成，說明 。翻譯時，一個核糖體從起始密碼子到達終止密碼子約需4秒鐘，實際上合成100個瘦素蛋白分子所需的時間約為1分鐘，其原因是 。若B基因中編碼第105位精氨酸的CCT突變成ACT，翻

8、譯就此終止，由此推斷，mRNA上的 為終止密碼子。【解析】本題綜合考查遺傳病及轉錄和翻譯的相關內容。（1）從系譜圖知3與4生了5，無中生有為隱性，隱性看女病，女病父不病，5病其父不病為常染色體隱性遺傳病，所以甲病的遺傳方式為常染色體隱性遺傳；1與2生出乙病患者，符合無中生有為隱性，若為常染色體隱性遺傳病，則1攜帶乙病的致病基因，由于1不攜帶乙病的致病基因，所以乙病是伴X染色體隱性遺傳??；1無甲病和乙病，可表示為BXDX-,2為bb則1基因型是BbXDXd或BbXDXD。（2）由題干知2與一男性為雙親，生育了一個患乙病的女孩，所以2為XDXd, 男性為XdY,所以遺傳圖解表示如下：（3）轉錄時，

9、需要RNA聚合酶與啟動子結合啟動轉錄；B基因剛轉錄出來的RNA全長有4 500個堿基，而翻譯成的瘦素蛋白由167個氨基酸組成，對應1673=501個堿基，少了很多，說明轉錄出來的RNA需要加工才能翻譯；翻譯時，一個核糖體從起始密碼子到達終止密碼子約需4秒鐘，即合成一個瘦素蛋白分子需4秒鐘，合成100個瘦素蛋白分子需400秒鐘，遠遠大于1分鐘，說明有多個核糖體同時連在一條mRNA上同時翻譯；基因中CCT突變成ACT則對應mRNA中GGA變?yōu)閁GA，UGA為終止密碼子?！敬鸢浮浚?）常染色體隱性遺傳伴X染色體隱性遺傳BbXDXd或BbXDXD（2）（3）RNA聚合酶 轉錄出來的RNA需要加工才能翻

10、譯 一條mRNA上有多個核糖體同時翻譯UGA3、（2010海南高考）下列關于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是A線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則BDNA中的遺傳信息是通過轉錄傳遞給mRNA的CDNA中的遺傳信息可決定蛋白質中氨基酸的排列順序DDNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則【答案】D4、（2010天津高考）2.根據(jù)表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU【解析】mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基稱作1個密碼子。據(jù)表，mRNA的密碼子和tRNA上的反密碼子互補配對，可推知mRNA的密碼子最后的堿基為U；DN

11、A的一條鏈為TG，另一條鏈為AC，若DNA轉錄時的模板鏈為TG鏈，則mRNA的密碼子為ACU，若DNA轉錄時的模板鏈為AC鏈，則mRNA的密碼子為UGU。【答案】C5、（2010江蘇高考）鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe3+的蛋白，鐵蛋白合成的調節(jié)與游離的Fe3+、鐵調節(jié)蛋白、鐵應答元件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調節(jié)蛋白發(fā)生特異性結合，阻遏鐵蛋白的合成。當Fe3+濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白一端結合，沿移動，遇到起始密碼后開始翻譯(如下圖所示)。回答下列問題：（1）圖中甘氨酸的密碼子是 ，鐵蛋白基因中決定 的模

12、板鏈堿基序列為 。（2）濃度低時，鐵調節(jié)蛋白與鐵應答元件結合干擾了 ，從而抑制了翻譯的起始；濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白能夠翻譯。這種調節(jié)機制既可以避免 對細胞的毒性影響，又可以減少 。（3）若鐵蛋白由n個氨基酸組成指導其合成的的堿基數(shù)遠大于3n，主要原因是 。(4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過改變DNA模板鏈上的一個堿基來實現(xiàn)，即由 ?！窘馕觥勘绢}考察了遺傳信息的傳遞過程及同學們的識圖能力以及從新情景中獲取信息分析問題、解決問題的能力，（1）根據(jù)攜帶甘氨酸的tRNA的反密碼子

13、CCA可以判斷甘氨酸的密碼子為GGU,甘一色-天對應的密碼子為-GGUGACUGG-判斷模板鏈堿基序列為-CCACTGACC-（2）當Fe3+濃度較低時，鐵調節(jié)蛋白與鐵應答原件結合，使蛋白質的翻譯缺少起始代碼，從而阻止核糖體在mRNA上移動，遏制鐵蛋白的合成，由于Fe3+具有很強的氧化性，因此這種機制技能減少其毒性，又能在其含量較低時減少鐵蛋白的合成從而減少細胞內物質和能源的消耗。（3）mRNA并不是所有序列都參與蛋白質的翻譯，有一部分是不具有遺傳效應的。（4）色氨酸密碼子為UUG,對應模式鏈堿基序列為ACC,當?shù)诙€堿基C-A時，此序列對應的密碼子變?yōu)閁UG,恰為亮氨酸密碼子?！敬鸢浮浚?）

14、GGU, -GGUGACUGG- -CCACTGACC-（2）核糖體上的mRNA上的結合于移動 Fe3+ 細胞內物質和能量的浪費（3）mRNA兩端存在不翻譯的序列（4）CA6、（2009廣東高考）有關蛋白質合成的敘述，正確的是A. 終止密碼子不編碼氨基酸B. 每種tRNA只運轉一種氨基酸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【解析】攜帶遺傳信息的，是DNA?！敬鸢浮緼BD7、（2009海南高考）有關真核細胞DNA復制和轉錄這兩種過程的敘述，錯誤的是A兩種過程都可在細胞核中發(fā)生 B兩種過程都有酶參與反應C兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料 C兩種過程都以D

15、NA為模板【答案】C8、（2009上海高考）某條多肽的相對分子質量為2778，若氨基酸的平均相對分子質量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是A. 75對堿基B. 78對堿基C. 90對堿基D. 93對堿基【解析】根據(jù)題中條件可知該多肽由30個氨基酸組成，則應為30個密碼子再加上終止密碼子應為31，編碼多肽的基因堿基為316=186，93對堿基?！敬鸢浮緿【考點模擬演練】一、選擇題1、(2011連云港檢測)四環(huán)素、鏈霉素、氯霉素、紅霉素等抗生素能抑制細菌的生長，它們有的能干擾細菌核糖體的形成，有的能阻止tRNA和mRNA結合，這些抗生素均阻斷了下列哪種過程()A染色體活動 B

16、DNA復制過程C轉錄過程 D翻譯過程【解析】由于抗生素能干擾細菌核糖體的形成或者阻止tRNA和mRNA結合，均是阻止翻譯過程。【答案】D2、(2011聊城模擬)甲、乙兩圖為真核細胞中發(fā)生的代謝過程示意圖，下列有關說法正確的是()A圖甲所示的過程叫做翻譯，多個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成B圖甲所示翻譯過程的方向是從右到左C圖乙所示過程叫做轉錄，轉錄產(chǎn)物的作用一定是作為圖甲中的模板D圖甲和圖乙中都發(fā)生了堿基配對并且堿基互補配對方式相同【解析】一條多肽鏈的合成通常由一個核糖體完成；轉錄產(chǎn)物有mRNA、tRNA和rRNA三種；轉錄和翻譯過程都發(fā)生了堿基配對，但是配對方式不同，轉錄過程中有T和A的配對

17、，翻譯過程中沒有?！敬鸢浮緽3、下面關于tRNA和氨基酸相互關系的說法，正確的是()A每種氨基酸都由一種特定的tRNA攜帶B每種氨基酸都可由幾種tRNA攜帶C一種轉運RNA可以攜帶幾種結構相似的氨基酸D一種氨基酸可由一種或幾種tRNA攜帶【解析】在翻譯過程中，運輸氨基酸的tRNA上的反密碼子要與mRNA上決定氨基酸的密碼子配對。一種氨基酸可對應一種或多種密碼子，但每種密碼子只對應一種氨基酸?！敬鸢浮緿4、有關下圖的敘述，正確的是()甲乙表示DNA轉錄共有5種堿基甲、乙中的A表示同一種核苷酸共有4個密碼子甲乙過程主要在細胞核中進行A BC D【解析】由甲、乙堿基組成看，甲是DNA，乙是RNA，圖

18、示為轉錄過程，主要在細胞核中進行。甲、乙中的A分別表示腺嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。mRNA上每三個相鄰的堿基組成一個密碼子，故乙中共有2個密碼子?！敬鸢浮緽5、(2011安慶模擬)切取某動物控制合成生長激素的基因，注入某魚的體內，與其DNA整合后產(chǎn)生生長激素，從而使該魚比同種正常魚增大34倍，此項研究遵循的原理是()ADNARNA蛋白質BRNADNA蛋白質CDNA蛋白質DNA DRNA蛋白質RNA【解析】基因工程遵循的原理就是在生物體外，通過對DNA分子進行改造和重組，然后導入受體細胞內進行無性增殖，使重組基因在受體細胞中得以表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物的過程。故其體現(xiàn)了“DNAR

19、NA蛋白質”的過程。故選擇A項?！敬鸢浮緼6、分裂旺盛的細胞中，用15N標記的某種堿基最初出現(xiàn)在細胞核中，然后逐漸轉移到細胞質基質和核糖體上，一般地說，被標記的堿基不可能是()A腺嘌呤 B胸腺嘧啶C尿嘧啶 D鳥嘌呤【解析】由題干提供的信息可知：被15N標記的堿基最初出現(xiàn)在細胞核中，然后轉移到細胞質基質和核糖體上，說明合成的物質是RNA，胸腺嘧啶是構成DNA特有的堿基。【答案】B7、(2011黃岡模擬)下面是幾個同學對有關蛋白質和核酸之間關系的總結，錯誤的是()A在同一個生物體內，不同的體細胞核中DNA分子是相同的，但蛋白質和RNA是不同的B基因中的遺傳信息通過mRNA傳遞到蛋白質，遺傳信息通過

20、蛋白質中的氨基酸的排列順序得到表達C在蛋白質合成旺盛的細胞中，核DNA分子多，轉錄成的mRNA分子也多，從而翻譯成的蛋白質就多D在真核細胞中，DNA的復制和RNA的轉錄主要在細胞核中完成，而蛋白質的合成在細胞質中完成【解析】同一生物的不同細胞都由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂而來，核DNA分子數(shù)相同，因基因的選擇性表達，mRNA和蛋白質種類不同，C項錯誤?！敬鸢浮緾8、(2011廈門模擬)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D該過程有水產(chǎn)生【解析】翻譯

21、的直接模板是mRNA而不是DNA，A項不正確；翻譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)加工后形成蛋白質，并且蛋白質不一定就是酶或激素，還可能是其他物質，如抗體，故B不正確；終止密碼子不與氨基酸對應，所以沒有與終止密碼子對應的反密碼子，C項也不正確；氨基酸脫水縮合形成多肽過程中有水產(chǎn)生，故D項正確?！敬鸢浮緿9、人體內的核酸類型包括DNA、信使RNA、轉移RNA、核糖體RNA四種，其中屬于信使RNA功能的有()攜帶遺傳信息攜帶遺傳密碼與DNA進行堿基互補能進入核糖體能運載氨基酸能控制蛋白質的合成A BC D【解析】信使RNA在基因控制蛋白質合成的過程中起重要的作用，是根據(jù)堿基互補配對原則由DNA轉錄而來的，相鄰的能

22、控制一個氨基酸的三個堿基叫做一個密碼子，能與核糖體結合，直接決定氨基酸排列順序。對蛋白質起控制作用的是遺傳物質DNA?！敬鸢浮緿10、DNA探針是利用同位素、生物素等標記的特定DNA片段。當DNA探針與待測的非標記單鏈DNA(或RNA)按堿基順序互補結合時，形成標記DNADNA(或標記DNARNA)的雙鏈雜交分子，可檢測雜交反應結果。用某人的胰島素基因制成的DNA探針，能與之形成雜交分子的是()該人胰島A細胞中的DNA該人胰島B細胞中的mRNA該人胰島A細胞中的mRNA該人肝細胞中的DNAABC D【解析】用某人的胰島素基因制成的DNA探針，可以與該人的胰島素基因的DNA的單鏈、胰島素基因轉錄

23、的mRNA形成雙鏈雜交分子。該人的細胞(包括胰島B細胞、胰島A細胞、肝細胞等)都含有胰島素基因，但胰島素基因只在胰島B細胞中得以表達，產(chǎn)生相應mRNA?！敬鸢浮緾11、以下是某種分泌蛋白的合成過程示意圖，下列相關敘述中正確的是()A此過程有水生成，主要發(fā)生在細胞核中B上面所有的堿基都可以和結合而開始合成C形成后即進入高爾基體加工，然后分泌出細胞D上通?？梢韵嗬^結合多個【解析】此過程為翻譯過程，主要發(fā)生在細胞質中。指的是mRNA，是核糖體。mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，不與tRNA上反密碼子配對；形成后先進入內質網(wǎng)，后進入高爾基體加工，然后分泌出細胞；mRNA上結合多個核糖體，各核糖體分別

24、進行翻譯，可以迅速合成出大量的肽鏈。【答案】D12、為測定氨基酸的密碼子，科學家用人工合成的RNA進行蛋白質體外合成實驗。若提供的RNA的堿基序列為：ACACACACAC，則可合成蘇氨酸和組氨酸交替排列的多聚體；若提供的RNA的堿基序列為：CAACAACAACAA，則可合成谷氨酰胺或天冬酰胺或蘇氨酸的多聚體。據(jù)此推測蘇氨酸的密碼子是()AACA BCACCCAA DAAC【解析】據(jù)題干，若提供的RNA的堿基序列為：ACACACACAC，則可合成蘇氨酸和組氨酸交替排列的多聚體；可推知蘇氨酸的密碼子可能為ACA或CAC。又據(jù)若提供的RNA的堿基序列為CAACAACAACAA，則可合成谷氨酰胺或天冬

25、酰胺或蘇氨酸的多聚體可推知蘇氨酸的密碼子可能為CAA、AAC或ACA。上述兩種情況，共有的密碼子為ACA，它即為蘇氨酸的密碼子?！敬鸢浮緼13、下圖表示細胞中蛋白質合成的部分過程，相關敘述中不正確的是()A丙的合成可能受到一個以上基因的控制B圖示過程沒有遺傳信息的傳遞C過程a僅在核糖體上進行D甲、乙中均含有起始密碼子【解析】從題中圖形上可以看出丙是一個蛋白質分子，是由兩條多肽鏈構成，而這兩條多肽鏈分別有甲和乙翻譯而來，所以可能是兩個基因分別轉錄形成的。圖示過程代表了遺傳信息傳遞的翻譯過程是在核糖體上進行的，甲和乙是信使RNA，要翻譯首先要識別起始密碼子?！敬鸢浮緽14、在遺傳信息的傳遞過程中，

26、一般不可能發(fā)生的是()ADNA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CDNA復制、轉錄都是以DNA的一條鏈為模板，翻譯則是以mRNA為模板DDNA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【解析】DNA復制是分別以DNA的兩條鏈為模板進行復制，而不是以DNA的一條鏈為模板復制【答案】C15、右圖表示有關遺傳信息傳遞的模擬實驗。相關敘述合理的是()A若X是mRNA，Y是多肽，則管內必須加入氨基酸B若X是DNA一條鏈，Y含有U，則管內必須加入逆轉錄酶C若X是tRNA，Y是多肽，則管內必須加入脫氧核苷酸D若X是HIV的RN

27、A，Y是DNA，則管內必須加入DNA酶【解析】此題考查遺傳信息的傳遞，若X是mRNA，Y是多肽，則該過程模擬翻譯過程，需要加入原料氨基酸；若X是DNA一條鏈，Y含有U，則說明該過程模擬轉錄過程，則需要加入RNA聚合酶；若X是tRNA，Y是多肽，該過程模擬翻譯過程，則需要加入氨基酸等；若X是HIV的RNA，Y是DNA，則該過程模擬逆轉錄過程，需要加入逆轉錄酶?！敬鸢浮緼二、非選擇題16、下圖表示原核細胞中遺傳信息傳遞的部分過程。請據(jù)圖回答：(1)圖中涉及的遺傳信息傳遞方向為：_(以流程圖的形式表示)。(2)轉錄過程中，DNA在_的催化作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，該變化還可發(fā)生在_過程中。(3)mRNA是以圖中的為模板，在_的催化作用下，以4種游離的_為原料，