内容正文:
第3课 基因的表达
[复习目标] 1.通过掌握遗传信息的传递过程,能够从分子水平阐述生命的延续性,从而理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 2.通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传。(科学思维) 3.通过掌握某药物的作用机理及有关中心法则的内容,形成关注社会、关注人类健康的理念。(社会责任)
考点一 基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
(2)场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物:信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
提醒:①一个DNA分子上有许多个基因,其中某个基因进行转录时,其他基因可能转录也可能不转录,它们之间互不影响。②真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。③转录完成后,RNA从DNA上释放,原DNA恢复双螺旋结构。
3.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器:核糖体。
(2)条件
(3)过程
(4)产物:多肽蛋白质。
[教材深挖]
(1)(必修2 P66相关信息)在蛋白质的翻译过程中遗传信息是由tRNA和rRNA流向蛋白质的吗?
提示:tRNA和rRNA参与蛋白质的合成过程,但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质。
(2)(必修2 P67思考·讨论)从密码子表可以看出,像苯丙氨酸、亮氨酸这样,绝大多数氨基酸都有几个密码子,这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义?
提示:当一个密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,增强了密码子的容错性;当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
[易错辨析]
1.少数RNA具有生物催化作用。(√)
2.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。(×)
3.遗传信息转录的产物只有mRNA。(×)
4.反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短臂端读取)。(√)
5.终止密码子一定不编码氨基酸。(×)
1.对比分析DNA复制、转录和翻译
2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
(1)相关概念辨析
(2)明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性),可由一种或几种tRNA转运。
②除终止密码子外,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终止密码子并非不能编码氨基酸,如UGA在特殊情况下,可以编码硒代半胱氨酸。
④在原核生物中,GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
命题点1 围绕转录和翻译过程考查生命观念及科学思维
1.(不定项)(2021·辽宁卷)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
解析:选BCD。脱氧核酶的本质是单键DNA,温度会影响脱氧核酶的结构,从而影响脱氧核酶的作用,A正确;图示可知,图中Y与两个R之间分别通过磷酸二酯键和氢键相连,B错误;脱氧核酶本质是DNA,与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C四种,C错误;利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D错误。
2.如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析,下列叙述中错误的是( )
图1 图2
A.图1细胞中没有以核膜为界限的细胞核,可以边转录边翻译
B.两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C.真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D.图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
解析:选B。图1细胞没有以核膜为界限的细胞核,属于原核细胞,可以边转录边翻译,A正确;图1细胞是原核细胞,没有线粒体,B错误;真核生物细胞核DNA中的遗传信息通过转录到mRNA中,mRNA必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板,C正确;图示表示遗传信息的转录和翻译过程,遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质,D正确。
[技法提炼] 真、原核细胞的表达过程的判断
命题点2 围绕基因表达中相关计算考查科学思维
3.已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子,共有198个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%