4.1基因指导蛋白质的合成期末复习讲义-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第4章 基因的表达 必修二第三章期末复习 第一部分：知识梳理 4.1　基因指导蛋白质的合成 一、RNA的结构和功能 1．RNA适于作DNA的信使的原因 (1)RNA的分子组成与DNA的很相似，也是由核苷酸连接而成，核苷酸也含有4种碱基，可以准确传递遗传信息。 (2)RNA一般为单链，且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3．RNA的主要种类及其功能 (1)细胞生物中的RNA种类和功能 ①信使RNA(mRNA)：携带 遗传信息 、蛋白质合成的模板。 ②转运RNA(tRNA)： 识别并转运氨基酸 。 ③核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组成成分。 (2)病毒中的RNA：携带遗传信息，病毒的遗传物质。 二、遗传信息的转录 场所：真核生物主要是细胞核，叶绿体、线粒体。原核生物主要是拟核，细胞质（质粒）。病毒：在活的宿主细胞内。 时间：生长发育的任何时期 模板：DNA一条链 原料：4种核糖核苷酸 能：ATP 酶:RNA聚合酶 产物:RNA分子 特点：边解旋边转录 方向:mRNA 5’-3’, 模板链3’-5 注意: (1)转录不是整个DNA发生转录，而是其中的基因发生转录，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同。 (2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，需要能量。 (3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。 (4)质基因（线粒体和叶绿体中的基因）控制蛋白质合成过程中也进行转录。 (5)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA和rRNA。 (6)转录的模板：同一DNA分子中，转录的模板链不是固定的一条。也就是说，可能这个基因的转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。 三、遗传信息的翻译场所：核糖体 时间：生长发育的任何时期 模板：mRNA 原料：氨基酸 能：ATP 酶:多种酶 产物:多肽 特点：真核先转录后翻译；原核边转录边翻译 方向:mRNA 5’-3’ 核糖体沿着mRNA从5’--3’移动，读取密码子 2．密码子 mRNA上决定1个氨基酸的 3个相邻 的碱基叫作1个密码子。共有 64 种密码子。编码氨基酸的有62种 密码子的特点： ①简并性：多数氨基酸都有几种密码子 ②专一性：一种密码子只决定一种氨基酸 ③通用性：所有生物公用一套密码子 3．tRNA的结构和功能特点 注意：1.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。一种氨基酸可以由一种或多种tRNA 2.tRNA的3’端携带氨基酸 3.tRNA是由多个核苷酸构成的，且有氢键。反密码子与密码子相互配对，从3’向5’配对 四、中心法则 1．提出者：克里克。 2．内容 (1)早期内容（大多数生物） 过程 名称 遗传信息流向 ① DNA的复制 DNA→DNA ② 转录 DNA→RNA ③ 翻译 RNA→蛋白质 (2)补充内容（少数生物） 过程 名称 遗传信息流向 ④ RNA的复制 RNA→RNA ⑤ 逆转录 RNA→DNA 注意： 1.有分裂能力的细胞（干细胞、形成层细胞、生发层细胞）或DNA病毒（T2噬菌体）能进行①②③ 2.高度分化的细胞（神经细胞、表皮细胞、叶肉细胞）能进行②③ 3.RNA病毒（烟草花叶病毒）能进行④③ 4.HIV病毒能进行①②③⑤ 5.哺乳动物成熟红细胞无任何信息流 3.生命是物质、能量和信息的统一体 (1) DNA、RNA 是信息的载体。(2)蛋白质 是信息的表达产物。(3) ATP 为信息的流动提供能量。 第二部分：方法论 1．遗传信息、密码子、反密码子的比较 项目 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻碱基 位置 主要在DNA上 mRNA tRNA 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 联系 ①基因中碱基的序列决定mRNA中的碱基序列。 ②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。 ③密码子与反密码子的相应序列能互补配对。 ④氨基酸一定由密码子决定；密码子与反密码子并不是一一对应的关系，如正常情况下终止密码子没有相应的反密码子。 ⑤对应关系如图所示 2.转录和翻译的比较 转录 翻译 时间 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 核糖体 模板 DNA的一条链 mRNA 原料 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 条件 酶（RNA聚合酶等）、ATP 酶、ATP、tRNA 产物 RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 多肽链 特点 边解旋边转录 一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链 碱基配对 A—U，T—A，C—G，G—C A—U，U—A，C—G，G—C 【例1】　细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)，含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互相配对时，存在下图所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。相关叙述错误的是( C ) A．一种反密码子可以识别不同的密码子 B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合 C．tRNA分子不存在碱基互补配对形成的氢键 D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变 【例2】　如图所示为某生物细胞内正在进行的生理过程，下列有关叙述错误的是( D ) A．图中方框内含有6种核苷酸 B．①→④和④→②过程中碱基互补配对情况不完全相同 C．③沿着④移动的方向为从b到a D．该过程发生在真核细胞的细胞核中 3.真核生物和原核生物基因表达过程图解 提示：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。 【例3】　下图所示为甲、乙两类细胞内遗传信息的传递过程，下列相关叙述正确的是( A ) A．细胞甲可表示大肠杆菌细胞内遗传信息的传递过程 B．细胞甲中多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 C．细胞乙中①和②过程都有T—A碱基配对现象 D．细胞乙中核糖体从mRNA的3′端向5′端移动 4、基因表达过程中数量关系的相关计算6n+6 3n+3 不考虑终止密码子 考虑终止密码子 【例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条多肽最多需要的tRNA个数依次为( B ) A．33，11 B．36，12 C．12，36 D．11，36 【例5】　某DNA分子共有1200对碱基，A＋T占46%，其中一条链中G和T分别占22%和28%，则由该链转录的mRNA中G所占比例和其翻译产物中含氨基酸的数目最多分别是( A ) A．32%　400个 B．32%　200个 C．18%　200个 D．22%　400个 第三部分：小试牛刀 4.1 基因指导蛋白质的合成 1、对下列各图解析不准确的是（ ） A．甲图中的①②③均遵循碱基互补配对原则 B．乙图中核糖体在 mRNA 上移动方向为从右到左，所用原料是氨基酸 C．对于丙图，人体内的神经细胞可以进行①②③⑤过程 D．丁图中该段中内有 6 种核苷酸 2、某同学关于真核生物基因的叙述如下。其中正确的是（ ） ①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合 ④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换 A．①④⑤ B．②④⑤ C．②③⑥ D．①④⑥ 3、中心法则揭示了生物的遗传信息由DNA向蛋白质传递的过程。下列叙述错误的是（ ） A．a、b、c分别表示复制、转录和翻译过程 B．某些病毒增殖时可发生d过程 C．c过程需要tRNA和核糖体参与 D．在所有真核细胞中，a和b两个过程均可发生 4、 下列关于遗传信息及其表达的叙述正确的是（ ） A．原核生物的遗传信息都储存于细胞拟核DNA中 B．真核细胞在个体不同发育时期产生的mRNA都不相同 C．细胞中转录和翻译时的模板及碱基配对方式都不相同 D．遗传密码的简并性有利于保持遗传信息的稳定性 5、对于下列图解，正确的说法有（ ） ①表示DNA复制过程　②表示DNA转录过程　③共有5种碱基　④共有8种核苷酸　⑤共有5种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤ 6、 如图是某细胞内遗传信息的传递过程，下列说法正确的是（ ） A．图示表示原核细胞中遗传信息的转录和翻译 B．⑤上含有的氨基酸数目与④上含有的密码子数目是一致 C．参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA D．如果终止密码子为UAA，则与该密码子配对的反密码子为AUU 7、 关于基因控制蛋白质合成过程中，有关说法正确的是（ ） A．图中①②③遵循碱基互补配对原则且配对的方式完全相同 B．①②③可以发生在真核生物所有细胞内 C．mRNA、tRNA、rRNA是由一条DNA不同区段转录来的，且都含有氢键 D．一条mRNA可与多个核糖体结合，合成多条相同的肽链，加快翻译速率 8、 下图是真核生物mRNA合成过程图，请据图判断，下列说法中正确的是 A．①链的碱基A与②链的碱基U互补配对 B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的 C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D．图中的②合成后，在细胞核中与核糖体结合并控制蛋白质的合成 9、 中心法则揭示了遗传信息的传递方向，图解如下。下列叙述不正确的是（ ） A．DNA通过复制将遗传信息从亲代传给子代 B．DNA通过碱基互补配对决定mRNA的碱基序列 C．基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的 D．病毒都是通过RNA复制来传递遗传信息的 10、核酸和蛋白质是细胞内重要的生物大分子。下列叙述错误的是（ ） A．RNA聚合酶的识别位点位于DNA上 B．血红蛋白参与血液中氧气的运输 C．抗体的合成需要DNA和RNA的参与 D．DNA和蛋白质是核糖体的组成成分 11、遗传信息的表达过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。下列叙述正确的是（ ） A．核糖体向左移动 B．①转录时，以两条链作为模板 C．一种③只能转运一种氨基酸 D．②上的碱基数是④上氨基酸数的三倍 12、某转运RNA的反密码子为CAU，它所转运的氨基酸是（ ） A．缬氨酸（GUA） B．组氨酸（CAU） C．酪氨酸（UAC） D．甲硫氨酸（AUG） 13、关于下列三图的叙述中，正确的是（ ） A．甲图中共有4种碱基 B．在小鼠的体细胞内检测到的化合物丙很可能是蔗糖 C．组成乙物质的单糖是脱氧核糖或核糖 D．甲图中共有5种核苷酸 14、如图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成过程的示意图。 据图解析错误的是（ ） A．过程①表示转录，以一条链为模板，以脱氧核苷酸为原料 B．过程②表示翻译，图中核糖体的移动方向是自右向左 C．异常多肽中丝氨酸的反密码子为AGA，则物质a模板链相应碱基为AGA D．图中基因控制合成的蛋白质，可能导致膜功能的改变 15、等位基因S、s控制一对相对性状。图1为某一生理过程简图，基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图2所示（起始密码子为AUG或GUG）。请据图回答：（脯氨酸密码子为CCG，精氨酸密码子为CGG，丙氨酸密码子为GCC，甘氨酸密码子为GGC） （1）图1中的甲结构代表的是一个___________分子的结构简图，图中被运输的氨基酸是___________。这个氨基酸与前面的氨基酸是通过___________反应连接在一起的。 （2）图1所示为___________过程，图1显示了两类碱基互补配对关系，它们分别发生在______________________之间。 （3）基因S发生转录时，作为模板链的是图2中的___________（填“a”或“b”）链。若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为___________。 （4）一个信使RNA分子上可以相继结合多个___________，同时进行多肽链的合成，因此少量的信使RNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。 16、铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码子上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度变高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码子后开始翻译（如下图所示）。请回答下列问题： （1） 图中甘氨酸的密码子是____________，铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为____________________。 （2）当Fe3+浓度变低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了___________________，从而抑制了翻译的起始；当Fe3+浓度变高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译，这种调节机制既可以避免__________对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。 （3）若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是____________________。   4.1 基因指导蛋白质的合成 参考答案 1.C 2.D 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.A 9.D 10.D 11.C 12.A 13.C 14.A 15、（1）tRNA（转运RNA）  丙氨酸  脱水缩合  （2）翻译  tRNA的反密码子和mRNA的密码子，tRNA内局部折叠片段  （3）b  GUU  （4）核糖体 16、（1）GGU  …CCACTGACC…  （2）核糖体在mRNA上的结合与移动  Fe3+  （3）mRNA的两端存在不翻译的序列 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$