（全程复习方略）2014版高中生物 第三章 第四节 遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成课件 浙科版必修2.ppt

1、第四节遗传信息的表达RNA和蛋白质的合成考纲要求考纲要求四年考情四年考情遗传信息的表达遗传信息的表达20112011浙江浙江非选择题非选择题T32T3220092009浙江浙江非选择题非选择题T31T31一、一、DNADNA的功能的功能1.1.携带遗传信息携带遗传信息遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序之中。种碱基的排列顺序之中。2.2.传递遗传信息传递遗传信息以自身为模板以自身为模板, ,半保留复制半保留复制, ,保持保持_的稳定性。的稳定性。3.3.表达遗传信息表达遗传信息根据它所贮存的遗传信息决定根据它所贮存的遗传信息决定_。遗传信息遗传信息蛋白质的结构蛋白质的结构二、转录

2、和翻译二、转录和翻译1.1.过程过程结合上图完成表中内容。结合上图完成表中内容。名称名称场所场所模板模板产物产物_主要在细胞核中主要在细胞核中DNADNA的一条链的一条链_细胞质细胞质( (核糖体核糖体) )_多肽多肽转录转录mRNAmRNA翻译翻译mRNAmRNA2.2.解读过程中的有关内容解读过程中的有关内容(1)(1)过程过程需要的酶需要的酶:_:_。(2)(2)连线与过程连线与过程有关的有关的RNARNA的种类和功能的种类和功能: :信使信使RNA a.RNA a.行使传达行使传达DNADNA上遗传信息功能上遗传信息功能转运转运RNA b.RNA b.核糖体的重要成分核糖体的重要成分核

3、糖体核糖体RNA c.RNA c.氨基酸的运输工具氨基酸的运输工具(3)(3)遗传密码遗传密码: :位置位置:_:_上。上。3 3个核苷酸的关系个核苷酸的关系: :相邻且决定相邻且决定_。RNARNA聚合酶聚合酶mRNAmRNA一种氨基酸一种氨基酸三、遗传密码三、遗传密码1.1.含义含义_上决定上决定1 1个氨基酸的个氨基酸的_的核苷酸排列而成的三联体。的核苷酸排列而成的三联体。2.2.种类种类共共6464种种, ,其中决定氨基酸的密码子有其中决定氨基酸的密码子有6161种种,_,_有有3 3种种, ,_有有2 2种。种。3.3.特点特点(1)(1)一种遗传密码对应一种遗传密码对应_氨基酸。氨

4、基酸。(2)(2)一种氨基酸可以对应一种氨基酸可以对应_遗传密码。遗传密码。(3)(3)所有生物共用所有生物共用_遗传密码。遗传密码。mRNAmRNA3 3个相邻个相邻终止密码子终止密码子起始密码子起始密码子一种一种一种或多种一种或多种一套一套四、中心法则四、中心法则1.1.提出者提出者克里克。克里克。2.2.要点要点遗传信息由遗传信息由_传递到传递到_,_,然后由然后由RNARNA决定决定_的特异性。的特异性。3.3.内容图解内容图解DNADNARNARNA蛋白质蛋白质逆转录逆转录蛋白质蛋白质1.1.一种密码子对应一种转运一种密码子对应一种转运RNA,RNA,故共有故共有6464种转运种转运

5、RNARNA。( )( )【分析【分析】转运转运RNARNA是转运氨基酸的工具是转运氨基酸的工具, ,故一种转运故一种转运RNARNA只能转只能转运一种氨基酸运一种氨基酸, ,有有6161种决定氨基酸的密码子种决定氨基酸的密码子, ,则对应则对应6161种转运种转运RNARNA。2.2.密码子与氨基酸是一一对应关系。密码子与氨基酸是一一对应关系。( )( )【分析【分析】一种遗传密码对应一种氨基酸一种遗传密码对应一种氨基酸; ;一种氨基酸可以对应一种氨基酸可以对应一种或多种遗传密码一种或多种遗传密码, ,所以密码子与氨基酸并非一一对应关系。所以密码子与氨基酸并非一一对应关系。3.3.在真核生物

6、中在真核生物中, ,细胞核内转录形成的细胞核内转录形成的RNARNA可以直接转移到细胞可以直接转移到细胞质中用于蛋白质的合成。质中用于蛋白质的合成。( )( )【分析【分析】在细胞核内转录形成的在细胞核内转录形成的RNARNA需加工成为成熟的需加工成为成熟的RNARNA才能才能转移至细胞质中用于蛋白质的合成。转移至细胞质中用于蛋白质的合成。4.(20124.(2012海南海南T25C)T25C)真核生物的大部分核酸在细胞核中合成。真核生物的大部分核酸在细胞核中合成。( )( )【分析【分析】DNADNA的复制的复制,mRNA,mRNA、tRNAtRNA的合成都主要是在细胞核中完的合成都主要是在

7、细胞核中完成的成的, ,另外另外, ,叶绿体、线粒体也能合成部分叶绿体、线粒体也能合成部分DNADNA。5.DNA5.DNA分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序都叫遗传信息。分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序都叫遗传信息。( )( )【分析【分析】DNADNA上有功能的片段才携带遗传信息。上有功能的片段才携带遗传信息。6.(20106.(2010海南海南T12A)T12A)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。法则。( )( )【分析【分析】线粒体和叶绿体中也有少量的线粒体和叶绿体中也有少量的DNADNA和和RNA,RNA,因此在线粒因此在线粒体和叶绿体中能够

8、进行体和叶绿体中能够进行DNADNA的复制、转录和翻译的过程的复制、转录和翻译的过程, ,并且遵并且遵循中心法则。循中心法则。考点考点 一一 DNADNA和和RNARNA的比较的比较项目项目DNADNARNARNA结构结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构常呈单链结构常呈单链结构组成单位组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱碱基基嘌嘌呤呤腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)嘧嘧啶啶胞嘧啶胞嘧啶(C)(C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T)胞嘧啶胞嘧啶(C)(C)尿嘧啶尿嘧啶(U)(U)项目项目DNADNARNARNA五碳糖五碳糖脱

9、氧核糖脱氧核糖核糖核糖产生途径产生途径DNADNA复制、逆转录复制、逆转录转录、转录、RNARNA复制复制存在部位存在部位主要在细胞核中主要在细胞核中主要在细胞质中主要在细胞质中功能功能传递和表达遗传传递和表达遗传信息信息传达遗传信息传达遗传信息, ,翻译的模板翻译的模板; ;运运输氨基酸输氨基酸; ;核糖体的组成成分核糖体的组成成分【高考警示【高考警示】(1)(1)若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T T或五碳糖为脱氧核糖或五碳糖为脱氧核糖, ,则必为则必为DNADNA。(2)(2)若若ATAT、CG,CG,则为单链则为单链DNA;DNA;若若A=TA=T、C=G,C=G,则一般认为是则一般认

10、为是双链双链DNADNA。(3)(3)若出现碱基若出现碱基U U或五碳糖为核糖或五碳糖为核糖, ,则必为则必为RNARNA。 【典例【典例1 1】现有一待测核酸样品现有一待测核酸样品, ,经检测后经检测后, ,对碱基个数统计并对碱基个数统计并计算得到下列结果计算得到下列结果:(A+T)/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1:(A+T)/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1。由此推。由此推测该样品测该样品( () )A.A.无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸B.B.可被确定为双链可被确定为双链DNADNAC.C.无法被确定是单链无法被确定是单链D

11、NADNA还是双链还是双链DNADNAD.D.可被确定为单链可被确定为单链DNADNA【解析【解析】选选C C。首先。首先, ,由碱基种类由碱基种类( (因为有因为有T T而无而无U)U)可排除可排除A A项。项。再用特值再用特值, ,当当A=T=G=CA=T=G=C时时, ,不论是双链不论是双链DNADNA还是单链还是单链DNA,DNA,题干中的题干中的两等式恒成立两等式恒成立, ,所以无法确定该样品是单链所以无法确定该样品是单链DNADNA还是双链还是双链DNADNA。【变式训练【变式训练】某生物经检测后某生物经检测后, ,结果如下结果如下: :嘌呤嘌呤=54%,=54%,嘧啶嘧啶=46%

12、,=46%,则该生物一定不是则该生物一定不是( () )A.A.肺炎双球菌肺炎双球菌 B.TB.T2 2噬菌体噬菌体C.HIV D.C.HIV D.人人【解析【解析】选选B B。如果是。如果是T T2 2噬菌体噬菌体, ,遗传物质只含双链遗传物质只含双链DNA,DNA,所以嘌所以嘌呤数呤数= =嘧啶数。肺炎双球菌和人因为既有嘧啶数。肺炎双球菌和人因为既有DNADNA又有又有RNA,RNA,所以嘌呤所以嘌呤数可能不等于嘧啶数。又如数可能不等于嘧啶数。又如HIVHIV的遗传物质是的遗传物质是RNA,RNA,一般情况下一般情况下嘌呤数也不等于嘧啶数。嘌呤数也不等于嘧啶数。考点二考点二 DNADNA复

13、制、转录和翻译复制、转录和翻译1.DNA1.DNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较项目项目复制复制转录转录翻译翻译场所场所主要在细胞核主要在细胞核, ,其次其次在线粒体、叶绿体在线粒体、叶绿体主要在细胞核主要在细胞核, ,其次其次在线粒体、叶绿体在线粒体、叶绿体核糖体核糖体条条件件模板模板亲代亲代DNADNA分子的两条分子的两条链链DNADNA分子的一条链分子的一条链mRNAmRNA原料原料 4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2020种氨基种氨基酸酸其他其他解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶和能量和能量RNARNA聚合酶、能量聚合酶、能量酶、能量、酶

14、、能量、tRNAtRNA项目项目复制复制转录转录翻译翻译碱基配碱基配对方式对方式A-T T-AA-T T-AC-G G-CC-G G-CA-U T-AA-U T-AC-G G-CC-G G-CA-U U-AA-U U-AC-G G-CC-G G-C遗传信息遗传信息传递方向传递方向DNADNADNADNADNARNADNARNARNARNA蛋白质蛋白质特点特点边解旋边边解旋边复制复制, ,半保半保留复制留复制边解旋边转录边解旋边转录, ,转转录后的录后的DNADNA仍然保仍然保留原来的双链结构留原来的双链结构mRNAmRNA分子可与多个分子可与多个核糖体结合核糖体结合, ,同时进同时进行多肽链的

15、合成行多肽链的合成产物产物两个双链两个双链DNADNA分子分子一条单链一条单链mRNAmRNA多肽或蛋白质多肽或蛋白质2.2.遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)(1)区别区别: :遗传信息遗传信息密码子密码子反密码子反密码子概念概念基因中脱氧核苷基因中脱氧核苷酸的排列顺序酸的排列顺序mRNAmRNA中决定一个中决定一个氨基酸的三个相氨基酸的三个相邻核苷酸排列而邻核苷酸排列而成的三联体成的三联体tRNAtRNA中与中与mRNAmRNA密密码子互补配对的码子互补配对的三个碱基三个碱基位置位置DNADNA上上mRNAmRNA上上tRNAtRNA上上遗传信息遗传信息

16、密码子密码子反密码子反密码子作用作用控制生物的遗传性状控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中直接决定蛋白质中的氨基酸序列的氨基酸序列识别密码子识别密码子, ,转运氨基酸转运氨基酸种类种类基因中脱氧核苷酸种基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序类、数目和排列顺序的不同的不同, ,决定了遗传决定了遗传信息的多样性信息的多样性共共6464种。其中种。其中6161种种能翻译出氨基酸能翻译出氨基酸,3,3种终止密码子不能种终止密码子不能翻译出氨基酸翻译出氨基酸共共6161种种(2)(2)联系联系: :基因中脱氧核苷酸的序列决定基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNAmRNA中核糖核苷酸的序列中核糖核苷酸的序列; ;

17、mRNAmRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补; ;密码子与相应反密码子的序列互补配对。密码子与相应反密码子的序列互补配对。【思维拓展【思维拓展】由遗传信息传递表达联系的知识由遗传信息传递表达联系的知识(1)(1)不同生物共用一套密码子不同生物共用一套密码子, ,这说明不同生物在进化上具有亲这说明不同生物在进化上具有亲缘关系。缘关系。(2)(2)脱水缩合发生在核糖体上脱水缩合发生在核糖体上, ,需要在需要在mRNAmRNA的指导下进行。的指导下进行。(3)(3)一个生物体不同的体细胞表达的基因不同一个生物体不同的体细胞表达的基因不同, ,造成了不同细胞

18、造成了不同细胞之间结构和功能不同。之间结构和功能不同。 【拓展延伸【拓展延伸】转录、翻译过程中有关图形解读转录、翻译过程中有关图形解读(1)(1)转录转录( (如图如图):):概念概念:RNA:RNA主要是在细胞核中主要是在细胞核中, ,以以DNADNA的一条链为模板合成的的一条链为模板合成的, ,这一过程称为转录。这一过程称为转录。特点特点: :a.a.以以DNADNA的一条链为模板的一条链为模板; ;b.b.碱基配对时是碱基配对时是A AU,U,不是不是A AT T。(2)(2)翻译翻译( (如图如图):):概念概念: :游离在细胞质中的各种氨基酸游离在细胞质中的各种氨基酸, ,以以mRN

19、AmRNA为模板合成具有为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。特点特点: :a.a.碱基配对双方是碱基配对双方是mRNAmRNA上的密码子和上的密码子和tRNAtRNA上的反密码子上的反密码子, ,故故A AU U、U UA A配对配对, ,不能出现不能出现T T。b.b.一个核糖体与一个核糖体与mRNAmRNA的结合部位形成的结合部位形成2 2个个tRNAtRNA结合位点。结合位点。c.c.翻译起点翻译起点: :起始密码子起始密码子, ,起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。氨酸。d.d.翻译终点翻译终点: :识

20、别到终止密码子识别到终止密码子( (不决定氨基酸不决定氨基酸) )翻译停止。翻译停止。e.e.翻译进程翻译进程: :核糖体沿着核糖体沿着mRNAmRNA移动移动, ,读取下一个密码子读取下一个密码子, ,但但mRNAmRNA不移动。不移动。(3)mRNA(3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系与核糖体数量、翻译速度的关系( (如图如图):):数量关系数量关系: :一个一个mRNAmRNA可同时结合多个核糖体。可同时结合多个核糖体。目的、意义目的、意义: :少量的少量的mRNAmRNA分子可以迅速合成大量的多肽链。分子可以迅速合成大量的多肽链。方向方向: :从左向右从左向右( (如图如图所示所

21、示),),判断依据是多肽链的长短判断依据是多肽链的长短, ,肽肽链长的翻译在前。链长的翻译在前。结果结果: :合成的仅是多肽链合成的仅是多肽链, ,需要运送至内质网、高尔基体等结需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。构中进一步加工。图图中中4 4个核糖体合成的个核糖体合成的4 4条多肽链因为模板条多肽链因为模板mRNAmRNA相同相同, ,所以所以合成了合成了4 4条相同的肽链条相同的肽链, ,而不是而不是4 4个核糖体共同合成一条肽链个核糖体共同合成一条肽链, ,也也不是合成不是合成4 4条不同的肽链。条不同的肽链。(4)tRNA(4)tRNA结构模式图结构模式图( (如图如图):)

22、:结构结构: :三叶草状，有四条臂和四个环。三叶草状，有四条臂和四个环。位点位点种类种类:61:61种。种。单链结构，但有配对区域，不能出现单链结构，但有配对区域，不能出现“T”T”碱基。碱基。氨基酸结合位点氨基酸结合位点反密码子反密码子考查角度考查角度1 1 综合考查转录和翻译的过程综合考查转录和翻译的过程【典例【典例2 2】(2011(2011浙江高考改编浙江高考改编) )人体内存在着人体内存在着B B基因基因,B,B基因可基因可编码瘦素蛋白。回答下列问题编码瘦素蛋白。回答下列问题: :(1)(1)转录时转录时, ,首先与首先与B B基因启动部位结合的是基因启动部位结合的是 。(2)B(2

23、)B基因刚转录出来的基因刚转录出来的mRNAmRNA全长有全长有45004500个碱基个碱基, ,而翻译成的瘦而翻译成的瘦素蛋白仅由素蛋白仅由167167个氨基酸组成个氨基酸组成, ,说明说明。(3)(3)翻译时翻译时, ,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4 4秒秒钟钟, ,实际上合成实际上合成100100个瘦素蛋白分子所需的时间约为个瘦素蛋白分子所需的时间约为1 1分钟分钟, ,其原其原因是因是 。(4)(4)若若B B基因中编码第基因中编码第105105位精氨酸的位精氨酸的GCTGCT突变成突变成ACT,ACT,翻译就此终翻译就此终止止, ,

24、由此推断由此推断,mRNA,mRNA上的上的 为终止密码子。为终止密码子。【解析【解析】(1)RNA(1)RNA聚合酶催化转录聚合酶催化转录, ,转录时转录时RNARNA聚合酶需要与基聚合酶需要与基因的启动子部位结合。因的启动子部位结合。(2)(2)转录出的转录出的RNARNA还需要进一步加工成成熟的还需要进一步加工成成熟的mRNAmRNA后后, ,才可以才可以进行翻译。进行翻译。(3)(3)在翻译时通常一条在翻译时通常一条mRNAmRNA上可以连多个核糖体上可以连多个核糖体, ,使翻译高效使翻译高效进行。进行。(4)ACT(4)ACT转录对应的密码子是转录对应的密码子是UGAUGA。答案答案

25、: :(1)RNA(1)RNA聚合酶聚合酶(2)(2)转录出来的转录出来的RNARNA需要加工为成熟需要加工为成熟mRNAmRNA才能翻译才能翻译(3)(3)一条一条mRNAmRNA上有多个核糖体同时翻译上有多个核糖体同时翻译(4)UGA(4)UGA【互动探究【互动探究】(1)B(1)B基因转录启动部位的组成单位是什么基因转录启动部位的组成单位是什么? ?提示提示: :脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。B B基因转录启动部位是基因转录启动部位是B B基因的一段基因的一段, ,其组成其组成单位和单位和B B基因的组成单位相同基因的组成单位相同, ,都是脱氧核苷酸。都是脱氧核苷酸。(2)B(2)B基因刚转录

26、出来的基因刚转录出来的RNARNA是是mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA中的哪一种中的哪一种? ?提示提示: :mRNAmRNA。B B基因刚转录出来的基因刚转录出来的RNARNA指导瘦素蛋白分子合成指导瘦素蛋白分子合成, ,应应该是该是mRNAmRNA。【变式训练【变式训练】如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断判断, ,下列描述中正确的是下列描述中正确的是( () )A.A.图中表示四条多肽链正在合成图中表示四条多肽链正在合成B.B.转录尚未结束转录尚未结束, ,翻译即已开始翻译即已开始C.C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻

27、译多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D.D.一个基因只能表达出一条多肽链一个基因只能表达出一条多肽链【解析】【解析】选选B B。图中显示的是四条。图中显示的是四条mRNAmRNA链链, ,并非四条多肽链。转并非四条多肽链。转录虽未结束录虽未结束, ,但是但是mRNAmRNA已经结合了核糖体已经结合了核糖体, ,可见翻译已经开始。可见翻译已经开始。由于一个由于一个mRNAmRNA结合了多个核糖体结合了多个核糖体, ,所以可以表达出多条多肽链。所以可以表达出多条多肽链。考查角度考查角度2 2 考查密码子和反密码子的互补配对关系考查密码子和反密码子的互补配对关系【典例【典例3 3】(2010(201

28、0天津高考天津高考) )根据下表中的已知条件根据下表中的已知条件, ,判断苏判断苏氨酸的密码子是氨酸的密码子是( () )A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU DNADNA双链双链T TG GmRNAmRNAtRNAtRNA反密码子反密码子A A氨基酸氨基酸苏氨酸苏氨酸【解析【解析】选选C C。密码子是指。密码子是指mRNAmRNA上决定一个氨基酸的三个相邻上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸排列而成的三联体。根据碱基互补配对原则和的核苷酸排列而成的三联体。根据碱基互补配对原则和DNADNA上上的碱基序列可知的碱基序列可知, ,苏氨酸的密

29、码子前两个碱基是苏氨酸的密码子前两个碱基是ACAC或或UG,UG,根据反根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是密码子的碱基序列可知第三个碱基是U,U,结合选项可知结合选项可知, ,只有只有C C项项正确。解题过程中要注意正确。解题过程中要注意mRNAmRNA上与反密码子中的碱基上与反密码子中的碱基A A配对的配对的碱基是碱基是U U。【变式训练【变式训练】DNADNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息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表所示。则最终翻译成的氨基酸如表所示。则tRNA(UGCtRNA(UGC) )所携带的氨基所携带的氨基酸是酸是( () )A.A.精氨酸精

30、氨酸 B.B.丙氨酸丙氨酸C.C.半胱氨酸半胱氨酸 D.D.苏氨酸苏氨酸【解析【解析】选选D D。DNADNA模板链上的碱基和模板链上的碱基和tRNAtRNA的反密码子都与的反密码子都与mRNAmRNA上的碱基互补配对。故所含反密码子为上的碱基互补配对。故所含反密码子为UGCUGC的的tRNAtRNA转运的氨基转运的氨基酸对应酸对应DNADNA模板链上的碱基序列是模板链上的碱基序列是TGC,TGC,为苏氨酸。为苏氨酸。GCAGCACGTCGTACGACGTGCTGC精氨酸精氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸苏氨酸苏氨酸考点三考点三 中心法则中心法则1.1.图解图解2.2.含义含义包括五个方面包括

31、五个方面, ,而且均遵循碱基互补配对原则。而且均遵循碱基互补配对原则。(1)DNA(1)DNA复制。复制。(2)(2)转录转录: :遗传信息由遗传信息由DNADNA传递给传递给mRNAmRNA。(3)(3)逆转录逆转录: :某些病毒在逆转录酶的作用下某些病毒在逆转录酶的作用下, ,以以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。(4)(4)翻译翻译: :以以mRNAmRNA为模板合成特定蛋白质为模板合成特定蛋白质, ,表现出生物性状。表现出生物性状。(5)RNA(5)RNA复制复制: :某些某些RNARNA病毒以自身病毒以自身RNARNA为模板合成为模板合成RNARNA。3.3.不同生物的遗

32、传信息传递过程不同生物的遗传信息传递过程(1)(1)若甲、乙、丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程若甲、乙、丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程, ,则甲则甲代表遗传物质为代表遗传物质为DNADNA的生物的生物, ,乙代表乙代表RNARNA病毒病毒, ,如烟草花叶病毒如烟草花叶病毒, ,丙为逆转录病毒丙为逆转录病毒, ,如劳氏肉瘤病毒。如劳氏肉瘤病毒。甲遗传信息的传递可表示为甲遗传信息的传递可表示为: :乙遗传信息的传递可表示为乙遗传信息的传递可表示为: :丙遗传信息的传递可表示为丙遗传信息的传递可表示为: :(2)(2)图中图中1 1、8 8为转录过程为转录过程,2,2、5 5、9 9为翻译

33、过程为翻译过程,3,3、1010为为DNADNA复制复制过程过程,4,4、6 6为为RNARNA复制过程复制过程,7,7为逆转录过程。为逆转录过程。【高考警示【高考警示】并非所有生物都有中心法则的五个方面并非所有生物都有中心法则的五个方面(1)(1)高等动植物只有高等动植物只有DNADNA复制、转录、翻译三条途径复制、转录、翻译三条途径, ,但具体到但具体到不同细胞情况不尽相同不同细胞情况不尽相同: :根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有; ;叶肉细胞等高度分化的细胞无叶肉细胞等高度分化的细胞无DNADNA复制途径复制途径, ,只有转

34、录和翻译只有转录和翻译两条途径两条途径; ;哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。(2)(2)逆转录和逆转录和RNARNA复制只存在于某些复制只存在于某些RNARNA病毒中。病毒中。【典例【典例4 4】(2013(2013合肥联考合肥联考) )许多病毒会使人体致病许多病毒会使人体致病, ,如图是一种如图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题下列问题: :(1)(1)图图1 1病毒的主要成分是病毒的主要成分是。(2)(2)分析图分析图2,2,病毒在生命活动中的一个显著特征是病毒在生命

35、活动中的一个显著特征是。(3)(3)表示的是表示的是过程过程, ,通过通过过程形成的是过程形成的是的的RNARNA。(4)(4)图图3 3表示的是生物体内遗传信息的传递过程表示的是生物体内遗传信息的传递过程, ,在遗传学上称在遗传学上称为为“”。请在图。请在图2 2的的中选择恰当的序号填入图中选择恰当的序号填入图3 3中的括号。中的括号。【解析【解析】(1)(1)病毒是非细胞结构的生物病毒是非细胞结构的生物, ,由蛋白质和核酸组成。由蛋白质和核酸组成。(2)(2)病毒自身没有能量供给和酶系统病毒自身没有能量供给和酶系统, ,不能独立生活不能独立生活, ,只有寄生只有寄生在活细胞内才能生存。在活

36、细胞内才能生存。(3)(3)由图由图2 2信息可知信息可知, ,表示由表示由RNARNA合成合成DNADNA的逆转录过程的逆转录过程, ,过程过程是转录是转录, ,由图由图2 2可知可知, ,逆转录形成双链逆转录形成双链DNADNA进入宿主细胞的细胞核进入宿主细胞的细胞核, ,整合到宿主细胞染色体整合到宿主细胞染色体DNADNA上上, ,通过宿主细胞内通过宿主细胞内DNADNA转录形成病转录形成病毒毒RNARNA。(4)(4)图图3 3表示遗传信息的传递过程表示遗传信息的传递过程, ,称为中心法则称为中心法则, ,图中由图中由DNADNA生生成成RNARNA是转录过程是转录过程, ,由由RNA

37、RNA形成蛋白质是翻译过程。形成蛋白质是翻译过程。答案答案: :(1)(1)蛋白质、核酸蛋白质、核酸(2)(2)寄生性寄生性 (3)(3)逆转录逆转录 病毒病毒(4)(4)中心法则中心法则 【互动探究【互动探究】(1)(1)若是若是HIV,HIV,可发生图可发生图2 2中的哪些过程中的哪些过程? ?提示提示: :。(2)(2)通过通过过程新组装的病毒和图过程新组装的病毒和图1 1病毒一样吗病毒一样吗?(?(不考虑基因突不考虑基因突变变) )提示提示: :一样。新组装的病毒是以图一样。新组装的病毒是以图1 1病毒的病毒的RNARNA控制形成的控制形成的, ,和原和原病毒一样。病毒一样。【变式训练

38、【变式训练】关于如图所示的过程关于如图所示的过程, ,有关叙述正确的是有关叙述正确的是( () )A.A.噬菌体进行噬菌体进行过程过程, ,需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核苷酸的溶液中苷酸的溶液中B.B.正常的真核生物细胞内可发生正常的真核生物细胞内可发生过程过程C.C.过程常见于过程常见于RNARNA病毒侵入细胞时病毒侵入细胞时D.D.细胞中细胞中过程的发生都需要解旋酶的催化作用过程的发生都需要解旋酶的催化作用【解析【解析】选选B B。噬菌体不能单独生活。噬菌体不能单独生活, ,必须寄生在活细胞内必须寄生在活细胞内, ,故故不能单独培养噬菌体不能单独培养噬

39、菌体; ;过程在正常的真核生物细胞内可过程在正常的真核生物细胞内可发生发生; ;到目前为止到目前为止, ,所有的生物体内还没有发现所有的生物体内还没有发现过程过程; ;过程过程需要解旋酶的催化需要解旋酶的催化, ,过程不需要。过程不需要。一、在转录、翻译过程中相关数目计算方法一、在转录、翻译过程中相关数目计算方法【典例【典例1 1】某条多肽链的相对分子质量为某条多肽链的相对分子质量为2778,2778,若氨基酸的平若氨基酸的平均相对分子质量为均相对分子质量为110,110,如考虑终止密码子如考虑终止密码子, ,则编码该多肽链则编码该多肽链的基因长度至少是的基因长度至少是( () )A.75A.

40、75对碱基对碱基 B.78B.78对碱基对碱基C.90C.90对碱基对碱基 D.93D.93对碱基对碱基【解析【解析】选选D D。设多肽链是由。设多肽链是由m m个氨基酸构成的个氨基酸构成的, ,多肽链的相对多肽链的相对分子质量分子质量=110m-18(m-1)=2778,=110m-18(m-1)=2778,则则m=30m=30。那么控制该多肽链的。那么控制该多肽链的密码子有密码子有3131个个( (终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸),),则控制该多肽链合则控制该多肽链合成的基因至少有成的基因至少有9393对碱基。对碱基。【方法归纳【方法归纳】在转录、翻译过程中在转录、翻译过程中

41、, ,关于碱基数、密码子数、关于碱基数、密码子数、氨基酸数计算氨基酸数计算, ,主要从以下六个方面归纳主要从以下六个方面归纳: :(1)mRNA(1)mRNA分子中碱基数分子中碱基数=1/2DNA=1/2DNA分子中碱基数分子中碱基数=DNA=DNA分子碱基对数。分子碱基对数。在转录时在转录时, ,以以DNADNA的一条链为模板的一条链为模板, ,按照碱基互补配对原则按照碱基互补配对原则, ,产生产生一条单链一条单链mRNA,mRNA,则转录产生的则转录产生的mRNAmRNA分子中碱基数是分子中碱基数是DNADNA分子中碱分子中碱基数的一半。基数的一半。(2)(2)若不考虑终止密码子若不考虑终

42、止密码子, ,在翻译过程中在翻译过程中,mRNA,mRNA中每中每3 3个相邻碱基个相邻碱基决定决定1 1个氨基酸个氨基酸, ,所以所以mRNAmRNA密码子数密码子数=1/3mRNA=1/3mRNA碱基数碱基数= =氨基酸数。氨基酸数。(3)(3)蛋白质中氨基酸数蛋白质中氨基酸数= =肽键数肽键数+ +肽链数。在一条肽链中肽链数。在一条肽链中, ,两个氨两个氨基酸脱去一分子的水基酸脱去一分子的水, ,生成一个肽键生成一个肽键, ,所以所以, ,肽键数肽键数= =失去的水分失去的水分子数子数, ,以此类推以此类推, ,三个氨基酸脱去两分子的水三个氨基酸脱去两分子的水, ,则则n n个氨基酸脱去

43、个氨基酸脱去n-1n-1分子的水分子的水, ,所以每一条肽链的氨基酸数都等于肽键数所以每一条肽链的氨基酸数都等于肽键数+1,+1,若若有有m m条肽链条肽链, ,则总的氨基酸数则总的氨基酸数= =肽键数肽键数+ +肽链的条数肽链的条数m m。(4)DNA(4)DNA碱基数碱基数mRNAmRNA碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数=631=631。由上图可知由上图可知: :一个氨基酸由一个密码子决定一个氨基酸由一个密码子决定, ,一个密码子含三一个密码子含三个碱基个碱基, ,所以氨基酸数所以氨基酸数mRNAmRNA碱基数碱基数=13,=13,由于由于RNARNA是一条链是一条链, ,而而DNADNA是两

44、条链是两条链, ,所以所以mRNAmRNA碱基数碱基数DNADNA碱基数碱基数=12=12。综上所。综上所述述,DNA,DNA碱基数碱基数mRNAmRNA碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数=631=631。 (5)(5)计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析: :翻译时翻译时,mRNA,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸上的终止密码子不决定氨基酸, ,因此准确地因此准确地说说,mRNA,mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3 3倍还要多一些。倍还要多一些。基因或基因或DNADNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比对应的蛋白质中

45、氨基酸数目的6 6倍还倍还要多一些。要多一些。在回答有关问题时在回答有关问题时, ,应加上应加上“最多最多”或或“最少最少”等字等字, ,如如mRNAmRNA上上有有n n个碱基个碱基, ,转录产生它的基因中至少有转录产生它的基因中至少有2n2n个碱基个碱基, ,该该mRNAmRNA指导合指导合成的蛋白质中最多有成的蛋白质中最多有n/3n/3个氨基酸。个氨基酸。(6)mRNA(6)mRNA上碱基比例上碱基比例:mRNA:mRNA上上A+UA+U的数值和比例的数值和比例= =模板链上模板链上A+TA+T的数的数值和比例。值和比例。【易错提醒【易错提醒】(1)(1)解题时应看清是解题时应看清是DN

46、ADNA上上( (或基因中或基因中) )的碱基对数的碱基对数还是个数还是个数, ,若忽视是碱基对数还是个数容易造成计算错误。若忽视是碱基对数还是个数容易造成计算错误。(2)(2)实际上实际上DNADNA碱基数碱基数mRNAmRNA碱基数碱基数氨基酸数不一定是氨基酸数不一定是631631。DNA(DNA(基因基因) )、mRNAmRNA上有一些碱基不编码氨基酸上有一些碱基不编码氨基酸( (如如mRNAmRNA上的终止密码子等上的终止密码子等),),实际上编码实际上编码n n个氨基酸个氨基酸,mRNA,mRNA上所需的上所需的碱基数大于碱基数大于3n,3n,基因上碱基数目大于基因上碱基数目大于6n

47、,6n,故一般题干中求氨基酸故一般题干中求氨基酸数有数有“最多最多”、求碱基数有、求碱基数有“至少至少”等字样。等字样。二、在遗传信息表达中相关过程的判断方法二、在遗传信息表达中相关过程的判断方法【典例【典例2 2】为研究某病毒的致病过程为研究某病毒的致病过程, ,在实验室中做了如图所示在实验室中做了如图所示的模拟实验。的模拟实验。(1)(1)从病毒中分离得到物质从病毒中分离得到物质A A。已知。已知A A是单链的生物大分子是单链的生物大分子, ,其部其部分碱基序列为分碱基序列为-GAACAUGUU-GAACAUGUU-。将物质。将物质A A加入试管甲中加入试管甲中, ,反应后得反应后得到产物

48、到产物X X。经测定产物。经测定产物X X的部分碱基序列是的部分碱基序列是-CTTGTACAA-,-CTTGTACAA-,则试管则试管甲中模拟的是甲中模拟的是过程。过程。(2)(2)将提纯的产物将提纯的产物X X加入试管乙加入试管乙, ,反应后得到产物反应后得到产物Y Y。产物。产物Y Y是能是能与核糖体结合的单链大分子与核糖体结合的单链大分子, ,则产物则产物Y Y是是, ,试试管乙中模拟的是管乙中模拟的是过程。过程。(3)(3)将提纯的产物将提纯的产物Y Y加入试管丙中加入试管丙中, ,反应后得到产物反应后得到产物Z Z。产物。产物Z Z是是组成该病毒外壳的化合物组成该病毒外壳的化合物,

49、,则产物则产物Z Z是是。(4)(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞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则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自物的原料来自, ,而决定该化合物合成的而决定该化合物合成的遗传信息来自遗传信息来自。若该病毒除感染小鼠外。若该病毒除感染小鼠外, ,还能还能感染其他哺乳动物感染其他哺乳动物, ,则说明所有生物共用一套则说明所有生物共用一套。该病毒遗传信息的传递过程为该病毒遗传信息的传递过程为。【解析【解析】(1)A(1)A是单链的生物大分子是单链的生物大分子, ,且含碱基且含碱基U,U,由此判断由此判断A A为为RNA,RNA,X X含含T T一定是一定是

50、DNA,DNA,而以而以RNARNA为模板指导合成为模板指导合成DNADNA的过程为逆转录。的过程为逆转录。(2)(2)根据题干信息根据题干信息“Y Y是能与核糖体结合的单链大分子是能与核糖体结合的单链大分子”, ,推知推知Y Y是是RNA,RNA,试管乙中模拟的是转录过程。试管乙中模拟的是转录过程。(3)(3)根据题干信息根据题干信息“Z Z是组成该病毒外壳的化合物是组成该病毒外壳的化合物”, ,推知推知Z Z是蛋白是蛋白质质( (或多肽或多肽),),丙试管中模拟的是翻译过程。丙试管中模拟的是翻译过程。答案答案: : (1) (1)逆转录逆转录 (2)mRNA (2)mRNA 转录转录(3)