【本讲教育信息】

一、教学内容

高考第一轮复习——遗传的分子基础（二）——基因控制蛋白质的合成

二、重点导学

基因的概念基因与DNA和染色体的关系转录、翻译过程密码子与反密码子基因控制生物性状的途径人类基因组计划

三、全面突破

知识点1：从基因到蛋白质到性状

（一）基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的结构单位和功能单位，基因在染色体上呈线性排列。

（二）转录

1、概念：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，以细胞核内游离的核糖核苷酸为原料，合成具有一定核苷酸排列顺序的RNA的过程。转录形成的RNA有三种：mRNA、rRNA、tRNA。

类型

mRNA

rRNA

tRNA

功能

携带遗传信息，指导

蛋白质的合成

与蛋白质结合形成核

糖体

运载氨基酸，具有专

一性，具有反密码子与密码子配对

相同点

都通过转录产生，基本组成单位相同，都与蛋白质合成过程有关

2、DNA与RNA的比较

3、DNA复制与转录的碱基互补配对原则

DNA复制

RNA转录

碱基互补配对原则

A——T

T——A

C——G

G——C

A——U

T——A

C——G

G——C

4、遗传密码子

（1）1960年，尼伦贝格第一个发现密码子

（2）1966年，科学家破译了全部的遗传密码子

注意：起始密码子：AUG

终止密码子：UAA、UAG、UGA

编码氨基酸的密码子：61个

单密码子的氨基酸：甲硫氨酸（AUG）、色氨酸（UGG）

遗传密码子的特性：连续性（无逗号）、兼并性、通用性

（三）翻译

1、概念：在核糖体上，以mRNA为模板，以细胞质中游离的氨基酸为原料，以tRNA为运载工具，按照mRNA上的密码子顺序合成具有一定氨基酸排列顺序的多肽链的过程叫翻译。

2、过程：起始、延伸和终止三个阶段

3、DNA分子的复制、转录、翻译的比较

（四）基因对形状的控制：

基因蛋白质

【典型例题】

例1.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

解析：由图可知，此过程是DNA转录过程，整个过程涉及5种碱基：A、T、C、G、U，但由于组成DNA和RNA的五碳糖不同，故分别有4种核苷酸，共8种。

答案：C

例2. 如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程（AA代表氨基酸），下列叙述正确的是（）

A. 能给该过程提供遗传信息的只能是DNA

B. 该过程合成的产物一定是酶或激素

C. 有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应

D. 该过程有水产生

解析：翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项不对；翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，B项不对；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项也不对；氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。

答案：D

例3. 如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四支试管内都有产物生成，请回答：

（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是过程。d管内模拟的是过程。

（2）b、c两试管内的产物都是，但b试管内模拟的是过程，c试管内模拟的是过程，b试管的产物中最多含有个碱基，有个密码子。

（3）d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了。

（4）若要在b试管中继续获得多肽，则至少还应加入。

解析：考查遗传信息传递的有关知识，即考查中心法则的内容。

（1）因为a与d两试管中加入的原料都是脱氧核苷酸，其产物又相同，所以该产物是DNA。而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；

d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。

（2）因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核苷酸，所以两试管中的产物都是RNA。而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，RNA含有的碱基应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子，所以有10个密码子。c试管表示的是RNA的复制。

（3）逆转录时需要逆转录酶的催化。

（4）若要在b试管内继续得到多肽，则需满足翻译过程所需的条件，所以至少还应加入各种氨基酸和tRNA及与多肽合成有关的酶。

答案：（1）DNA复制逆转录（2）RNA 转录 RNA复制 30 10 （3）逆转录酶（4）各种氨基酸、tRNA、有关的酶

例4. 如图所示：红色面包霉（一种真菌）通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸。据图分析，以下叙述正确的是（）

A. 若基因a被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活

B. 若基因b被破坏，则向培养基中加入鸟氨酸，面包霉仍能存活

C. 若基因b不存在，则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成

D. 基因c不能控制酶c的合成

解析：基因可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状。从图示可知，基因a→鸟氨酸的途径被切断，若不加入鸟氨酸，则面包霉不能存活；同理若基因b被破坏，则向培养基中加入瓜氨酸，面包霉才可存活；若基因b不存在，则酶b不能合成，则由鸟氨酸→瓜氨酸途径不能进行。

答案：A

知识点2：人类基因组计划

（一）人类基因组计划的任务：完成24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图以及全部碱基的序列测定。

（二）我国的研究现状：已经完成水稻基因组测序；还将加强人类基因组后续工作的研究与开发，主要通过开展重大疾病、重要生理功能相关基因和蛋白质以及重要病原菌功能基因组的研究与开发，力争使我国在人类基因组的后续研究与开发方面进入世界先进行列。

【典型例题】

据下列材料回答问题：

继人类基因组“中国卷”绘制成功后，中国科学家的研究成果再次让世界瞩目.科学家惊奇地发现：水稻基因组的基因总数约在46022至55615个之间，竟然几乎是人类基因总数的两倍.总基因序列达4.6亿的（水稻）籼稻基因工作框架图，是继人类基因组之后完成测定的最大植物基因组.我国科学家绘制的水稻基因组“工作框架图”，基本覆盖了水稻的整个基因组和92%以上的水稻基因.我国科学家已经宣布了实施超级杂交水稻基因组计划和国际上其他几大水稻基因组计划不同的是，我国科学家的测序材料是袁隆平提供的超级杂交水稻.科学家在一年多的时间里，以难以想象的速度高质量地完成了工作，使国际同行刮目相看.

（1）我们知道四倍体水稻有48条染色体，那么二倍体水稻有条染色体。

（2）水稻的基因组计划要测定水稻的条染色体上的基因的碱基序列。

（3）水稻基因组的破译有什么意义？

解析：本题是一道材料分析题，根据题中提供的有关信息回答相关问题，四倍体水稻有48条染色体，那么二倍体水稻有24条染色体，水稻的基因组计划只需测定水稻的单倍体细胞中的染色体就可以了，即12条染色体。

答案：（1）24 （2）12 （3）可以培育出高产水稻品种，可以生产高品质的水稻品种，可以生产预防某些疾病的水稻新品种，可以研究水稻的进化过程.

【本节小结】

基因控制蛋白质的合成

四、超前思维

下节课我们将复习基因突变、基因重组以及人类遗传病，请大家做好预习，并完成我们提供的重点导学内容

【重点导学】

1、镰刀形细胞贫血病的根本原因是，直接原因是。

2、基因突变是指。

3、基因突变包括和两种类型。

4、基因突变的特点是。

5、基因突变的意义是。

6、人工诱发基因突变的方法主要包括。

7、基因重组是指在过程中，控制的过程。

8、DNA重组技术的一般程序是。

9、简述人类遗传病的类型并举例

10、如何监测和预防人类遗传病？

【模拟训练】（答题时间：20分钟）

一、选择题（单选）

*1. DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表，则下图所示tRNA所携带的氨基酸是（）

GCA	CGT	ACG	TGC
赖氨酸	丙氨酸	半胱氨酸	苏氨酸

A. 赖氨酸 B. 丙氨酸 C. 半胱氨酸 D. 苏氨酸

2. 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的（）

A. DNA碱基排列顺序不同 B. 核糖体不同

C. 转运RNA不同 D. 信使RNA不同

3. 叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是（）

A. 叶绿体DNA能够转录 B. 叶绿体DNA是遗传物质

C. 叶绿体内存在核糖体 D. 叶绿体功能不受细胞核调控

4. DNA复制和转录的共同点是（）

A. 需要多种酶参与 B. 在细胞核内进行

C. 都是以一条链作为模板 D. 不需要ATP提供能量

5. 一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是（）

A. m、 B. m、

C. 2（m－n）、 D. 2（m－n）、

6. 分析下表中某大肠杆菌细胞的分子组成，能够得到的推论是（）

A. DNA是遗传物质 B. 一个DNA分子可控制多种蛋白质的合成

C. 1个DNA转录出6种RNA D. 蛋白质是细胞中含量最多的化合物

7. 据报道：美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一项化学干扰技术，有望使人体的致病基因“沉默下来”。这项干扰技术很可能是干扰了细胞内的（）

A. ATP的分解过程 B. 某信使RNA的合成过程

C. 许多DNA的复制过程 D. 蛋白质代谢过程中的转氨基作用

*8. 下列有关图示的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述中，不正确的是（）

A. 图中所示的生理过程主要有转录和翻译

B. 图中所示的全过程可发生在原核细胞中

C. 遗传信息由③传递到⑤需要RNA作中介

D. 图中①在该过程中不起作用，因此①是内含子

9. 下列关于密码子的叙述，不正确的是（）

A. 一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子

B. 每种密码子都有与之对应的氨基酸

C. CTA肯定不是密码子

D. 信使RNA上的GCA在人的细胞中和猪的细胞中决定的是同一种氨基酸

10. 已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。某信使RNA的碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……（40个碱基）……C—U—C—U

—A—G—A—U—C—U。此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（）

A. 20个 B. 17个 C. 16个 D. 15个

11. 下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）（）

A. 第6位的C被替换为T B. 第9位与第10位之间插入1个T

C. 第100、101、102位被替换为TTT D. 第103至105位被替换为1个T

12. 亲子代大肠杆菌细胞的分子组成如下表，分析表中数据不能得到的结论是（）

A.DNA是遗传物质 B. 蛋白质是生命活动的主要承担者

C. 每一种糖类能形成10种中间产物 D. 一个DNA分子上有很多个基因

13. 通常正常动物细胞中不具有的酶是（）

A. 复制DNA所需的酶 B. 转录合成RNA所需的酶

C. 翻译合成蛋白质所需的酶 D. 逆转录合成DNA所需的酶

二、非选择题

14. 回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。

（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的有、、。

（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。

（3）已知某基因片段的碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG）

①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的链转录的（以图中甲或乙表示），此mRNA的碱基

排列顺序是：。

②若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“一脯氨酸一谷氨酸一甘氨酸一赖氨酸一”。写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序：。

*15. 1990年10月，国际人类基因组计划正式启动，以揭示生命和各种遗传现象的奥秘。下图A、B表示人类体细胞染色体的组成。请回答问题：

（1）从染色体形态和组成来看，表示女性染色体的是图，男性染色体的组成可以写成。

（2）染色体的化学成分主要是___________。

（3）血友病的致病基因位于__________染色体上，请将该染色体在A、B 图上用笔圈出。唐氏综合症是图中21号染色体为 ________ 条所致。

（4）建立人类基因组图谱需要分析________ 条染色体的______________ 序列。

【试题答案】

1. B 2. D 3. D 4. A 5. D 6. B 7. B 8. D 9. B 10. C 11. B 12. C 13. D

14. （1）mRNA tRNA rRNA （2）DNA RNA

（3）①乙—CCUGAAGAGAAG— ②—GGACTTCCCTTC—

15.【解析】（1）根据图中的性染色体图，可以确定 B 为女性染色体图，A 为男性染色体图。男性的染色体组成可以写成22AA+XY（44+XY）。

（2）组成染色体的化学成分是DNA和蛋白质。

（3）人类血友病同红绿色盲一样，其致病基因位于 X 染色体（男性1条，女性2条）上，属于隐性遗传病。唐氏综合症是第21号同源染色体为 3 条所致。

（4）建立人类基因组图谱需要分析24条染色体的碱基序列，包括22条常染色体和2条性染色体。

（5）从新陈代谢角度分析“吃基因补基因”这种观点是否正确。

【答案】（1）B 22AA+XY （2）DNA和蛋白质（3）X 3

（4）24 碱基（或DNA）