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2012届《高考指向标》生物一轮复习课件必修二4-1基因指导蛋白质的合成和对性状的控制(共85张PPT)_图文


本章包括遗传信息的转录和翻译两个考 点。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合 成来实现的,生物的性状主要是由基因控 制的,同时还受到外界环境的影响。本专 题内容基于对基因本质和功能的认识与前 一专题关系密切,也是复习遗传、变异的 基础。

以选择题的形式考查考点“遗传信息的 流动及复制、转录和翻译的比较”一直是 历年的题型。与前几年单纯考查中心法则 不同,近年结合质基因、真核细胞和原核 细胞的区别考查不同类生物的遗传信息流 动方向的高考题开始大量出现,题型主要 为选择题,通过提供信息材料考查基因表 达的调节成为近年考查的热点,希望考生 特别关注。

复习本部分内容应以“DNARNA蛋白质 性状”为主线展开复习。遗传信息的转录 和翻译过程可采用列表比较和图文结合法 对两大生理过程进行对比,沿着遗传信息 由DNA(基因)→mRNA→蛋白质这条主线把握 它们的区别和联系,并用数学方法理清相 应碱基数与氨基酸数的关系。而基因与性 状的关系可用图形记忆法分清不同种类的 生物遗传信息的传递情况,列举实例理解 基因对性状的控制。

项目 考点

内容 1.遗传信息的转录和翻译过程 2.基因对性状的控制

要 求 Ⅱ Ⅱ

重难点

1.遗传信息的转录和翻译及两者的关系 2.中心法则的应用和基因与性状的关系

题型

年份及考卷 2010天津、安徽2009年江苏 、广东、重庆卷

考点 遗传信息的转录 和翻译 中心法则及相关 计算 基因的表达

选择 题

2010、2009年上海、海南卷
非选 择题 2010江苏2008年山东卷、 2009年福建卷

1.(2010·天津理综,2)根据下表中的已 知条件,判断苏氨酸的密码子是 ( )
DNA双链 mRNA tRNA反密码子 氨基酸 苏氨酸 A T G

A.TGU

B.UGA

答案 C

解析 考查基因的转录和翻译过程、特 点及DNA、mRNA、tRNA中碱基序列的对应 关系。基因的转录是以DNA的一条链为模板 进行的,故DNA分子中模板链上的碱基如果 是T和G,那么,mRNA上对应的碱基就是A 和C。另外,mRNA上的碱基序列与tRNA反 密码子的碱基是互补的,tRNA反密码子的 碱基是A,那么mRNA上对应的碱基应该是U。 所以由表格可知,苏氨酸的密码子是ACU。 如果表格中已知两个碱基的链是非模板链, 则mRNA上对应的碱基应为U和G,那么,苏

2.(2010·安徽理综,3)大肠杆菌可以直 接利用葡萄糖,也可以通过合成β-半乳糖 苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利 用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的 培养基中,测定其细胞总数及细胞内β-半 乳糖苷酶的活性变化(如图)。据图分析,下 列叙述合理的是( )

A.0~50min,细胞内无β-半乳糖苷酶 基因 B.50~100min,细胞内无分解葡萄糖 的酶 C.培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时, β-半乳糖苷酶基因开始表达 D.培养基中葡萄糖缺乏时,β-半乳糖 苷酶基因开始表达

答案 D

解析 本题考查基因的选择性表达与环 境可利用的能源物质之间的关系。大肠杆 菌可以通过合成β-半乳糖苷酶将乳糖分解 为葡萄糖和半乳糖加以利用,说明其细胞 中含有β-半乳糖苷酶基因。在0-50 min, 葡萄糖和乳糖同时存在,但β-半乳糖苷酶 的活性为零,说明β-半乳糖苷酶基因没有 表达或是细胞中有β-半乳糖苷酶没有活性。 实际上,大肠杆菌细胞中的β-半乳糖苷酶 是一种诱导酶,当葡萄糖比较充足时,大 肠杆菌直接利用葡萄糖,细胞中的β-半乳

当葡萄糖被消耗净后,大肠杆菌中的β -半乳糖苷酶基因开始表达,合成β-半乳 糖苷酶,大肠杆菌开始利用培养基中的乳 糖,所以,β-半乳糖苷酶的活性开始升高。 50-100 min细胞内既有分解葡萄糖的酶, 也有分解乳糖的酶。

3.(2010·广东理综,4)下列叙述正确的 是( ) A.DNA是蛋白质合成的直接模板 B.每种氨基酸仅由一种密码子编码 C.DNA复制就是基因表达的过程 D.DNA是主要的遗传物质 答案 D

解析 本题综合考查DNA的功能及蛋白 质合成的有关问题。基因的表达包括转录 与翻译两个过程,不包含DNA的复制,C选 项错误;蛋白质合成的直接模板是RNA,A 选项错误;组成生物体的氨基酸大约有20 种,64种密码子中有61种编码氨基酸,所 以每种氨基酸可能有一种或几种密码子,B 选项错误;因为除少数的RNA病毒外,绝大 多数生物的遗传物质为DNA,所以DNA是主 要的遗传物质,D选项正确。

4.(2010·上海综合,21)1983年科学家 证实,引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV) 是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染 人体过程的“遗传信息流”示意图是 翻译 A. ――→蛋白质(性质) ( )
B. C. 逆转录 翻译 ――→ DNA――→蛋白质(性状) 逆转录 转录 翻译 ――→ DNA――→RNA――→蛋白质(性状) 翻译 转录 ――→RNA――→蛋白质(性状)

逆转录 D.RNA ――→

答案 D 解析 HIV病毒是以RNA为遗传物质的病 毒,能控制宿主细胞合成逆转录酶,以RNA 为模板逆转录成DNA,该DNA又和人体细胞 核内的DNA整合在一起,整合后的HIVDNA 分子在人体细胞又可以复制,还可以转录 出RNA,以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。 该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物 质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制 酶,故HIV的RNA不能复制,所以A、B、C 错误。

自主梳理 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构 核糖核苷酸 (1)基本单位:

?磷酸 ? ?五碳糖:核糖 ?含氮碱基:A、U、C、G ?

(2)结构:一般是 。 单链 (mRNA) (3)种类:①信使RNA :蛋白质合 (tRNA) 运载氨基酸 成的模板。 ②转运RNA: : 核糖体RNA 核糖体 ,形似三叶草的叶。 ③ (rRNA): 的组成成分。 DNA 细胞核 2.转录 RNA (1)概念:在 中,以 的一条 核糖核苷酸 链为模板,合成 的过程。 A-U T-A (2)原料:4种游离的 。

二、遗传信息的翻译 1.翻译 mRNA 氨基酸 (1)概念:游离在细胞质中的各种 一定氨基酸顺序的蛋白质 以 为模板,合成具有 的过程。 核糖体 (2)场所: 。 tRNA (3)运载工具: 。 U-A、G-C (4)碱基配对:A-U、 、 C-G。

2.密码子 3个相邻 在 信使RNA 上决定1个氨基酸的 的碱基。 3.反密码子 密码子 tRNA 指 上可以与mRNA上的 互补配对的3个碱基。 [互动探究] 密码子与氨基酸有怎样的 对应关系? [提示] 一种密码子只能决定一种氨基 酸(终止密码子除外),一种氨基酸可由一种 或多种密码子决定。

要点归纳 1.DNA与RNA的比较
比较项目 全称 分布 基本组成单位 化 学 组 成 碱 基 嘌呤 DNA 脱氧核糖核酸 主要存在 于细胞核中 脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) RNA 核糖核酸 主要存在 于细胞质中 核糖核苷酸 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G)

嘧啶
五碳糖

胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T)
脱氧核糖

胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U)
核糖

无机酸

磷酸

磷酸

比较项目 空间结构 分类

DNA 规则的双螺旋结构 通常只有一类

RNA 通常呈单链结构

mRNA、tRNA、 rRNA三类
①信使RNA:转录 遗传信息,为翻译 的模板②转运RNA :运输特定氨基酸 ③核糖体RNA:核 糖体的组成成分

功能

主要的遗传物质,只要在生物 体内存在DNA,DNA就是遗 传物质

相同点:①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G ②二者都是核酸,核酸中的碱基序列就是遗传信息 联系:RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的,即RNA的遗 传信息来自DNA

[特别提示] (1)DNA少数存在于真核细胞的线粒体、 叶绿体及原核细胞的质粒上。 (2)RNA少数存在于细胞核中。

复制 转录 翻译 2.DNA分子的复制、转录和翻译的比较 时间 场所 模板 原料 条件 细胞分裂(有丝分 裂和减数第一次 分裂)的间期 主要在细胞核 DNA的两条单链 4种脱氧核苷酸 酶(DNA解旋酶 、DNA聚合酶等 )、ATP 2个双链DNA 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 酶(RNA聚合酶 等)、ATP 一个单链 RNA(mRNA、 tRNA,rRNA) 细胞质的核糖体 mRNA 20种氨基酸 酶、ATP、 tRNA 多肽链

产物

复制 模板 去向 分别进入2个子 代DNA分子中 半保留复制,边 解旋边复制

转录

翻译

恢复原样,与非 分解成单个核苷 模板链重新绕成 酸 双螺旋结构 边解旋边转录 一个mRNA上结 合多个核糖体, 顺次合成多条肽 链

特点

碱基配对 遗传信 息传递 意义

A-T,T-A, C - G, G- C
DNA→DNA

A-U,T-A, A-U,U-A, C - G, G- C C - G, G- C
DNA→mRNA mRNA→蛋白质

使遗传信息从 使遗传信息从亲 DNA传递到 代传递给子代 RNA

表达遗传信息, 使生物表现出各 种性状

感悟拓展 1.遗传信息、密码子、反密码子的区 别 (1)存在位置不同:遗传信息存在于基因 (DNA)中,是指基因(DNA)中的脱氧核苷酸 的排列顺序;密码子位于mRNA上,是指 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基; 反密码子位于tRNA上,是指tRNA中与密码 子相互配对的三个碱基。 (2)作用不同:遗传信息决定氨基酸的排 列顺序是间接作用;密码子直接控制蛋白

2.密码子与氨基酸的关系 密码子共有64种,但是编码氨基酸的密 码子只有61种,有3种终止密码子;一种氨 基酸可以有一种或多种密码子,但是一种 密码子只能决定一种氨基酸;起始密码子 也能决定氨基酸。密码子是连续的,中间 无其他碱基隔开,无论是病毒,还是原核 生物和真核生物共用一套遗传密码子。

3.tRNA的功能

一是转运氨基酸,二是识别密码子,且 一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。所 以tRNA有61种,一种氨基酸可有一种或几 种tRNA来转运。tRNA并非只有三个碱基, 有多个碱基,其基本组成单位是核糖核苷 酸。 4.基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白 质中的氨基酸的数量关系 (1)转录时只以基因中的一条链为模板, 因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是

嘌呤 A+G ② = =K(模板链) 嘧啶 T+C 嘌呤 A+G 1 = = (mRNA) 嘧啶 U+C K A+T ③在DNA分子中: =n,在mRNA链中: G+C A+U =n。 G+C

(2)翻译过程中,mRNA中每3个碱基决定 1个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子 中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3。

(3)基因(DNA)的碱基数:mRNA的碱基数 6:3:1。但是因为基因中有非 编码区,真核生物的基因有内含子,mRNA 中有终止密码子,实际上基因(DNA)的碱基 数目要大于6n,mRNA中的碱基数目要大于 3n,因此在分析时常常有“至少”或“最 多”字样。

常见的有关计算等式还有:蛋白质中肽 链的条数+蛋白质中的肽键数(或缩合时脱 下的水分子数)=蛋白质中氨基酸的数目= 参加转运的tRNA数目=1/3mRNA的碱基数 =1/6基因中碱基数。

典例导悟 1 tRNA与mRNA碱基互补配对的现象可 出现在真核细胞的 ( ) A.细胞核中 B.核糖体 上 C.核膜上 D.核孔处 解析 碱基互补配对原则体现在真核生 物遗传信息的复制、转录和翻译的过程中, 其转移RNA(tRNA)和信使RNA(mRNA)之间的 碱基互补配对,发生在核糖体上蛋白质的

基因是有遗传效应的DNA片段,通过转 录和翻译控制合成相应的蛋白质。若一个 信使RNA中有m个碱基,其中G+C有n个, 该mRNA合成的蛋白质由一条肽链构成。则 其模板DNA分子中的A+T数、合成蛋白质 时脱去的水分子数分别是 m ) m ( A.m、 -1 B.m、 -2
3 3 m C.2(m-n)、 -1 3 m D.2(m-n)、 -2 3

答案 C 解析 在信使RNA中G+C有n个,则含 有A+U数为(m-n)个,DNA中含有A+T数 应为2(m-n)个;控制合成的蛋白质中含有 氨基酸的个数为m/3,形成一条肽链,所以 脱去的水分子数为m/3-1。

自主梳理 一、中心法则的提出及其发展 1.中心法则的提出 克里克 (1)提出人: 。 (2)内容

2.发展 RNA (1)RNA肿瘤病毒的遗传信息由RNA 流向 DNA 。 (2)致癌RNA病毒能使遗传信息由RNA流 向 。 3.完善后的中心法则内容

二、基因、蛋白质与性状的关系 1.基因对性状的间接控制 酶的合成 (1)机理:基因通过控制 来控制 代谢过程,进而控制生物体性状。 酪氨酸酶 (2)实例:白化病是由于控制 的基因异常引起的。 2.基因对性状的直接控制 蛋白质的结构 (1)机理:基因通过控制 直接控制生物体的性状。 跨膜蛋白 (2)实例:囊性纤维病是由于编码一个 (CFTR蛋白)的基因缺3个碱基引起的。

3.基因与性状的关系 线性 (1)基因与性状的关系并不都是简单的 多个基因 关系。如人的身高可能是由 营养 体育锻炼 决定的,后天的 和 也有重要作用。 基因 环境 基因产物 (2)生物体性状的调控网络 基因与 、基因与 、基因 基因型 环境 与 之间存在着复杂的相互作用,精细地 调控着生物体的性状,即表现型(性状)= + 。

[互动探究] 1.RNA的自我复制和逆转录 在正常细胞结构的生物体内能发生吗? 2.何时才能发生?

[提示] 1.不能,正常细胞结构的生物 体内能发生DNA的复制、转录和翻译过程。
2.只有在RNA病毒寄生到寄主细胞中以 后才能发生RNA的自我复制和逆转录。 3.该发现体现了基因和性状之间有何 关系?这个发现对人类将产生什么影响?

要点归纳 一、中心法则的理解与分析 1.中心法则的内容图解

图解表示出遗传信息传递的5个途径 (1)a表示DNA―→DNA(或基因到基因): 主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程,

(2)b表示DNA―→RNA:主要发生在细胞 核中的转录过程。 (3)c表示RNA―→蛋白质:发生在细胞质 核糖体上的翻译过程,b、c共同完成遗传 信息的表达。 (4)d表示RNA―→DNA:少数RNA病毒、 甲型H1N1病毒、SARS病毒、HIV在宿主细胞 内的逆转录过程。 (5)e表示RNA―→RNA:以RNA作为遗传 物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过 程。

实线表示的a、b、c途径在自然界普遍 存在,发生在绝大多数的生物体中;虚线 表示的d、e途径是后来发现的,这两种信 息传递途径在少数生物体内存在,是对中 心法则的补充。 2.中心法则的意义 (1)是对遗传信息的传递过程的概括; (2)是对DNA基本功能的概括; (3)是对生物遗传物质和性状关系以及传 递途径的概括。

二、基因与生物性状之间的关系 1.基因是控制生物性状的遗传物质的 功能单位和结构单位。 2.基因是通过控制蛋白质的合成来控 制性状的。 3.基因控制性状的两种方式 (1)直接途径:基因控制,结构蛋白质细 胞结构控制,生物性状,如镰刀型细胞贫血 症、囊性纤维病的病因。 (2)间接途径:基因控制,酶或激素控制, 细胞代谢控制,生物性状,如白化病、豌豆

Ⅰ.控制酶的合成来控制代谢过程,进而 控制生物的性状 (1)苯丙酮尿症及白化病

(2)豌豆粒型

Ⅱ.控制蛋白质的结构,直接控制生物体 的性状 (1)镰刀型细胞贫血症

正常基因


异常基

(谷氨酸)正常-血红蛋白结构-异常(缬 氨酸) (2)囊性纤维病

感悟拓展 1.中心法则与基因表达的关系

2.等位基因和性状的关系

3.生物的有些性状是受单基因控制的 (如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控 制),而有些性状是由多对基因来决定的(如 人的身高)。 4.生物的性状由基因决定,还受环境 条件的影响,是生物的基因和环境共同作

5.细胞质基因与细胞核基因的比较
细胞质基因 存在部位 是否与蛋白质结 合 结构 功能 叶绿体、线粒体 否,DNA分子裸露 双链DNA 复制、转录、翻译 细胞核基因 细胞核 与蛋白质结合为染色 体 双链DNA 复制、转录、翻译

基因数量
遗传方式


母系遗传


遵循孟德尔遗传规律

联系

①线粒体和叶绿体是半自主细胞器,这些部位 的基因的活动还要受到核基因的控制、制约 ②核基因的复制、转录在细胞核内进行,翻译 在细胞质的核糖体上进行;质基因的复制、转 录、翻译均在细胞质的线粒体、叶绿体内完成 ,因为这两类细胞器中有自己的核糖体

典例导悟 2下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径 示意图 基因① 基因④ 基因② 基因③

酶④

酶① 酶② ―→鸟氨酸―→ 瓜氨酸―→ 酶③
―→精氨酸

N-乙酰 鸟氨酸

从图中不能得出的结论是(

)

A.精氨酸的合成是由多对基因共同控 制的
B.基因可通过控制酶的合成来控制代 谢 C.若基因②不表达,则基因③和④也 不表达 D.若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉, 则可能是基因①发生突变 解析 精氨酸的合成要受基因①②③④

镰刀型细胞贫血症是一种遗传病,在对 患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究 时发现,在组成血红蛋白分子的多肽链上, 发生了氨基酸的替换,发生替换的根本原 因在于在控制其结构的基因中发生了个别 碱基的替换。分析以上材料可得出 ( )

A.基因是控制生物性状的遗传物质的 结构单位和功能单位 B.基因可以通过控制蛋白质的结构来 控制生物的性状 C.基因结构发生变化,性状不一定发 生变化 D.如果生物体的性状发生变化,则控 制其性状的基因也一定发生了变化 答案 B

解析 由题意可知,基因结构中的个别 碱基发生了替换,导致氨基酸的替换,致 使血红蛋白不正常,所以表现出镰刀型细 胞贫血症。经过推理可知,基因可以通过 控制蛋白质的合成来控制生物体的性状, 而没有体现“基本单位”,也没有体现基 因变化与性状变化之间的必然关系。

命题热点1 中心法则的考查 【例1】请回答下列有关遗传信息传递 的问题。 (1)为研究某病毒的致病过程,在实验室 中做了如下图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A,已知A是单 链的生物大分子,其部分碱基序列为— GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中,反 应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基

②将提纯的产物X加入试管乙,反应后 得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单 链大分子,则产物Y是________,试管乙中 模拟的是________过程。 ③将提纯的产物Y加入试管丙中,反应 后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的 化合物,则产物Z是____。 (2)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物的原料来自 ____________,而决定化合物合成的遗传 信息来自____________。若该病毒除感染 小鼠外,还能感染其他哺乳动物,则说明

答案 (1)①逆转录 ②mRNA 转录 ③多肽(蛋白质) (2)小鼠上皮细胞 病毒 RNA 密码子

解析 从题中知A是单链的生物大分子, 且含有碱基U,所以推测其为RNA,实验中 模拟的是逆转录,逆转录的产物是DNA, DNA又可转录出mRNA,然后翻译成多肽, 所以可推断出X为DNA,Y为mRNA,Z为多

命题热点2 关于实验考查

探究或验证某种药物是阻断转录、翻译 过程还是阻断RNA功能或是核糖体功能,其 结果是不能正常翻译产生相应蛋白质。 【例2】人们通过对青霉素、链霉素、 四环素、氯霉素等抗生素研究发现,抗生 素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体 无害,其原因是抗生素能够有效地阻断细 菌细胞内的蛋白质合成,而不影响人体细 胞内蛋白质的合成。于是人们对此提出了 许多假设,其中有如下三点:

①抗生素能阻断细菌DNA的转录过程, 而不影响人体DNA的转录过程。 ②抗生素能阻断细菌转运RNA的功能, 而不影响人体转运RNA的功能。

③抗生素能阻断细菌内核糖体的功能, 而不影响人体内核糖体的功能。

接下来需要对这些假设逐一进行实验验 证,如假设①探究抗生素是否阻断细菌转 录过程的实验基本实验思路:设置甲、乙 两组实验,进行体外模拟细菌DNA的转录过 程。甲组滴加一定浓度的适量抗生素的水 溶液,乙组滴加等量蒸馏水,其它条件相 同且适宜。最后检测两组实验中RNA的生成 量。实验结果及结论:若甲、乙两组中RNA 的生成量相等,则抗生素不阻断细菌DNA的 转录;若甲组中RNA生成量少于乙组中RNA 的生成量,则抗生素能阻断细菌DNA的转录。

现在请你依照上面实验设计,探究假设 ②“验证抗生素是否阻断细菌转运RNA功 能”,和假设③“验证抗生素是否阻断细 菌核糖体功能”。

请任选择一种假设,写出你的验证性实 验的基本思路,并对实验结果和结论进行 预测。 答:你选择假设________(②/③)。
基本实验思路: __________________________。

答案 ② 基本实验思路:设置甲、乙 两组实验,进行体外模拟细菌的翻译过程。 甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA, 乙组加入未用抗生素处理的等量各种转运 RNA。其余条件相同且适宜。最后检测两组 实验中蛋白质的生成量。实验结果及结论: 若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等,则 抗生素不阻断细菌转运RNA的功能;若甲组 中蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成 量,则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能。

③ 基本实验思路:设置甲、乙两组实 验,进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组 加入用抗生素处理后的细菌核糖体,乙组 加入未用抗生素处理的等量细菌核糖体, 其余条件相同且适宜。最后检测两组实验 中蛋白质的生成量。实验结果及结论:若 甲、乙两组中蛋白质的生成量相等,则抗 生素不阻断细菌核糖体的功能;若甲组中 蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成量, 则抗生素能阻断细菌核糖体的功能。

1.(2010·江苏高考,34)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, 遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。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)Fe3+浓度低时,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;Fe3+浓度高时,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____________。 (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________。

答案 (1)GGU …CCACTGACC…(…CCAGTCACC…) (2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3 + 细胞内物质和能量的浪费 (3)mRNA两端存在不翻译的序列 (4)C→A

解析 (1)由图中甘氨酸的转运RNA头部 的三个碱基为CCA,对应的mRNA的三个碱 基为GGU,在mRNA中甘氨酸-天冬氨酸- 色氨酸的模板链碱基序列,可由三种氨基 酸密码子和图示推知 为……CCACTGACC……。 (2)由题意,Fe3+浓度高时,铁调节蛋白 由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合 能力,启动核糖体与mRNA结合并移动,从 而使启动子启动翻译,而当Fe3+过低时, 核糖体与信使RNA结合与移动受到干扰;该 调节机制是有效防止Fe3+对细胞的毒性作

(3)在真核生物DNA转录形成mRNA时, 启动子部分和终止子部分会在mRNA两端形 成很多调控序列,不能指导蛋白质翻译, 因此,mRNA中碱基数远大于3n。 (4)色氨酸的密码子为UGG,而与之最相 近的亮氨酸密码子为UUG,其对应DNA的碱 基序列分别为ACC和AAC,因此,DNA模板 链上改造的一个碱基为由C→A。

2.(2010·南通一模)图为在实验室中进 行的相关模拟实验,请据图回答问题:

(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别 是________、________。 (2)图中乙过程要顺利进行,还需向试管 中加入的物质或细胞结构有________、 ________。 (3)人们通过研究发现,有些抗生素通过 阻断细菌细胞内蛋白质的合成,从而抑制 细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素,请 你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生 素能否

阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。 实验步骤: 第一步:取A、B、C、D 4支试管,各加 入足量的ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混 合溶液; 第二步: __________________________________ _____________________________________ _; 第三步: __________________________________

(4)预期实验结果并得出实验结论: 该实验有可能会出现________种实验结 果,如果出现 _____________________________________ _____,则说明该抗生素只阻断细菌DNA的 转录,不阻断人体DNA的转录。

答案 (1)转录 翻译 (2)tRNA 核糖体 (3)第二步:向A试管滴加适量一定浓度 的抗生素水溶 液,B试管中滴加等量的蒸馏 水,同时A、B试管中加入等量相同的细菌 DNA;向C试管滴加适量一定浓度的抗生素 水溶液,D组滴加等量的蒸馏水,同时C、D 试管中加入等量相同的人体DNA。第三步: 把A、B、C、D 4支试管在相同且适宜的条 件下培养一段时间后,检测4支试管中有无 RNA的生成。

解析 (1)甲试管中DNA为模板,核糖核 苷酸为原料,生成物必然是RNA,说明模拟 的是转录过程。乙试管中有mRNA,原料为 氨基酸,说明模拟的是翻译过程。(2)翻译 过程需要mRNA、氨基酸、酶、ATP还需要 运载工具tRNA,场所是核糖体。(3)要探究 这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的 转录过程,需要设置对照实验,实验变量 为抗生素的有无,而观察指标为是否有RNA 生成。因要探究抗生素对人体DNA和细菌 DNA转录的影响,需有两组对照。



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