第3讲 基因控制蛋白质的合成
1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程（生命观念） 2.运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指2.基因与性状导蛋白质合成的过程（科学思维） 的关系(Ⅱ) 3.结合实例分析基因表达的异常情况（社会责任） 从基因到蛋白质
1．RNA的结构和种类 (1)基本单位：核糖核苷酸。 (2)组成成分：
(3)结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 (4)种类及功能：
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信使RNA（mRNA）：蛋白质合成的模板?转运RNA（tRNA）：识别并转运氨基酸 ??核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分(5)DNA与RNA的区别：
物质组成 结构特点 五碳糖 特有碱基 DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链 2.遗传信息的转录 (1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 (2)转录过程(见图)：
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3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。 ②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。 (3)翻译过程
(4)过程图示
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(人教版教材必修2 P67图改编)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？ (3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
[提示] (1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
(2)由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
(3)图中c所指的三条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
1．一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。(×)
[提示] 一个tRNA分子与密码子配对的碱基有三个，只携带一种氨基酸。 2．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。(×) [提示] 原核细胞无核仁。
3．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。(√)
4．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。(×) [提示] 基因进行转录时是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的。
5．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个。(×)
[提示] DNA上可能有不具有遗传效应的片段，且基因会选择性表达，因此mRNA分子的碱基数小于n/2个。
6．每种氨基酸仅由一种密码子编码。(×) [提示] 一种氨基酸由一种或多种密码子编码。
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7．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。(×) [提示] 终止密码子无对应的反密码子。
8．细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。(×) [提示] 应是核糖体在mRNA上移动。
9．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。(√)
1．复制、转录和翻译的比较 项目 场所 模板 原料 原则 产物 信息传递 意义 复制 主要在细胞核 DNA的两条链 4种脱氧核糖核苷酸 A—T、G—C 两个子代DNA分子 DNA→DNA 传递遗传信息 转录 主要在细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 T—A、A—U、G—C mRNA、tRNA、rRNA DNA→mRNA 表达遗传信息 翻译 细胞质(核糖体) mRNA 20种氨基酸 A—U、G—C 蛋白质 mRNA→蛋白质 2.遗传信息、密码子与反密码子的关系
3．氨基酸与密码子、反密码子的关系
(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子的简并性)，可由1种或几种tRNA转运。 (2)1种密码子只能决定1种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子，61种决定氨基酸的密码子)，反密码子理论上有61种。
1．mRNA与其作为传递遗传信息的信使的分子特点有哪些？
[提示] (1)由核糖核苷酸连接而成，含有四种碱基，可以携带遗传信息；(2)一般为单链，而且比DNA短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质。
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2．什么是密码子的简并性？密码子的简并性有何意义？什么是密码子的统一性？密码子的统一性说明了什么？
[提示] 一种氨基酸可能有几个密码子的现象叫密码子的简并性。密码子具有简并性，一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译的效率。密码子的统一性是指地球上几乎所有的生物都共用一个密码子表，这一事实说明各种生物都有一定的亲缘关系或者说生命本质上是统一的。
3．遗传信息的复制和转录的单位相同吗？
[提示] 不相同，遗传信息的复制单位是DNA(或RNA)，转录的单位是基因。
4．原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是什么？
[提示] 原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译。
5．起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？ [提示] 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
考查遗传信息的转录和翻译
1．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( ) A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
C [tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来，A正确。RNA的合成以DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录，故两种RNA可同时合成，B正确。RNA的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，C错误。转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。]
2．(2019·海南高考)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( ) A．蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束 B．携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点 C．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合 D．最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
C [蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；
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高考生物一轮复习遗传的分子基础基因控制蛋白质的合成学案必修
