2025届高考 一轮复习 人教版 遗传信息的转录和翻译 学案

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第1课时 遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构与功能
2.RNA与DNA的区别
3.遗传信息的转录
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过,这一过程叫作转录。
(2)场所:主要是,在、中也能发生。
(3)过程
[注意]①遗传信息的转录过程也有DNA的解旋过程,该过程不需要解旋酶参与。②一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。
(4)产物:等。
4.遗传信息的翻译
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以的过程。
(2)场所或装配机器:。
(3)过程
(4)产物:多肽蛋白质
(1)[必修2P65]RNA一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔。
(2)[必修2P65]当细胞开始合成某种蛋白质时,RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合,使DNA双链解开,双链的碱基得以暴露。
(3)[必修2P67“思考·讨论”]几乎所有的生物体都共用一套遗传密码。
(4)[必修2P68]核糖体是沿着移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成个tRNA的结合位点。
(5)[必修2P70“生物科学史话”]克里克以T4噬菌体为实验材料,研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码蛋白质的影响。克里克发现,在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基,无法产生具有正常功能的蛋白质,但是,当增加或删除个碱基时,却合成了具有正常功能的蛋白质。
考点易错·明辨析
(1)RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能。( )
(2)RNA为单链结构,无碱基互补配对现象。( )
(3)tRNA与mRNA的碱基互补配对现象发生在核糖体上。( )
(4)转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列。( )
(5)mRNA沿着核糖体从起始密码子向终止密码子移动,完成肽链的翻译。( )
(6)不同tRNA转运的氨基酸一定不同。( )
情境长句·练思维
(1)人体不同组织细胞的相同DNA进行转录时启用的起始点不完全相同,其原因是。
(2)一条mRNA上的4个核糖体合成的肽链的氨基酸种类和序列相同,原因是。
(3)翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需3秒钟,但实际上合成100条肽链所需的时间不到1分钟,原因是。
1.遗传信息、密码子和反密码子及其与氨基酸的关系
(1)tRNA的结构和功能
①结构:如图为tRNA的三叶草结构。图中1为结合氨基酸的部位,2为碱基配对,可形成氢键,3为反密码子。
②功能:识别密码子,运输特定的氨基酸。
(2)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
(3)氨基酸、密码子和反密码子的对应关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性),可由一种或几种tRNA转运。
②一种密码子只能决定0种或一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③终止密码子UGA在特殊情况下,可以编码硒代半胱氨酸。
④在原核生物中,GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
2.翻译过程的模型分析
(1)图甲模型分析
①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、肽链。
②一个核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点。
③翻译起点:起始密码子编码的是甲硫氨酸。
④翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)时翻译停止。
⑤翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。
(2)图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程,其中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条肽链,具体分析如下:
a.数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。
b.意义:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c.方向:核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是肽链的长短,长的翻译在前。
d.结果:合成的仅是肽链,要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
e.形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA。
(3)图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②③④⑤表示正在合成的4条mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程。
3.DNA复制、转录和翻译的比较
(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。
(2)转录过程中的碱基配对方式是A—U、T—A、G—C、C—G。
命题角度一考查基因表达的过程
1.[2023·江苏南京二模]某小肽为人体细胞分泌的一种调节因子,其对应的mRNA部分序列为—UACGAACAUUGG—。部分氨基酸的密码子:色氨酸(UGG)、谷氨酸(GAA/GAG)、酪氨酸(UAC/UAU)、组氨酸(CAU/CAC)。下列相关叙述正确的是( )
A.该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—色氨酸—组氨酸
B.若该小肽对应的DNA序列发生碱基替换,则小肽的氨基酸序列一定改变
C.该小肽的合成场所为核糖体,核糖体沿着mRNA以密码子为单位移动
D.合成该小肽时,还需要tRNA、rRNA等核酸的参与,这两种核酸的功能相同
2.[2023·北京四中模拟]如图为遗传信息的表达示意图,下列说法不正确的是( )
A.通常状况下,核糖体甲和乙合成的蛋白质相同
B.图中核糖体的移动方向是从左向右
C.分析②所携带的氨基酸种类,应查阅的密码子是UCA
D.不同种类的②所携带的氨基酸种类可能相同
3.[2023·辽宁丹东检测]如图表示的是原核细胞和真核细胞内基因表达的过程,下列叙述错误的是( )
A.多个核糖体在一条mRNA上移动可以保证翻译的快速高效
B.原核细胞的mRNA不需要加工,真核细胞的初级转录产物不是合成蛋白质的模板
C.原核细胞的转录和翻译可以同时进行,蛋白质的翻译沿着mRNA5'→3'的方向进行
D.真核细胞中长短不同的新生蛋白质是不同种的蛋白质,氨基酸序列各不相同
用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
命题角度二DNA的复制、转录和翻译的比较
4.下列关于真核细胞内DNA复制和转录过程的叙述,正确的是( )
A.新合成的核苷酸链均与相应的模板链方向相同
B.都可边解旋边聚合,氢键的断裂和形成均不需要酶催化
C.都存在遗传信息的传递,且都能将遗传信息从细胞核传递到细胞质
D.都建立在核苷酸与模板链随机碰撞的基础上,当二者能碱基互补时形成氢键
5.下列有关图示生理过程的描述,错误的是( )
A.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成
B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛B细胞细胞核内进行
C.图乙表示翻译,多个核糖体可共同完成一条肽链的合成
D.图甲中若复制起始点增多,则DNA复制的速度会加快
第1课时 遗传信息的转录和翻译
考点一
● 必备知识
1.核糖核苷酸 细胞核 细胞质 氨基酸 核糖体
2.脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 双链 核糖 U(尿嘧啶) 单链
3.(1)RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的
(2)细胞核 叶绿体 线粒体
(3)RNA 游离的核糖核苷酸 RNA
(4)信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
4.(1)mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
(2)核糖体
(3)mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密码子 脱离
【教材拾遗】
(4)mRNA 两 (5)3
【考点易错】
(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
[解析] (2)tRNA中存在碱基互补配对现象。(5)翻译时核糖体沿着mRNA从起始密码子向终止密码子移动,完成肽链的翻译。(6)一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,故不同tRNA转运的氨基酸可能相同。
【情境长句】
(1)不同组织细胞中基因进行选择性表达
(2)不同的核糖体合成肽链的模板是同一条mRNA
(3)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
● 典型例题
1.C [解析] 由题目信息可知,mRNA部分序列为—UACGAACAUUGG—,对应的氨基酸序列为酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸,A错误;因为密码子具有简并性,多种密码子可以对应同一种氨基酸,若相应DNA序列发生碱基替换,小肽的氨基酸序列不一定改变,B错误;合成该小肽时,还需要tRNA、rRNA等核酸的参与,tRNA的功能是转运氨基酸,rRNA是核糖体的重要组成部分,两者功能不同,D错误。
2.C [解析] 翻译的模板是mRNA,以相同的模板翻译得到的蛋白质相同,故通常状况下,核糖体甲和乙合成的蛋白质相同,A正确;根据多肽链的长短,长的翻译在前,核糖体乙合成的肽链较长,故图中核糖体的移动方向是从左向右,B正确;②表示tRNA,该物质上有反密码子,没有密码子,故分析②所携带的氨基酸种类,应查阅的密码子是与其反密码子互补的AGU,C错误;一种tRNA只能携带一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运,所以②tRNA不同时,其携带的氨基酸种类可能相同,D正确。
3.D [解析] 由图可知,原核细胞的mRNA不需要加工,可以边转录边翻译,真核细胞中初级转录产物被加工后形成的mRNA才是合成蛋白质的模板;由于模板相同,图中真核细胞内长短不同的新生蛋白质是同种蛋白质,氨基酸序列相同,故选D。
4.D [解析] DNA复制和转录时新合成的核苷酸链与模板链方向相反,A错误;DNA复制和转录都是边解旋边聚合,氢键的断裂需要解旋酶或RNA聚合酶的催化,B错误;DNA的复制将遗传信息从DNA传递到DNA,但DNA分子仍留在细胞核中,C错误;DNA复制和转录时,游离的核苷酸随机地与模板链的碱基碰撞,当二者能碱基互补时,则形成氢键,D正确。
5.C [解析] 图甲表示DNA分子的复制过程,其复制方式为半保留复制;图乙为翻译过程;图丙表示转录过程。甲过程涉及DNA解旋和复性,存在氢键的破坏和形成;图丙存在DNA的解旋(氢键被破坏),也存在碱基之间互补配对形成氢键的过程,A正确。胰岛B细胞是高度分化的细胞,其不能再分裂,其细胞核内的DNA只能进行转录过程,B正确。图乙表示翻译过程,多个核糖体可以先后结合同一条mRNA模板,各自合成一条氨基酸序列相同的肽链,C错误。图甲中若复制起始点增多,则复制速度加快,可提高复制的效率,D正确。
课标
要求
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现
2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
一般是
RNA
通常是