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1、第23讲 基因的表达 考点一 遗传信息的转录和翻译 考点二 中心法则及基因与性状的关系 构建知识网络 强记答题语句 探究高考 明确考向 练出高分 目 录录 考点一 遗传信息的转录和翻译 知识梳理解题探究 考纲要求:1.遗传信息的转录和翻译()。 2.基因与性状的关系()。 1.RNA的结构与分类 (1)RNA与DNA的区别 知识梳理 物质组成结构特点 五碳糖特有碱基 DNA脱氧核糖 一般是 RNA 通常是 核糖 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 双链 单链 (2)基本单位: 。 (3)种类及功能 信使RNA(mRNA): 合成的模板 转运RNA(tRNA): 核糖体RNA(rRNA): 的组成成分
2、 核糖核苷酸 蛋白质 识别并转运氨基酸 核糖体 2.遗传信息的转录 (1)概念:以 为模板,按碱基互补配对原则合成RNA 的过程。 (2)过程(见图) DNA的一条链 RNA 游离的核糖核苷酸 mRNA 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)过程(见右图) 氨基酸 酶、ATP tRNA mRNA 核糖体 第1步:mRNA进入细胞质,与核糖体结合。核糖体与 mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。携带甲 硫氨酸(甲硫氨酸对应的密码子是起始密码子)的tRNA, 通过与AUG互补配对,进入位点1。 第2步
3、:携带异亮氨酸(AUC)的tRNA以同样的方式进入 位点2。 第3步:甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成肽键而转移到占 据位点2的tRNA上。 第4步:核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的 tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入位点1,一个 新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。 重复步骤2、3、4,直至核糖体读到终止密码。 4.如图为蛋白质的合成 图示,请据图回答问题 : (1)mRNA与核糖体的数量关系:一个mRNA上可同时结合 核糖体。 (2)存在上述关系的意义: 。 多个 少量的mRNA分子可以迅速合成 出大量的蛋白质 (3)核糖体在mRNA上移动的方向: (据上图),判
4、断 依据是根据多肽链的长短,长的翻译在前。 (4)蛋白质合成的结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质 还需要运送至 等结构中进一步加工。 从左向右 内质网、高尔基体 (5)讨论:图示中合成了几条肽链?是否相同? 答案 图示中4个核糖体合成了4条多肽链;因为模板mRNA 相同,所以合成了4条相同的多肽链。 思维诊断 (1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与(2014新课 标,5A)( ) (2)反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基(2013新课标 ,1C)( ) (3)一条mRNA翻译只能得到一条肽链(2013浙江,3C改编)( ) (4)真核细胞内,转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信
5、息 的翻译(2012安徽,5D)( ) (5)胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链(2011 北京,4A)( ) (6)细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸( ) 题组一 DNA与RNA的分析与比较 1.下列关于DNA和RNA特点的比较,正确的是(双选)( ) A.在细胞内存在的主要部位相同 B.构成的五碳糖不同 C.核苷酸之间的连接方式不同 D.构成的碱基不完全相同 解题探究 解析 DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中 ; 二者的核苷酸的连接方式相同,都是靠磷酸二酯键连接; 构成DNA和RNA的碱基不完全相同。 答案 BD 2.经过对某生物体内的核酸
6、成分的化学分析得知,该生物 体内的核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断( ) A.此生物体内的核酸一定是DNA B.该生物一定不含DNA而只含RNA C.若此生物只含DNA,则一定是单链的 D.若此生物含DNA,则一定是双链的 解析 因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等,故可能是只 含有RNA,或同时含有DNA和RNA,或只含单链DNA。 答案 C DNA和RNA的区分技巧 (1)DNA和RNA的判断 含有碱基T或脱氧核糖DNA; 含有碱基U或核糖RNA。 (2)单链DNA和双链DNA的判断 技法提炼 若:嘌呤嘧啶单链DNA。 (3)DNA和RNA合成的判断 用放射性同位素标记T或U可
7、判断DNA和RNA的合成。若大 量消耗T,可推断正发生DNA的合成;若大量利用U,可推 断正进行RNA的合成。 题组二 比较DNA复制、转录与翻译 3.(2011安徽,5)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过 程,下列叙述正确的是( ) A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双 链核酸分子 B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行 C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解 旋酶 D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次, 乙可起始多次 解析 甲过程表示多起点的DNA的半保留复制,合成的产物 是双链DNA分子,该过程主要发生在细胞核内,在一个细胞 周
8、期中,DNA只复制一次; 乙过程为转录,合成的产物为单链RNA分子,该过程主要发 生在细胞核内,在一个细胞周期中,乙可起始多次; DNA复制和转录均需解旋,甲过程利用解旋酶,乙过程利用 RNA聚合酶解旋。 答案 D 4.如图为两种细胞中主要遗传信息的表达过程,据图分析下列叙 述不正确的是( ) A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核, 所以转录和翻译同时发生 B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的 C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量,由细胞质提供原料 D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同,翻译的方向是由 5到3端 解析 图甲细胞没有核膜包被的细胞核,所以转录没有完
9、成 的时候翻译过程就可以启动,两个过程能同时发生。 图甲、乙都表示转录和翻译过程,所以遗传信息都是从 DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。原核生物没有线粒体 ,能量只能由细胞质基质提供; 真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提 供的。 模板链相同,所以每个核糖体合成的多肽链相同,翻译是由 核糖体中肽链短的那一端向另一端进行的。 答案 C 遗传信息的转录和翻译过程的关系 技法提炼 题组三 遗传信息、密码子和反密码子的比较 5.下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成 如下表所示,正确的是( ) 选项遗传信息遗传密码碱基构成 AmRNADNA相同 BDNAmRNA、tRN
10、A或rRNA相同 CDNADNA相同 DDNAmRNA不同 解析 遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。 RNA分为mRNA、tRNA和rRNA,mRNA上有密码子,tRNA 具有运载氨基酸的作用。 构成DNA的碱基是A、T、G、C,构成RNA的碱基是A、U 、G、C,故它们的碱基构成不同。 答案 D 6.根据表中的已知条件, 判断苏氨酸的密码子是( ) DNA双链 TG mRNA C tRNA反密码子 A 氨基酸苏氨酸 A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU 解析 密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基,根据 转录和翻译过程中的碱基互补配对原则,由DNA信息链上 的T、G碱
11、基可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A和C ,由tRNA上反密码子最后一个碱基A可知mRNA上相应位置 上的碱基为U,因此苏氨酸的密码子为ACU。 答案 C 思维建模 正确区分遗传信息、遗传密码子和反密码子 (1)基因、密码子、反密码子的对应关系 (2)氨基酸与密码子、反密码子的关系 每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性),可由1 种或几种tRNA转运。 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。 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。 题组四 基因表达的相关计算 7.现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序
12、列来人 工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链),假 设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个,则合成的生长 激素基因中G至少有( ) A.130个 B.260个 C.313个 D.无法确定 解析 此蛋白质由191个氨基酸缩合而成,控制其合成的 mRNA中最少有573个碱基,又知mRNA中AU为313个,所 以mRNA中GC为573313260(个),故DNA的两条链中G C共有520个,即该基因中G至少有260个。 答案 B 8.胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的,其中A 链中的氨基酸有m个,B链中的氨基酸有n个。下列有关 叙述中正确的是(双选)( ) A.胰岛素基因
13、中至少有碱基数是6(mn) B.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链 C.胰岛素mRNA中至少含有的密码子为2(mn)个 D.A、B两条肽链可能是经蛋白酶的作用后形成 解析 胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是mn,所以 DNA中对应碱基数至少为6(mn); 一个基因在编码蛋白质的过程中,只有一条链作为模板链; 胰岛素基因转录的mRNA是一条,而形成的两条肽链中氨基酸共有 (mn)个,根据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密码 子)可知,与之对应的胰岛素mRNA中至少含有的密码子应该为(m n)个; A、B两条肽链可能是形成一条肽链之后,经蛋白酶作用使肽键断 裂,然后再组
14、装成胰岛素的。 答案 AD 基因表达中碱基数量推算方法 (1)DNA和mRNA对应碱基及数量的计算 找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系,即DNA模 板链中AT(或CG)与mRNA中AU(或CG)相等,则 (AT)总%(AU)mRNA%。 技法提炼 (2)基因控制蛋白质合成中的相关计算 DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系 ,如下图所示: 可见,蛋白质中氨基酸数目1/3mRNA碱基数目1/6DNA( 或基因)碱基数目。 题组五 基因表达过程的 规范审答案例 批阅答卷判断对错 查找误区 评析矫正辨析误区 规范审答 错因分析正确答案 题干信息没有显示 过 程;流程图上应
15、注明 对 酶区分不清 表述不准确 RNA聚合酶 核糖核苷酸 DNA复制 过程名称 DNA和RNA聚合 没有结合空后的信息作答 对 和 分不清 表述范围过宽 多肽蛋白质 tRNA 多肽(肽链) 氨基酸的种类或数目 考点二 中心法则及基因与性状的关系 解题探究 知识梳理 1.利用流程图分类剖析中心法则 (1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则为: 知识梳理 。 (2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则为: 。 (3)HIV等逆转录病毒的中心法则为: 。 2.基因控制性状的方式 (1)直接控制:基因通过 控制蛋白质的 ,直接控制生物体的性 状,如镰刀型细胞贫血 症和囊性纤维病。 分子结构 (2)间接控制:基因通过控制 的合成来控