浙江高考一轮 必修2 第7章 第18讲 遗传信息的传递和表达.docx
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浙江高考一轮必修2第7章第18讲遗传信息的传递和表达
第18讲 遗传信息的传递和表达
浙江[学考＋选考]考纲确认
考点
知识内容
必考
加试
9.遗传信息的传递
（1）DNA分子的复制
b
b
（2）活动：
探究DNA的复制过程
c
c
10．遗传信息的表达
（1）DNA的功能
a
a
（2）DNA与RNA的异同
b
b
（3）转录、翻译的概念和过程
b
b
（4）遗传密码、中心法则
b
b
（5）基因的概念
b
b
（6）复制、转录和翻译的异同
b
考点一|遗传信息的传递（DNA的复制）
1．DNA的复制是以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程，发生的时间是有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期。
2．DNA的复制场所主要是细胞核，在叶绿体和线粒体中也可发生。
3．DNA复制的过程
解旋：
在有关酶的作用下，DNA两条链的配对碱基之间的氢键断开，形成两条“模板链”（母链）
↓
合成子链：
以母链为模板，按照碱基互补配对原则，吸引含有互补碱基的脱氧核苷酸，最后相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键产生一条新链（子链）
↓
形成子代DNA：
子链与对应母链盘绕成双螺旋结构，结果一个DNA分子形成两个子代DNA分子
4．DNA复制的特点
（1）过程特点：
边解旋边复制。
（2）复制方式：
半保留复制。
5．DNA复制的条件
（1）模板：
解旋后的两条单链分别做模板。
（2）原料：
四种脱氧核苷酸。
（3）能量：
细胞提供的能量（ATP）。
（4）酶：
解旋酶、DNA聚合酶等。
6．DNA复制的意义：
DNA分子复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了前后代遗传信息的连续性。
（2015·9月测试卷）某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。
下列关于该DNA分子的叙述，错误的是（ ）
A．共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
C．若该DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有4200种
D．若连续复制两次，则需180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C [某双链DNA分子含有200个碱基对，说明每条链含有200个碱基。
其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该链中A、T、G、C分别为20、40、60、80个。
依据碱基互补配对原则，两条链上互补的碱基相等，则在该DNA分子中，C＝G＝140，A＝T＝60。
因为1个鸟嘌呤脱氧核苷酸含有1个G，所以该DNA分子共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A项正确；该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝60∶60∶140∶140＝3∶3∶7∶7，B项正确；若该DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式应小于4200种，C项错误；若连续复制两次，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数＝（22－1）×60＝180个，D项正确。
]
1．DNA复制有关知识的整合
2．与DNA分子复制有关的计算规律
DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：
（1）子代DNA分子数：
2n个
①无论复制多少次，子代中含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的有（2n－2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
（2）子代DNA分子脱氧核苷酸的总链数：
2n×2＝2n＋1条
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。
做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是（2n＋1－2）条。
（3）消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×（2n－1）个。
②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸为m×2n－1个。
3．同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制
已知某一DNA分子用15N标记（0代），将含有该标记DNA分子的细胞（或某种细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制），若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如表：
世代
DNA分子的特点
DNA中脱氧核苷酸链的特点
分子总数
细胞中DNA分子离心后在离心管中的位置
不同DNA分子占全部DNA分子的比例
脱氧核苷酸链总数
不同脱氧核苷酸链占全部链的比例
只含15N分子
含14N、15N杂种分子
只含14N分子
含15N的链
含14N的链
0
1
全在下部
1
0
0
2
1
0
1
2
全在中部
0
1
0
4
1/2
1/2
2
4
1/2中部1/2上部
0
1/2
1/2
8
1/4
3/4
3
8
1/4中部3/4上部
0
1/4
3/4
16
1/8
7/8
n
2n
2/2n中部1－2/2n上部
0
2/2n（或1/2n－1）
1－2/2n
2n＋1
1/2n
1－1/2n
4.细胞分裂与DNA复制
（1）如果用32P标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，由于分裂过程中DNA只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此减数分裂过程中染色体中的DNA标记情况如下图所示：
（2）如果用32P标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行2次有丝分裂。
与减数分裂过程相比，有丝分裂过程中DNA复制一次，细胞分裂一次，分裂过程中染色体中的DNA标记情况如图所示：
1．（2016·浙江温州3月选考模拟）下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A．需要解开DNA的双螺旋结构
B．以DNA分子的一条链作为模板
C．4种游离的核糖核苷酸作为原料
D．A与U互相配对、G与C互相配对
A [DNA复制需要解开DNA的双螺旋结构，A正确；DNA复制的模板是两条链，B错误；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。
]
2．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
A [从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以A错误。
图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。
真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率。
]
3．（2017·衢州质检）假设某T2噬菌体DNA有3000个碱基对，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，双链均被32P标记。
用该噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是（ ）
A．该过程至少需要1.8×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要大肠杆菌提供模板、原料和酶
C．含32P和含31P的子代噬菌体的比值为1∶50
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
C [一个噬菌体侵染大肠杆菌后共释放出100个子代噬菌体，这一过程共需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为（100－1）×3000×2×30%＝1.782×105个，A项错误；噬菌体增殖所需模板由噬菌体提供，B项错误；由于DNA的半保留复制，含32P和含31P的子代噬菌体的比例为1∶50，C项正确；由于一种氨基酸可能存在多种密码子，该DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D项错误。
]
4．将染色体上全部DNA分子双链经32P标记的雄性哺乳动物细胞（染色体数为20）置于不含32P的培养基中培养。
下列推断中，正确的是（ ）
A．若减数分裂结束，则产生的子细胞中有5对同源染色体，每条都含32P
B．若完成一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，其中10条含32P
C．若进行减数分裂，则每个减Ⅱ后期细胞中均含2个Y染色体且都含32P
D．若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子且都含32P
D [减数分裂结束，同源染色体分离，因此子细胞中不存在同源染色体，A错误；若完成一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，20条染色体上的DNA分子均有一条脱氧核苷酸链被标记，即20条染色体含有标记，B错误；在减数分裂第一分裂后期，由于X染色体和Y染色体分离，因此每个减数分裂第二次分裂后期细胞中可能含有2个Y染色体或2个X染色体，C错误；若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子，且每个DNA分子均有一条脱氧核苷酸链被标记，D正确。
]
5．用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。
若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是（ ）
A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂
B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数
C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式
D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记
D [秋水仙素可抑制纺锤体形成，使着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，从而使细胞染色体数目加倍，故A正确；1个DNA分子复制n次后的DNA数目为2n个，细胞中不含单体时的染色体数目等于DNA分子数目，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；DNA复制一次，所有的DNA分子都有一条单链含3H标记，DNA第二次复制完成后，一半的DNA分子没有3H标记，由此可以推测DNA的复制方式为半保留复制，C正确；细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一条带有3H标记，D错误。
]
考点二|遗传信息的表达
1．RNA的结构和种类
2．遗传信息的转录与翻译
3．遗传密码与中心法则
（1）遗传密码：
信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。
（2）中心法则的内容图解：
（3）基因：
本质上讲是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段——在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中则是一段RNA。
1．（2016·10月浙江选考）在遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基是UAC，则DNA模板链上对应的三个碱基是（ ）
A．ATG B．TAC
C．TUCD．AUG
A [mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的。
]
2．（2016·4月浙江选考）遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。
下列叙述错误的是（ ）
A．①复制时，2条链均可作为模板链
B．形成②时，需沿整条DNA长链进行
C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸
D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④
B [①是DNA分子，DNA复制时2条链均可作为模板链，A正确；②是mRNA分子，转录形成mRNA分子时，并不是沿着整条DNA长链进行的，转录以DNA分子上的基因区段为模板进行，B错误；③是tRNA，其上的反密码子是GAA，与mRNA上的密码子CUU配对，故密码子CUU编码③所携带的氨基酸，C正确；②mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成1条相同的肽链（④），D正确。
]
3．（2015·10月浙江选考）人类红细胞ABO血型的基因表达及血型的形成过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．H基因正常表达时，一种血型对应一种基因型
B．若IA基因缺失一个碱基对，表达形成的多肽链就会发生一个氨基酸的改变
C．H基因正常表达时，IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶，表现为A型
D．H酶缺乏者（罕见的O型）生育了一个AB型的子代，说明子代H基因表达形成了H酶
D [H基因正常表达时，一种血型不仅仅对应一种基因型，如O型血基因型可能为HHii、Hhii，A错误；若IA基因缺失的这一个碱基对位于基因的首端或中间某部位，则表达形成的多肽链就会发生全部氨基酸或缺失部位以后所有的氨基酸的改变，B错误；H基因正常表达时，IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶，基因型可能为H－IAI－，但HhIAIB为AB血型，C错误；AB型的子代，基因型可能为H－IAIB，说明H基因正常表达并产生了H酶，D正确。
]
1．复制、转录、翻译比较
DNA复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间期；减Ⅰ前的间期
生长发育过程中
场所
真核细胞主要在细胞核，线粒体和叶绿体中也可发生；原核细胞在拟核
真核细胞主要在细胞核，线粒体和叶绿体中也发生；原核细胞在拟核
核糖体上
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
二十种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA中的一条链
mRNA
条件
解旋酶、DNA聚合酶、能量
RNA聚合酶、能量
酶、tRNA、核糖体、能量
过程
DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链形成双螺旋结构
DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA（单链），mRNA进入细胞质与核糖体结合
以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的多肽链
模板去向
分别进入两个子代DNA分子中
恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
特点
边解旋边复制；半保留复制；多起点双向复制
边解旋边转录，DNA双链全保留
一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
产物
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
多肽链
意义
复制遗传信息，使遗传信息从亲代传递到子代
表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
2.正确理解遗传信息、密码子、反密码子的内涵
（1）遗传信息、密码子与反密码子的比较
项目
位置
作用
数量
遗传信息
在DNA上（RNA病毒除外）
间接决定着蛋白质中的氨基酸的排列顺序，决定性状
不同基因遗传信息不同
密码子
在mRNA上
直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序
64种（3种终止密码子、61种决定氨基酸的密码子）
反密码子
在tRNA上
识别密码子序列，运输相应氨基酸
理论上有61种
（2）遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
①一种密码子只能对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以不止由一种密码子决定。
②一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可不止由一种tRNA转运。
3．解读中心法则
（1）中心法则图解
（2）内容解读
①a表示DNA→DNA的自我复制过程，主要发生在细胞核中。
②b表示DNA→RNA的转录过程，主要发生在细胞核中。
③c表示RNA→蛋白质的翻译过程，发生在核糖体上，b、c共同完成遗传信息的表达。
④d表示RNA→DNA的逆转录过程，发生在少数RNA病毒、SARS病毒、HIV侵染后的宿主细胞内。
⑤e表示RNA→RNA的自我复制过程，发生在以RNA作为遗传物质的生物（如RNA病毒）侵染后的宿主细胞中。
4．“三步法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
氨基酸
蛋白质（或多肽）
翻译
1．（2016·浙江1月学考）如图表示高等生物多个核糖体串联在一个mRNA分子上合成肽链的过程。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．图中核糖体沿mRNA分子从右向左移动
B．核糖体认读mRNA分子上决定氨基酸种类的密码
C．图中不同核糖体合成的肽链具有相同的氨基酸排列顺序
D．多个核糖体在合成肽链时会相互干扰，降低了翻译的效率
D [根据肽链长短可判断核糖体移动的方向为从右向左，A正确；核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码子，B正确；图中不同核糖体合成相同的肽链以提高翻译效率，C正确；多个核糖体串联在一条mRNA分子上有序地进行翻译，提高了翻译效率，D错误。
]
2．某生物基因表达过程如图所示。
下列叙述与该图相符的是（ ）
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNARNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
A [分析图示可知：
转录和翻译是同时进行的，所以该过程一般发生在原核细胞内，一条mRNA上连接了两个核糖体，使一条mRNA翻译成两条肽链；DNA RNA杂交区域中T应与A配对，A应与U配对；转录只需RNA聚合酶的催化，当RNA聚合酶与DNA启动部位相结合时，DNA片段的双螺旋解开。
]
3．下图是某高等生物细胞中基因R表达过程的示意图，“→”表示信息传递或物质转移的路径和方向，①～③表示物质。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．基因R表达过程只发生在细胞核内
B．过程a需要DNA聚合酶参与
C．组成①和②的碱基种类不同
D．多个核糖体串联在②上，增大了③合成的效率
D [基因R表达过程发生在细胞核和细胞质中的核糖体上，A错误；过程a转录需要RNA聚合酶参与，B错误；①和②都是RNA，碱基种类相同，C错误；多个核糖体串联在②mRNA上，增大了③肽链合成的效率，D正确。
]
4．（2017·宁波九校联考）DNA的一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”。
以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为（遗传密码对应的氨基酸分别为CAU：
组氨酸；CAG：
谷氨酰胺；CUA、CUC：
亮氨酸；GUC、GUA：
缬氨酸（起始）；GAG：
谷氨酸；GAU：
天冬氨酸）（ ）
A．—亮氨酸—天冬氨酸— B．—谷氨酸—亮氨酸—
C．—谷氨酰胺—缬氨酸—D．—缬氨酸—组氨酸—
B [DNA模板链为“—CTCGAT—”，转录形成的mRNA为“—GAGCUA—”，此段mRNA决定的氨基酸序列由左到右为—谷氨酸—亮氨酸—。
]
5．（2017·镇海中学期末测试）下图中A、B、C表示的是物质，1、2、3表示的是过程。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中所有过程可发生在真核生物的任何细胞中
B．基因只存在于图中A物质上
C．并不是所有生物都含有B物质
D．T2噬菌体中可发生2过程
C [图示A为DNA，B为RNA，C为蛋白质，1过程为转录，2过程为逆转录，3过程为翻译。
逆转录过程通常发生在以RNA为遗传物质的病毒侵染的细胞中，正常细胞不发生该过程，A项错误；基因是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，其在RNA病毒中是一段RNA，B项错误；T2噬菌体不含RNA，以DNA为遗传物质，不能发生逆转录过程，C项正确，D项错误。
]
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