第19课时章末复习.docx
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第19课时章末复习
第19课时 章末复习
一、基因的表达
1．转录、翻译与DNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核
主要是细胞核
核糖体
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
其他条件
酶（解旋酶、DNA聚合酶等）和ATP
酶（解旋酶、RNA聚合酶等）和ATP
酶、ATP和tRNA
碱基配对类型
A——T
C——G
A——U
T——A
C——G
A——U
C——G
信息传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
时间
细胞分裂间期
生物生长发育的过程中
产物
2个相同的DNA
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，DNA仍保留
1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度
2.遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子的区分
注意 ①原核细胞中转录和翻译同时进行，即边转录边翻译，而真核细胞中先进行转录，然后mRNA再通过核孔进入细胞质中与核糖体结合进行翻译。
②在细胞中的DNA分子上，嘌呤数和嘧啶数一般相等。
但整个细胞中，既有DNA，又有RNA，所以，就整个细胞而言，嘌呤数和嘧啶数未必相等。
训练1
DNA通过复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息，下列关于复制、转录和翻译的说法正确的是（ ）
A．三个过程所需酶的种类相同
B．三个过程发生的场所都是细胞质
C．三个过程都要通过碱基互补配对来完成
D．复制和转录的模板相同，而与翻译的模板不同
训练2
已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式如下图：
甲
乙
丙
（1）图中1、8表示遗传信息的________；2、5、9表示遗传信息的__________；3、10表示遗传信息的________，以上3个过程的进行所必备的条件有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）图中7表示遗传信息的__________，此过程的发生需要有____________的参与，发现这一现象的重要意义是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）上述生理过程进行的场所是___________________________________________。
（4）对上述三种类型的病毒分别举例：
甲________，乙________________，丙______________。
二、基因指导蛋白质合成的有关计算
1．DNA（基因）、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解
2．析图得规律
（1）DNA（基因）中碱基数与mRNA中碱基数的关系
转录时，组成DNA（基因）的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。
DNA（基因）为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是DNA（基因）中碱基数目的1/2。
（2）mRNA中碱基数与氨基酸的关系
翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3，是DNA（基因）中碱基数目的1/6。
（3）计算中“最多”和“最少”的分析
①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。
如：
mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
（4）蛋白质的有关计算
①蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数。
（肽键数＝脱去的水分子数）
②蛋白质平均相对分子质量＝氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数－（肽键数×18）。
③若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量＝
·a－18（
－m），若改为n个碱基对，则公式为
·a－18（
－m）。
（5）mRNA上碱基比例
mRNA上A＋U的数值和比例＝模板链上A＋T的数值和比例。
提醒 解题时应看清是DNA上（或基因中）的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。
训练3
一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录为此mRNA的基因中至少含碱基数依次为（ ）
A．32、11、66B．36、12、72
C．12、36、24D．11、36、72
训练4
某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）
A．7（a－m）B．8（a－m）
C．7（
a－m）D．8（2a－m）
三、中心法则的深入理解
1．中心法则的图解拓展
2．对中心法则的分析
（1）从模板分析
如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。
如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或RNA逆转录。
（2）从原料分析
如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA。
如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA。
训练5
如图在适宜的条件下培养一段时间后，发现只有前四支试管内有产物生成。
下面据图所做出的判断不正确的是（ ）
A．a、b、d三支试管的产物分别是DNA、RNA、DNA
B．与a管相比，b管内的DNA只以一条链做模板
C．c试管中的有关酶就是指RNA聚合酶、逆转录酶
D．若想在e管内获取多肽，还应加入转运RNA
训练6
艾滋病病毒的遗传物质为RNA，目前治疗艾滋病的一种药物AZT，其分子结构与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构很相似。
AZT抑制艾滋病病毒繁殖的机制是（ ）
A．抑制艾滋病病毒RNA基因的转录
B．抑制艾滋病病毒RNA基因的逆转录
C．抑制艾滋病病毒蛋白质的翻译过程
D．抑制艾滋病病毒RNA基因的自我复制
1．DNA复制、转录、翻译分别形成（ ）
A．DNA、RNA、蛋白质B．RNA、DNA、多肽
C．RNA、DNA、核糖体D．RNA、DNA、蛋白质
2．用链霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译成多肽，说明（ ）
A．遗传信息可从RNA流向DNA
B．遗传信息可从蛋白质流向DNA
C．遗传信息可从DNA流向蛋白质
D．遗传信息可从RNA流向蛋白质
3．如图所示转录、翻译过程中，所涉及的碱基种类和核苷酸种类分别有几种？
（ ）
A．5、2B．6、2C．5、7D．5、5
4．某mRNA分子中，U占20%，A占10%，那么它的模板DNA片段中胞嘧啶占（ ）
A．25%B．30%C．35%D．70%
5．若DNA分子上某一段编码多肽链的碱基排列顺序为TACGCCCAT，而tRNA所携带的氨基酸与反密码子的关系如下表：
反密码子
AUG
UAC
CAU
GUA
CGG
GCC
所带的氨基酸
A
b
c
d
e
f
试问：
合成蛋白质时，氨基酸的排列顺序为（ ）
A．a—b—cB．b—f—c
C．d—e—fD．d—b—f
6．在人体细胞中，遗传信息的流动过程不包括（ ）
①DNA复制 ②RNA复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
A．①②B．②④C．③⑤D．③④
7．如图所示，下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．甲是DNA，乙为RNA。
此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
8．有关基因与酶关系的叙述正确的是（ ）
A．每个基因都控制合成一种酶
B．酶的遗传信息在信使RNA的碱基序列中
C．基因的转录、翻译都需要酶
D．同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的
9．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。
据图判断，下列描述中正确的是（多选）（ ）
A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录尚未结束，翻译即已开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
10．酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应过程中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。
化合物甲
化合物乙
化合物丙
化合物丁
现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表：
添加物
突变体a（酶A缺陷）
突变体b（酶B缺陷）
突变体c（酶C缺陷）
化合物甲
不生长
不生长
生长
化合物乙
不生长
生长
生长
由上可知：
酶A、B、C在该反应过程中的作用顺序依次是（ ）
A．酶A、酶B、酶CB．酶A、酶C、酶B
C．酶B、酶C、酶AD．酶C、酶B、酶A
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
11.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________________，从而抑制了翻译的开始；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______________________。
（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。
12．KSV（劳氏肉瘤病毒）的结构分三层：
外层为脂被膜，中层为蛋白质外壳，内部含有RNA和蛋白质。
用去垢剂破坏病毒的脂被膜后，将病毒分成两等份，分别放入A、B两烧杯内，并做如图所示的实验：
①向A烧杯中加入四种脱氧核糖核苷酸，其中的一种已被放射性物质标记，结果在40℃恒温下，放射性物质进入一种对RNA酶稳定而能被DNA酶所破坏的物质中（如图A）。
②先向B烧杯中加入RNA酶，再重复试验①，结果没有这种物质产生（如图B）。
请回答：
（1）A烧杯内形成的物质是__________，这种物质是在__________酶的作用下，以__________为模板形成的，该过程叫__________，是对__________的一个重要补充。
（2）B烧杯内不能形成该物质的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案方法技巧
训练1 C [A项中复制需解旋酶和DNA聚合酶，转录需解旋酶和RNA聚合酶。
翻译需催化氨基酸与tRNA结合的酶。
B项中复制和转录的场所主要是细胞核，翻译的场所是核糖体。
D项中复制的模板是DNA的双链，转录的模板是DNA片段的一条链，翻译的模板是mRNA。
]
训练2
（1）转录 翻译 复制 模板、原料、能量和酶
（2）逆转录 逆转录酶 对中心法则的重要补充 （3）细胞核和细胞质 （4）噬菌体 烟草花叶病毒 某些致癌病毒
解析 可以从观察图中物质的特点来判断遗传信息的传递方式。
（1）图中1和8的结果都是产生单链物质，并且指导蛋白质的合成，显然是转录过程；2、5、9产生蛋白质，是翻译过程；3、10产生新的DNA，是复制的结果。
不论是DNA复制还是转录或是蛋白质的合成，都需要一定的模板、原料、能量、酶。
（2）图中7是以RNA为模板合成DNA的过程，由于以RNA为模板合成DNA是遗传信息传递的特殊途径，与从DNA→RNA→蛋白质的传递过程有所不同，因此，认为是对中心法则的补充。
（3）对于真核生物来说，DNA的复制场所、DNA的转录场所均在细胞核中，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上；而对于原核生物，DNA的复制、RNA的转录在核区完成，蛋白质仍然在细胞质中合成。
（4）上述三种生理功能的代表类型依次是：
侵染大肠杆菌的噬菌体；侵染烟草的烟草花叶病毒；某些导致人类患癌症的病毒。
训练3 B [此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少为12个，mRNA上的碱基数至少为12×3＝36个。
决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个。
因为mRNA中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36×2＝72个。
]
训练4 C [根据碱基互补配对原则：
A＝T、G＝C，一个DNA分子中T的数量是
[a－（G＋C）]＝
（a－2m），DNA分子复制3次，共形成23个DNA分子，DNA分子复制是半保留复制，在子代DNA分子中保留了原DNA分子的两条链，相当于一个DNA分子，因此需游离的T＝（23－1）×
（a－2m）＝7（
a－m）。
]
训练5 C [a管是DNA复制过程，b管是转录过程，c管是RNA复制过程，d管是逆转录过程，e管加入tRNA是翻译过程。
DNA复制时DNA2条链均为模板，转录时以DNA一条链为模板，RNA复制时不需逆转录酶，故A、B、D项正确，C项错误。
]
训练6 B [由题干获取信息AZT与胸腺嘧啶脱氧核苷酸相似，可以推知此过程的原料是胸腺嘧啶脱氧核苷酸；又知HIV为RNA病毒。
由这两条信息可判断此过程为以RNA为模板，以脱氧核苷酸为原料的逆转录过程。
由于AZT部分替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸和RNA上的碱基配对，从而抑制病毒的逆转录。
]
课后作业
1．A [DNA复制形成子代DNA，转录是指以DNA一条链为模板，合成RNA。
特别应注意翻译的直接产物是多肽，多肽经过盘曲折叠等加工修饰才形成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
]
2．C [由题干信息知单链的DNA代替了mRNA，说明单链DNA是翻译的模板，tRNA与单链DNA碱基互补配对，使氨基酸脱水缩合形成多肽。
可见遗传信息是从DNA流向蛋白质的。
]
3．C [据图可知，DNA中有C、T、A三种碱基，三种脱氧核苷酸；mRNA和tRNA中有A、G、C、U四种碱基，四种核糖核苷酸，所以共有5种碱基，7种核苷酸。
]
4．C [mRNA分子是通过DNA分子的一条链转录而来的，那么mRNA分子中碱基的比率与模板链的碱基比率是相对应的，根据题意，U占20%，A占10%，则基因模板链中的A＋T就占该链的30%，而根据碱基互补配对原则，基因中一条链的A＋T占该链的比率与另一条链中的A＋T占另一条链的比率及整个基因中A＋T的比率是相等的，即整个基因中A＋T占全部碱基的30%，那么G＋C就占70%，又由于在DNA分子中G＝C，则G＝C＝35%。
]
5．B [由该DNA转录来的mRNA的碱基序列是AUGCGGGUA，相应的tRNA上的碱基序列是UACGCCCAU，氨基酸序列为b—f—c。
]
6．B [考查对中心法则的理解。
人体细胞内的RNA不能进行复制，它们都是由DNA转录产生的。
RNA的复制只发生在RNA病毒的增殖过程中，逆转录发生在某些RNA病毒的增殖过程中。
]
7．C [由题目获取的信息有：
①容器内有ATP、酶和原料；②甲为加入的模板物质，乙为产物。
]
8．C [基因控制性状的途径有两条：
一是通过控制蛋白质的结构来直接控制性状，二是通过控制酶的合成来控制性状，故A错；遗传信息指DNA上的碱基序列，故B错；基因的转录和翻译过程均需要酶的催化，C正确，同一生物体不同细胞内基因是相同的，但是酶却不完全相同，故D错。
]
9．BD [原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译。
原核生物的基因结构多数以操纵子形式存在，即完成同类功能的多个基因聚集在一起，处于同一个启动子的调控之下，下游同时具有一个终止子。
图中附有核糖体的四条链是转录后的mRNA，而不是4条肽链，核糖体合成的才是肽链；在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体，这样一个基因在短时间内可表达出多条肽链。
]
10．D [本题考查基因控制生物性状的一种途径，即基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，由题干可知，化合物丁的合成受三种酶的控制，加入化合物甲后，只有突变体c（酶C缺陷）能生长，可见酶C催化化合物甲→化合物乙的过程；加入化合物乙，突变体b（酶B缺陷）和突变体c（酶C缺陷）能生长，可见酶B催化化合物乙→化合物丙的过程。
]
11．
（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）据图可知，甘氨酸的反密码子（tRNA上）是CCA，根据碱基互补配对原则，甘氨酸的密码子是GGU。
据图可知，铁蛋白基因中决定“
”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…，根据碱基互补配对原则，其模板链碱基序列为…CCACTGACC…，也可以是…CCAGTCACC…（转录方向与前者相反）。
（2）Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合，不能沿mRNA移动，从而抑制了翻译的开始；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Fe3＋对细胞的毒性影响（铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白），又可以减少细胞内物质和能量的浪费。
（3）指导铁蛋白合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子（铁应答元件、终止密码等），故指导铁蛋白合成的mRNA的碱基数远大于3n。
（4）色氨酸的密码子为UGG，亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG，即可由UGG变为UUG，故DNA模板链上的碱基变化是由C→A。
12．
（1）DNA 逆转录 RNA 逆转录 中心法则
（2）起模板作用的RNA被RNA酶分解了
解析 根据A烧杯中原料为脱氧核苷酸，且标记的核苷酸进入了DNA中（据此物质能被DNA酶水解，酶具有专一性，因此推断合成了DNA）。
DNA的合成有两条途径，即DNA复制或由RNA逆转录，本题中应该是由RNA逆转录。
B烧杯中RNA被RNA酶分解，因缺乏模板，所以不能逆转录形成DNA。
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