版高考生物总复习选择题必考专题三 遗传的分子基础 第6讲 遗传信息的传递和表达学案.docx

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版高考生物总复习选择题必考专题三遗传的分子基础第6讲遗传信息的传递和表达学案

第6讲　遗传信息的传递和表达

[考试要求]　1.DNA分子的复制（b/b）。

2.活动：

探究DNA的复制过程（c/c）。

3.DNA的功能（a/a）。

4.DNA与RNA的异同（b/b）。

5.转录、翻译的概念和过程（b/b）。

6.遗传密码（b/b）。

7.中心法则（b/b）。

8.复制、转录和翻译的异同（/b）。

9.基因的概念（b/b）。

考点1　DNA复制方式的探究

1.最初时科学家对于DNA的复制方式有三种假设：

全保留复制、半保留复制、弥散复制，如图甲。

为了探究DNA复制的方式，1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验：

先将大肠杆菌放入以15NH4C1为唯一氮源的培养液中培养若干代，使其DNA都被同位素15N标记，然后将上述大肠杆菌转至以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养，每隔20min（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，收集并提取不同世代大肠杆菌的DNA，做密度梯度超速离心，结果如图乙。

下列有关说法正确的是（　　）

A.通过图乙世代1的DNA离心结果，可以证明DNA进行半保留复制

B.若DNA进行全保留复制，则世代1的DNA离心结果与图乙世代2的DNA离心结果相同

C.若DNA进行弥散复制，每一世代的DNA超速离心后，均出现在离心管的同一位置，但位置逐代上移

D.根据图乙的离心结果，可推测世代4的DNA离心结果是1/16中带、15/16轻带

解析　通过图乙世代1的DNA离心结果，可以排除全保留复制，可能是半保留复制，也可能是弥散复制，A错误；若DNA进行全保留复制，则世代1的DNA离心结果应该是1/2重带、1/2轻带，与图乙世代2的DNA离心结果不相同，B错误；若DNA进行弥散复制，每一世代的DNA相对分子质量相同，超速离心后，应出现在离心管的同一位置，但每一世代的DNA相对分子质量逐代变小，离心后位置逐代上移接近轻带，但不会达到轻带位置，C正确；根据图乙的离心结果，证明DNA进行半保留复制，所以世代4的DNA离心结果是1/8中带、7/8轻带。

答案　C

2.（2018·浙江4月选考）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。

其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。

下列叙述错误的是（　　）

A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术

B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的

C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N—14N—DNA

D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的

解析　a管中的DNA离心后全部分布在离心管的下部，说明这些DNA分子相对质量最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的。

答案　B

考点2　DNA分子复制过程及相关计算

3.下列关于DNA复制的叙述，正确的是（　　）

A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸

B.在全部解旋之后才开始碱基配对

C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链

D.复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链

解析　DNA分子在解旋酶的作用下，只是破坏氢键，破坏了空间结构，没有水解成脱氧核苷酸；DNA分子的复制方式是边解旋边复制，并且是半保留复制。

答案　D

4.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。

下列有关判断错误的是（　　）

A.含有15N的DNA分子占1/8

B.含有14N的DNA分子占7/8

C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个

D.复制结果共产生16个DNA分子

解析　用15N标记的DNA分子在含有14N的培养基中培养，连续复制4次得到16个DNA分子，其中含有15N标记的DNA分子有两个，占1/8，A正确；16个DNA分子中每个DNA分子都含有14N，B错误；DNA分子中胞嘧啶有60个，则该DNA分子中含有腺嘌呤（200－60×2）/2＝40，则复制过程需要的腺嘌呤数为（24－1）×40＝600，C正确。

答案　B

（1）DNA复制过程需注意的问题

①DNA复制是边解旋边复制，而不是两条链完全解开后再进行复制。

②DNA复制的条件：

模板（DNA的两条链）、原料（四种脱氧核苷酸）、酶（DNA聚合酶、解旋酶）、能量（ATP）。

（2）DNA分子复制中的相关计算

DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，其结果分析如下：

①DNA分子数

a.子代DNA分子数＝2n个；

b.含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；

c.不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝（2n－2）个。

②脱氧核苷酸链数

a.子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；

b.亲代脱氧核苷酸链数＝2条；

c.新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条。

③消耗的脱氧核苷酸数

a.若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个；

b.第n次复制所需该脱氧核苷酸数＝2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数－2n－1个DNA分子中该脱氧核苷酸数＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1。

考点3　转录

5.下图为真核生物核内转录过程示意图，叙述错误的是（　　）

A.①为编码链

B.DNA在甲处刚刚由解旋状态恢复双螺旋

C.合成的RNA分子比DNA分子短

D.RNA将在细胞质加工为mRNA

解析　据图分析，②和③形成杂合的RNA－DNA双链，其中②为模板链，③为RNA，①为非模板链（编码链），A正确；根据图示，转录的方向应该是自左向右，DNA在甲处已经转录完成，由解旋状态恢复为双螺旋结构，B正确；RNA分子是以DNA上的基因区段为模板转录而来的，所以合成的RNA分子比DNA分子短，C正确；RNA在细胞核中加工为成熟的mRNA，D错误。

答案　D

（1）转录的条件：

模板（DNA上基因区段的一条链）、原料（四种核糖核苷酸）、酶（RNA聚合酶）、能量（ATP）。

（2）转录的产物是RNA，不仅仅有mRNA，还包含tRNA和rRNA。

（3）转录需RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶识别的位点是DNA上的启动部位，它可以将游离的核糖核苷酸连到已经形成的RNA链上，同时RNA聚合酶还有将DNA双螺旋解开的作用。

（4）转录时不是沿着整条DNA进行，而是以基因为单位进行，其中进行转录的那条链为模板链，不转录的那条链为编码链。

（5）在真核生物中，细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA，然后转移到细胞质中，用于蛋白质合成。

考点4　翻译

6.下图是蛋白质合成示意图，起始密码子对应氨基酸是甲硫氨酸，下列有关叙述错误的是（　　）

A.甲硫氨酸处于图中a的位置

B.密码子位于结构③上

C.②上碱基改变可能改变肽链中氨基酸的种类

D.结构①沿着②向右移动到终止密码子时脱落

解析　图中①②③分别为核糖体、mRNA和tRNA，根据图示，翻译的方向应该是自左向右，即核糖体沿mRNA向右移动，直到移动到终止密码子时脱落。

密码子位于结构②mRNA上，B错误。

答案　B

7.（2018·浙江名校协作体联考）如图为某细胞中基因表达过程的示意图，以下说法正确的是（　　）

A.②链与③链间存在碱基T与A的配对，而③链与④链间不存在这样的碱基配对方式

B.DNA中③链称模板链，也叫编码链

C.⑤和⑥由不同核糖体合成，因而具有不同的氨基酸序列

D.该细胞中DNA与周围核糖体直接接触，并通过RNA传递信息

解析　图中②链为编码链，③链为模板链，④链为转录的产物RNA，转录过程存在碱基T与A的配对；⑤和⑥是以同一个mRNA为模板合成的肽链，具有相同的氨基酸序列。

答案　D

（1）翻译的条件：

模板（mRNA）、原料（20种氨基酸）、酶、能量、核糖体、tRNA。

（2）核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动，氨基酸相继加到延伸中的多肽链上，核糖体移动方向的判断依据是多肽链的长短。

（3）翻译起点：

起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。

翻译终点：

识别到终止密码子（不决定氨基酸），翻译停止。

（4）多肽链合成时，在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行工作，合成多条相同的多肽链，而不是多个核糖体共同完成一条多肽链的合成，这样可以大大提高翻译效率。

（5）遗传信息、遗传密码（密码子）与反密码子的比较

位置

含义

关系

遗传信息

基因

通常指脱氧核苷酸的排列顺序；RNA病毒中指核糖核苷酸的排列顺序

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若蛋白质中氨基酸为n个，则对应的mRNA中碱基数至少3n，基因中碱基数至少6n

遗传密码

mRNA

mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基

反密码子

tRNA

与遗传密码互补配对的3个碱基

（6）原核生物不存在核膜屏障，细胞中DNA与周围核糖体直接接触，边转录边翻译；真核生物的核基因是先转录后翻译。

考点5　遗传信息的表达

8.（2018·浙江11月选考）下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是（　　）

A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA

B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板

C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来

D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中

解析　一个DNA分子上可有多个基因，因此可转录产生多个不同类型的RNA，A正确；转录时，边解旋、边转录、边复旋，B错误；在真核生物中，细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA，C错误；洋葱根尖细胞没有叶绿体，D错误。

答案　A

9.（2018·浙江“超级全能生”联考）如图表示发生在大肠杆菌中的遗传信息传递及表达示意图，下列叙述正确的是（　　）

A.图中三个过程的方向均是从左向右进行的

B.a、b过程所需的原料均有四种，且其中三种是相同的

C.三个过程中均发生碱基互补配对，且配对方式完全相同

D.c过程所需的模板直接来自b过程，且这两个过程可同时进行

解析　图中a、b、c分别表示DNA复制、转录和翻译。

图中转录的方向是从右向左；DNA复制所需的原料是四种脱氧核苷酸，转录所需的原料是四种核糖核苷酸；DNA复制过程碱基配对方式为A—T、T－A、G—C、C—G，转录过程碱基配对方式为A—U、T－A、G—C、C—G，翻译过程碱基配对方式为A—U、U－A、G—C、C—G；原核细胞内边转录边翻译。

答案　D

真核细胞中DNA复制、转录和翻译的异同

项目

复制

转录

翻译

场所

细胞核、线粒体、叶绿体

核糖体

时间

分裂间期

生长发育的整个过程

条件

模板

DNA分子的两条链

DNA分子的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

其他

DNA聚合酶、解旋酶、能量

RNA聚合酶、能量

酶、能量、tRNA

碱基配对方式

A－T、T－A

C－G、G－C

A－U、T－A

C－G、G－C

A－U、U－A

C－G、G－C

遗传信息

传递方向

DNA→DNA

DNA→RNA

RNA→蛋白质

特点

边解旋边复制，半保留复制

边解旋边转录，转录结束后DNA恢复双螺旋结构

若干核糖体串联在一个mRNA分子上，同时工作

产物

两个双链DNA分子

一条单链mRNA

多肽或蛋白质

考点6　结合中心法则与基因考查科学思维能力

10.如图a、b、c表示物