第六单元 第20讲遗传的物质基础.docx

1、第六单元 第20讲遗传的物质基础第20讲基因的表达考纲要求1.遗传信息的转录和翻译()。2.基因与性状的关系()。一、RNA的结构与分类1 RNA与DNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链2 基本单位：核糖核苷酸。3 种类功能判一判1 若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA ()2 若AT、CG，则为单链DNA；若AT、CG，则一般认为是双链DNA()3 若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA ()4 要确定是DNA还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率 ()思考若某

2、些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，则推断可能的核酸情况。提示1个DNA分子2个RNA分子。二、遗传信息的转录和翻译1 判断正误(1)转录只发生在细胞核中 ()(2)转录时以核糖核苷酸为原料 ()(3)转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列 ()(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 ()(5)不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 ()2 密码子和反密码子(1)密码子存在于mRNA上，共有64种。决定氨基酸的密码子有61种；终止密码有3种，不决定氨基酸；起始密码子有2种，决定氨基酸。(2)反密码子存在于tRNA上(如下图)判一判(1)密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组

3、成的，密码子与氨基酸是一一对应关系 ()(2)决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种 ()(3)DNA复制就是基因表达的过程 ()三、基因对性状的控制1 中心法则DNA的复制；转录；翻译；RNA的复制；RNA逆转录。解惑RNA的复制和逆转录只发生在RNA病毒在宿主细胞内的增殖过程中，而且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。2 基因控制性状(连一连)以图助学基因与性状的关系考点一聚焦基因的表达转录和翻译1 观察下列DNA复制、转录、翻译的过程图示并完善下表。(1)区别复制转录翻译时间细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DN

4、A的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、ATP解旋酶、RNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸(2)联系2 下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可同时结合多个核糖体。(2)存在上述关系的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)蛋白质合成的方向：从左向右(据上图)，判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

5、需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。(5)讨论：图示中合成了几条肽链？是否相同？答案图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。3 根据转录、翻译过程中碱基配对关系，完善下表。DNAACGGATCTTTGCCTAGAAmRNA(密码子)UGCCUAGAA反密码子ACGGAUCUU氨基酸半胱氨酸亮氨酸谷氨酸易错警示与转录、翻译有关的5个注意点(1)转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。(2)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确

6、性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。(3)翻译进程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。(4)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：(5)解答蛋白质合成的相关计算时，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。1 如图是蛋白质合成过程示意图，下列相关叙述正确的是 ()A图中共有2种RNAB图示过程中碱基间的配对方式有3种C氨基酸将与氨基酸脱水缩合形成肽键D终止密码子位于b端答案D解析图示为翻译过程。图中共有mRNA、tRNA、rRNA 3种RNA。碱基间的配对方式有A与U、G

7、与C、U与A、C与G，共4种。翻译方向为由a端到b端，氨基酸将与氨基酸脱水缩合形成肽键。2 如图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。(1)完成过程需要_等物质从细胞质进入细胞核。(2)从图中分析，核糖体的分布场所有_。(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由_中的基因指导合成。(4)用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(序号)，线粒体功能_(会或不会)受到影响。(5)已知AUG、GUG为起始密码子

8、，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某信使RNA的碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU。此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为_。答案(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞质基质和线粒体(3)细胞核(4)会(5)16个解析(1)过程为转录，需要从细胞质中获取ATP、核糖核苷酸、酶。(2)过程和表示翻译，其场所是核糖体，核糖体分布在细胞质基质和线粒体中。(3)由于溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程，将该真菌分别在含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养时，线粒体中RNA聚合酶的活性却很高，这说明该RNA聚合酶不是由线粒体的基因控制合成的，而是由细胞核中的基因指导

9、合成的。(4)用鹅膏蕈碱处理细胞后细胞质基质中RNA含量显著减少，应该是抑制了核DNA的转录过程，线粒体由于前体蛋白减少，功能会受到影响。(5)由于题中涉及mRNA中的起始密码子和终止密码子，所以开始翻译的碱基组合为AUG；此前碱基不能进行翻译过程，而在UAG处停止翻译，其间一共有48个碱基可控制蛋白质的合成，所以此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为16个。技法提炼碱基与氨基酸数目计算根据蛋白质的合成过程，基因中每3个碱基对转录出mRNA中的3个碱基(一个密码子)，再翻译成1个氨基酸(无特别说明，不考虑终止密码)。数量关系式：考点二分析中心法则1 利用流程图分类剖析中心法则(1)写出细

10、胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则答案(2)写出烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则答案(3)写出HIV等逆转录病毒的中心法则答案(4)总结所有生物的中心法则答案2 利用图示分类剖析中心法则(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。易错警示与中心法则有关的4点提示：(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉

11、细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。(2)RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。(3)进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(4)需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作为模板)和转录(DNA的一条链作为模板)。3 下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是 ()A基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状B过程可在RNA病毒体内发生C过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D过程中碱基互补配对时，遵循AU、UA、CG、GC的原则答

12、案D解析分别代表转录、逆转录、RNA的复制、翻译、DNA的复制。和过程在RNA病毒侵染宿主细胞后进行。发生逆转录时，遵循AT、UA、CG、GC的配对原则。4 如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是(双选) ()A若X是RNA，Y是DNA，则试管内必须加入逆转录酶B若X是CTTGTACAA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶C若X与Y都是DNA，则试管内必须加入氨基酸D若Y是蛋白质，X是mRNA，则试管内还要有其他RNA答案AD解析若X是RNA，Y是DNA，表示逆转录过程，需加入逆转录酶；若X是CTTGTACAA，Y含有U，表示转录过程，需加入RNA聚合酶；若X与Y都是DNA

13、，表示DNA的复制过程，需加入DNA聚合酶；若Y是蛋白质，X是mRNA，表示翻译过程，则试管内还要有其他RNA，如tRNA。中心法则五个过程的比较过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸AT TA CG GCDNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸AU TA CG GCRNA绝大多数生物翻译RNA多肽mRNA20种氨基酸AU UACGGC多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNARNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸AU UA CG GCRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNADNAR

14、NAA、T、C、G四种脱氧核苷酸AT UA CG GCDNA某些致癌病毒、HIV等序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案题干信息没有显示DNA复制过程；流程图上应显示过程名称DNARNA蛋白质应按题干所给定的数字作答解旋酶表述不完整DNA复制对DNA和RNA聚合酶区分不清RNA聚合酶表述不准确核糖核苷酸没有结合空后的信息作答tRNA对多肽和蛋白质区分不清多肽(肽链)表述范围过宽氨基酸的种类或数目题组一转录与翻译1 判断正误(1)转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列(2011江苏，7B) ()(2)以“GAATTG”的互补链转录mRNA，则此段mRNA的序列是CUUAAC(2010上海

15、，2C) ()(3)转录和翻译两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料(2009海南，12C) ()(4)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009广东，25B) ()(5)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(2009广东，25C) ()答案(1)(2)(3)(4)(5)2 (2012新课标全国卷，1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的 ()AtRNA种类不同BmRNA碱基序列不同C核糖体成分不同D同一密码子所决定的氨基酸不同答案B解析tRNA的种类与其要转运的氨基酸的种类不同，由于组成两种分泌蛋白的氨基酸种

16、类相同，因此tRNA种类相同；核糖体的组成成分相同，都是由蛋白质和rRNA组成的，A、C两项错误。所有生物共用一套遗传密码，同一密码子所决定的氨基酸相同，D项错误。根据中心法则，蛋白质中的氨基酸序列直接由mRNA的碱基序列决定，故氨基酸排列顺序不同是由mRNA碱基序列不同导致的，B项正确。3 (2012安徽卷，5)图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在 ()A真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成 多条肽链B原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链C原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译答案C解

17、析真核细胞有以核膜为界限的细胞核，转录完成后，mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合才开始翻译，故D项错误；由图示知，在RNA聚合酶的作用下，细胞内正在发生转录，转录还未结束，mRNA就开始与多个核糖体结合进行翻译，故该细胞应为原核细胞，C项正确，A项错误；翻译过程中，核糖体在mRNA上移动，从而合成肽链，B项错误。题组二中心法则及其应用4 (2012上海卷，7)在细胞中，以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括 ()A复制和转录 B翻译和转录C复制和翻译 D翻译和逆转录答案D解析根据中心法则可以看出，翻译是以RNA为模板合成蛋白质，逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，RNA为模板进行自

18、我复制只存在于某些RNA病毒。5 (2011安徽卷，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CDNA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，乙可起始多次答案D解析由图可以看出，甲图所示为DNA分子的复制过程，其方式为半保留复制，产生两个相同的子代DNA分子；乙图所示为以DNA分子的一条链为模板，产生单链RNA的转录过程，故A项错误。DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中，转录过程主要发生在细胞核

19、中，B项错误。在上述两个过程中，均需要解旋酶参与，故C项错误。在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，在整个细胞周期中每时每刻都需要多种酶的参与，多数酶的化学本质是蛋白质，因而转录、翻译过程贯穿于细胞周期的始终，因此，乙图所示过程可起始多次，D项正确。6 (2010江苏卷，34)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

20、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_，从而抑制了翻译的起始；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

21、_。答案(1)GGUCCACTGACC(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)CA解析从图中可以看出：甘氨酸在核糖体读取天冬氨酸密码子之前，其密码子应该为mRNA上的GGU；“”在mRNA上的碱基序列为：GGUGACUGG，所以对应模板链的DNA碱基序列应为CCACTGACC，也可以是CCAGTCACC(转录方向与前者相反)；Fe3浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，阻止了核糖体在mRNA上的结合与移动，抑制了翻译的正常进行；当Fe3浓度高时翻译能够正常进行，既能有效减小Fe3对细胞的毒性，又不致造成细胞

22、内物质和能量的浪费；图中显示：mRNA的碱基数量远远大于3n(n为氨基酸数)，是因为mRNA两端存在不翻译氨基酸的碱基序列；要使色氨酸(密码子为UGG)变为亮氨酸(密码子为UUG)，只要模板链上的ACCAAC，即中间的碱基CA。【组题说明】考点题号错题统计错因分析遗传信息的转录和翻译1、2、3、4、5、6、10、13中心法则7、8、9、11、12、14、15一、单项选择题1 下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是 ()A生物的遗传信息只存在于DNA分子中B真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNAC原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上D在真核生物细胞内

23、，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA答案C解析有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA中；凡是有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，逆转录过程只存在于少数以RNA为遗传物质的病毒内。2 甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，下列有关说法中，正确的是()A甲图所示过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成B甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左C乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板D甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同答案B解析一条多肽链的合成由一个核糖体完成；转录产物有mRNA、tRNA

24、和rRNA三种；转录和翻译过程中都发生了碱基配对，但碱基互补配对方式不同，如转录过程中有T和A的配对，翻译过程中则没有。3 如图所示为人体内蛋白质合成的部分过程，、是与蛋白质合成相关的三种重要结构或物质。下列说法正确的是 ()A图示过程发生于细胞质基质中的核糖体上B、中含有RNA，中只含蛋白质C密码子表中GAA所编码的氨基酸就是中所携带的氨基酸D经过图示过程形成的蛋白质往往要经过进一步的加工才具有特定的功能答案D解析图示过程为翻译过程，在人体细胞内还可发生于线粒体中的核糖体上。、分别含有tRNA、rRNA和mRNA。中所携带的氨基酸由密码子CUU决定。4 据研究发现，红霉素等抗生素能抑制细菌生

25、长，原因是有的抗生素能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止mRNA与tRNA的结合，以上事实不能说明 ()A有的抗生素能抑制蛋白质的合成B有的抗生素能阻止翻译过程C有的抗生素能阻止转录过程D有的抗生素能抑制rRNA的合成答案C解析核糖体主要是由rRNA和蛋白质组成的，有的抗生素能抑制核糖体的形成，说明其可能会抑制蛋白质的合成或rRNA的合成；翻译过程中有mRNA与tRNA的结合，有的抗生素能阻止mRNA与tRNA的结合，说明其可能阻止翻译过程；转录过程是以DNA为模板合成mRNA的过程，题干信息不能体现C项所述内容。5 关于如图所示生理过程的描述中，最合理的是 ()A可能发生于硝化细菌细胞内B表示

26、噬菌体的转录和翻译过程C图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中D图中两核糖体合成的蛋白质不同答案A解析由图示可以看出，转录和翻译同时进行。人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导蛋白质的合成。该过程与图示不符。图中两核糖体以同一mRNA为模板，合成的蛋白质也相同。6 如图所示为高等生物多聚核糖体合成肽链的过程，有关该过程的说法正确的是 ()A该图表示翻译过程，图中核糖体从左向右移动，共同翻译出一条多肽链B多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上互不相同C若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子DmRNA上结合的核糖

27、体越多，合成一条肽链所需时间越短答案C解析由图可知，该过程为翻译过程，由肽链的长短可知，图中核糖体的移动方向是从右向左，且每个核糖体单独翻译出一条多肽链，故A错误；图示中多个核糖体以同一条mRNA为模板，合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上完全相同，故B错误；合成某条肽链时脱去了100个水分子，说明该肽链有100个肽键，由101个氨基酸组成，肽链中的氧原子存在于肽键(100个)、羧基端(2个)和R基(可有可无)中，至少有102个O，故C正确；图中每个核糖体独自合成一条完整的肽链，所需时间大致相同，故D错误。 7 在遗传信息的传递和表达过程中，一般不可能发生的是 ()ADNA的复制主要发生在细胞核中，以DNA的两条链为模板B转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板C翻译发生在核糖体上，以mRNA为模板DDNA复制和转录的原料都是脱氧核苷酸答案D解析DNA复制所需要的原料是脱氧核苷酸，但转录所需要的原料是核糖核苷酸。8 如图是中心法则的部分示意图，该