高考生物二轮练习精品学案专项20基因的表达生版Word文档格式.docx
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三种:
__________
分布
主要在细胞质中
功能
主要的遗传物质,只要生物体内
有DNA,DNA就是遗传物质
①生物体内无DNA时,RNA是遗传物质;
②参与蛋白质
的合成,即翻译工作;
③少数RNA有催化作用
鉴定
相同点:
①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G;
②二者都是核酸,核酸中的碱基序列代表遗传信息;
联系:
RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的,即RNA的遗传信息来自DNA。
【四】遗传信息、密码子和反密码子的比较
1、含义及作用
⑴遗传信息:
基因中__________的排列顺序。
⑵密码子:
____上决定一个氨基酸的____碱基,决定___的排序。
⑶反密码子:
与____中的密码子互补的____一端的3个碱基,起识别密码子的作用。
2、联系
⑴遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
⑵mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子那么起到翻译的作用。
3、对应关系
思考:
密码子与氨基酸有怎样的对应关系?
基因与性状的关系,表达了基因型、表现型、环境三者之间的什么关系?
课堂讲解
考点一DNA复制、转录、翻译的比较
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的两条单链
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
条件
都需要特定的酶和ATP
产物
2个双链DNA
一个单链RNA
〔mRNA,tRNA,rRNA〕
多肽链〔或蛋白质〕
产物动向
传递到2个子细胞
离开细胞核进入细胞质
组成细胞结构蛋白质
和功能蛋白质
特点
边解旋边复制,
半保留复制
边解旋边转录;
转录后DNA
仍恢复原来的双链结构
翻译结束后,mRNA
分解成单个核苷酸
碱基配对
A—T,T—A,
G—C,C—G
A—U,T—A,
A—U,U—A,
C—G,G—C
遗传信息传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
意义
使遗传信息从亲代传给子代
表达遗传信息,使生物表现出各种性状
知识拓展遗传信息、密码子、反密码子的比较
比较项目
概念
作用
存在位置
种类、数量
相互联系
遗传
信息
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
控制生物的遗传性状
不同基因中脱氧核苷酸的数量、排列顺序不同,决定遗传信息特异性
DNA两条链上的碱基互补
基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列,mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补配对,密码子与相应反密码子的序列互补配对
密码子
mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
64种(3种终止密码子、61种决定氨基酸的密码子)
与DNA模板链上的碱基互补(T被U取代)
反密码子
tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
识别密码子,转运氨基酸
tRNA
理论上61种(实际不详)
与mRNA的碱基互补
例1、(2018·
嘉兴基础测试)对于真核生物遗传信息的传递过程,以下说法错误的选项是()。
A、转录和翻译时都要进行碱基互补配对
B、mRNA穿过核孔在细胞质中进行翻译
C、复制和转录都是以DNA的一条链为模板
D、核糖核苷酸和氨基酸分别参与转录和翻译
变式训练1、〔2018安徽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[来
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
考点二中心法那么的理解与分析
1、内容图解:
图解表示出遗传信息的传递有5个过程。
2、中心法那么与基因表达的关系
补充:
基因表达中相关数量计算
1、基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系:
转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链那么不能转录。
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。
综上可知:
蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA〔或基因〕碱基数目。
3、计算中“最多”和“最少”的分析
⑴翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸,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。
⑵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。
⑶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指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。
⑷蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数〔肽键数=缩去的水分子数〕。
例2、(2018太原调研)以下为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。
“—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”
密码子表:
甲硫氨酸AUG脯氨酸CCA、CCC、CCU苏氨酸ACU、ACC、ACA甘氨酸GGU、GGA、GGG缬氨酸GUU、GUC、GUA
根据上述材料分析,以下描述中,错误的选项是()。
A、该DNA分子中的①链是转录模板
B、决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA
C、这条多肽链中有4个“—CO—NH—”的结构
D、假设这段DNA的②链右侧第二个碱基T被G替代,这段多肽中将会出现两个脯氨酸
考点三基因、蛋白质与性状的关系
1、基因对性状的间接控制
⑴①机理:
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状。
⑵②实例:
白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常引起的。
2、基因对性状的直接控制
⑴机理:
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
⑵实例:
囊性纤维病是由于编码一个跨膜蛋白〔CFTR蛋白〕的基因缺失3个碱基引起的。
3、基因与性状的关系
⑴基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。
如人的身高可能是由多个基因决定的,后天的营养和体育锻炼也有重要作用。
⑵生物体性状的调控网络:
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,精细地调控着生物体的性状,即表现型〔性状〕=基因型+环境因素。
细胞质基因与细胞核基因的比较
细胞质基因
细胞核基因
例子
人的线粒体肌病基因,水稻、玉米等的不育基因
人的白化病、血友病、色盲基因等
存在部位
线粒体、叶绿体、细菌质粒
细胞核
是否与蛋白质结合
否,DNA分子裸露
与蛋白质结合成为染色体
结构
都是双链DNA
都能复制、转录、翻译
数量
少
多
遗传方式
母系遗传
遵循孟德尔遗传规律
联系
〔1〕细胞质基因的活动受细胞核基因的控制、制约
〔2〕核基因的复制、转录在细胞核内进行,翻译在细胞质的核糖体上进行;
质基因的复制、转录、翻译均在细胞质的线粒体、叶绿体内完成,因为这两类细胞器中均有自己的核糖体
〔3〕生物的性状受核基因和质基因共同控制
〔1〕RNA的自我复制和逆转录在正常细胞结构的生物体内能发生吗?
〔2〕何时才能发生?
例3、(2018·
太原调研)结合以下图表进行分析,有关说法正确的选项是()。
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A.环丙沙星和红霉素可分别抑制细菌的①和③
B、青霉素和利福平能抑制DNA的复制
C、结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中
D、①~⑤可发生在人体健康细胞中
变式训练3、(2018年冀州一模)下图示基因的作用与性状的表现之间的关系。
以下相关的表达,正确的选项是()
A、①过程与DNA复制的共同点,都是以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B、③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C、人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现,苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现
D、HIV和大肠杆菌的T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
课堂练习
1、(2018年济南一模)科学家发现了存在于高等生物细胞中的nuc-1基因,该基因编码的蛋白质能使DNA降解,所以nuc-1基因又被称为细胞“死亡基因”。
据此分析,以下表达错误的选项是()
A、靶细胞在效应T细胞的作用下死亡可能是nuc-1基因被激活的结果
B、在人胚胎发育过程中细胞中的nuc-1基因也会表达
C、该基因编码的蛋白质的运输需要内质网、高尔基体的协同作用
D、如果细胞发生癌变,nuc-1基因的表达可能会受阻
2、(2018年潍坊一模)右图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,以下表达错误的选项是()
A、②④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶
B、①②③过程均可在细胞核中进行;
④过程发生在某些病毒细胞内
C、把DNA放在含15N的培养液中进行①过程,子一代含15N的DNA占100%
D、①②③均遵循碱基互补配对原那么,但碱基配对的方式不完全相同
3、(2018年潍坊一模)正常出现肽链终止,是因为()
A、一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能携带氨基酸
B、不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子
C、mRNA在mRNA链终止密码处停止合成
D、tRNA上出现终止密码
6、〔2018新课标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〔〕
A.tRNA种类不同B.mRNA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
7、(2017·
北京理综,4)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。
以下有关胰岛素的表达,正确的选项是()
A、胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B、沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C、胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构无关
D、核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
9、(2017·
江苏卷,7)关于转录和翻译的表达,错误的选项是()
A、转录时以核糖核苷酸为原料
B、转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C、mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D、不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
11、乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。
完整的HBV是由一个囊膜和核衣壳组成的病毒颗粒,其DNA是一个有部分单链区的环状双链DNA。
如下图乙肝病毒在肝脏细胞中的增殖过程。
以下说法不正确的选项是()
A、①过程有可能发生基因突变,从而引起乙肝病毒的变异
B、②过程在生物学上叫转录,需要的酶是RNA聚合酶和解旋酶
C、③过程在生物学上叫翻译,需要在核糖体上完成
D、④过程与①过程相比,其特有的碱基配对方式是T-A
13、(2017·
温州模拟)以下关于密码子的表达错误的选项是()
A、mRNA可以通过逆转录合成目的基因
B、tRNA利用氨基酸与密码子发生互补配对并进一步合成多肽
C、信使RNA上的3个相邻的碱基可能是密码子也可能不是
D、一种氨基酸可以由多种密码子决定,一种密码子不一定决定一种氨基酸
14、(2017·
淮安调研)下图为中心法那么图解。
以下有关的表达中,正确的选项是(多项选择)()
A、过程③只发生在含有逆转录酶的病毒中
B、转基因生物中能够表达①~⑤过程
C、①~⑤的过程中,都能发生碱基互补配对
D、③过程中碱基互补配对时,遵循A—T、U—A、C—G、G—C的原那么
15、〔2018四川2〕将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,重新置入大肠杆菌的细胞内,通过发酵就能大量生产人生长激素。
以下表达正确的选项是〔〕
A、发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B、大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C、大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D、生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
17、(2017·
淮安调研)生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原那么。
下面是几种与此有关的说法,不正确的选项是()
A、在细胞的一生中,DNA一般是不变的,RNA和蛋白质分子是变化的
B、DNA→RNA是在细胞核中完成的,RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C、在同一个体不同的体细胞中,DNA相同,RNA和蛋白质不一定相同
D、在细胞的一生中,DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的
(2)在正常情况下,碱基的排列顺序相同的单链是____________________。
(3)对于乙图来说,RNA聚合酶结合位点位于分子__________上,起始密码和终止密码位于分子____________________上(填字母)。
(4)分子l彻底水解得到的化合物有__________种。
(5)丙图所示的生理过程是从分子l链的__________端开始的。
如果该链由351个基本单位构成,那么对应合成完整的n链,最多需要脱掉__________分子的水。
19、(2018·
合肥质检)许多病毒会使人体致病,下图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。
据图回答以下问题:
20、(2018年烟台一模)油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜,产油率由原来的35%提高到58%。
其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成,图乙是基因A或B表达的部分过程。
请回答以下问题。
(1)酶a与酶b结构上的区别是______________。
(2)图乙所示遗传信息的传递过程称为________;
图中结构⑤的名称是________;
氨基酸②的密码子是________;
图中④形成后到达此场所是否穿过磷脂分子?
________。
(3)在基因B中,α链是转录链,陈教授及助手诱导β链也能转录,从而形成双链mRNA,提高了油脂产量,其原因是__________。
(2)过程②称为________,图中DNA片段由500对碱基组成,A+T占碱基总数的34%,该DNA片段复制2次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子________。
甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA上的反密码子是AUG,那么该tRNA所携带的氨基酸是________。
假设DNA一条链的碱基序列为—TGTGCGTTGACC—,那么以其互补链为模板合成mRNA,那么mRNA的碱基序列为________。
(3)假设a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是________。
一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的生物学意义是___________________________________________________________________。
课后练习
1、〔2018淮安二调11〕测定某mRNA分子中尿嘧啶占26%,腺嘌呤占18%,以这个mRNA反转录合成的DNA分子中,鸟嘌呤和胸腺嘧啶的比例分别是
A.18%、26%B.28%、22%C.26%、18%D.44%、8%
2、〔2018·
厦门市期末17〕人体细胞中,肽链合成的起始密码子与甲硫氨酸的密码子都是AUG,但胰岛素的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这是加工修饰的结果。
以下关于胰岛素基因转录翻译及多肽链加工修饰的表达,错误的选项是()
A、作为模板的物质既有DNA也有RNA
B、这些过程中既有肽键形成也有肽键水解
C、加工修饰的场所既有内质网也有高尔基体
D、催化过程既要DNA聚合酶也要RNA聚合酶
4、〔2018上海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
5、〔2018海南6〕关于微生物的表达,错误的选项是
A.硝化细菌虽然不能进行光合作用,但是自养生物
B.蓝藻虽然无叶绿体,但在生态系统中属于生产者
C.酵母菌呼吸作用的终产物可通过自由扩散运出细胞
D.大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录,在细胞质中翻译
6、(2018·
西城区质检)绿色荧光蛋白(简称GFP)含有1条多肽链,由238个氨基酸组成,能发出绿色荧光。
以下有关GFP的表达不正确的选项是()
A、在控制GFP合成的基因中,脱氧核苷酸的数量应该大于1428个
B、合成GFP的转录过程需要RNA聚合酶和游离的脱氧核苷酸等参与
C、将GFP整合到胚胎干细胞中,可用于胚胎发育中细胞的标记与定位
D、转入GFP基因的植物细胞能发出荧光说明该基因能在植物细胞中成功表达
8、〔2018·
石家庄一质检46〕关于RNA的表达,错误的选项是
A.少数RNA具有生物催化作用
B.真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C.mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基为一个密码子
D.细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸
9、(2018·
合肥模拟)据新华社伦敦2017年9月1日电研究人员调查了超过9.5万人的基因数据,结果发现:
如果第16号染色体上名为16pl1.2的一个区域中的基因被过多复制,就会让人超瘦,而基因丢失那么肥胖的风险就会大大增加。
根据上述材料,以下说法错误的选项是()
A.16pl1.2区域中的基因在染色体上呈线性排列
B.超瘦基因有可能控制着体内物质的氧化分解
C.一个超瘦基因解旋转录出一个mRNA后,该基因因解旋将不复存在
D.超瘦基因的表达过程经历了转录和翻译过程
11、(2018·
沈阳模拟)NF2基因是一种肿瘤抑制基因,其编码的Merlin蛋白与细胞的活动和增殖有着密切的关系,其作用机理如右图所示。
以下有关Merlin蛋白的表达,错误的选项是()
A、Merlin蛋白的合成需通过转录和翻译两个过程
B、Merlin蛋白主要在细胞质中不断积累而发挥效应
C、Merlin蛋白能够与E3泛素化连接酶结合
D、Merlin蛋白抑制致癌基因的表达来发挥抑癌作用
13、(2018·
阜阳模拟)用链霉素或新霉素处理,可以使核糖体与单链DNA分子结合,这一单链DNA分子可以代替mRNA合成多肽,这说明()
A.遗传信息可以从DNA流向RNA
B.遗传信息可以从RNA流向DNA
C.遗传信息可以从DNA流向蛋白质
D.遗传信息可以从蛋白质流向DNA
14、〔2018·
九江一模14〕右图为某细胞中转录、翻译的示意图,据图判断以下描述中正确的选项是〔〕
A、一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
B、多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
C、图中表示4条多肽链正在合成
D、该细胞可以是人体成熟的红细胞
15、(2018·
蚌埠模拟)甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图,以下有关说法正确的选项是()
A、甲图所示的过程叫做翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B、甲图所示翻译过程的方向是从右到左
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、甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同
17、〔2018上海34〕研究者用生长素类似物处理细胞,得到结果如表1,据此分析生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是_______________。
18、〔2018淮安二调28〕图1、图2表示人体细胞中蛋白质合成的相关过程〔图2中甘、丙等表示甘氨酸、丙氨酸等〕,据图回答:
〔1〕在蛋白质合成过程中,图1、图2分别表示▲和▲过程。
〔2〕图1中②和③在组成上的区别是▲。
如果②发生改变,生物的性状▲改变,原因是▲。
〔3〕图2中c表示▲,色氨酸的密码子是▲,假设图中多肽a是由60个氨基酸脱水缩合而成,那么①中至少含有▲个碱基对。
(3)然后在RNA聚合酶的催化作用下,以其中的甲链为模板,以[]________为原料,合成出[]________。
(4)在真核细胞的细胞核中,转录的产物通过________进入到细胞质中,与________结合在一起指导蛋白质的生物合成。
Ⅱ.
(1)为研究某病毒的致病过程,在实验室中做了如图B所示的模拟实验。
图B
①从病毒中分离得到物质A。
A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为—GAACAUGU—。
将物质A加入试管甲中,反应后得到产生X。
经测产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—,那么试管甲中模拟的是________过程。
QQ显微镜:
助学助考助你成功
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