重点推荐高中生物 第4章 基因的表达 微专题六 基因表达的相关题型突破学案 新人教版必修2.docx
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重点推荐高中生物第4章基因的表达微专题六基因表达的相关题型突破学案新人教版必修2
微专题六 基因表达的相关题型突破
[学习目标] 1.了解DNA的复制、转录和翻译的区别和联系。
2.学会基因的表达的相关计算。
一、DNA复制、转录和翻译的比较
例1 如图所示,下列有关的叙述中,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聚合酶和解旋酶
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
答案 C
解析 C项中甲RNA是模板,产物是DNA,所以模拟的应该是逆转录的过程,而不是转录。
方法总结
1.真核生物DNA复制、转录和翻译的区别
项目
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
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
能量
都需要
酶
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
多种酶
产物
2个双链DNA分子
单链RNA
多肽链(或蛋白质)
产物去向
传递到2个子细胞或子代
主要通过核孔进入细胞质
作为细胞结构或功能蛋白
特点
边解旋边复制,半保留复制
边解旋边转录,转录后DNA恢复原状
翻译结束后,mRNA被降解成单体
碱基配对
A—T、T—A
C—G、G—C
A—U、T—A
C—G、G—C
A—U、U—A
C—G、G—C
意义
传递遗传信息
表达遗传信息,使生物表现出各种性状
2.DNA复制、转录和翻译的联系
变式1 下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。
下列相关叙述正确的是( )
A.①②过程中碱基配对情况相同
B.②③过程发生的场所相同
C.①②过程所需要的酶相同
D.③过程中核糖体的移动方向是由左向右
答案 D
解析 图中①过程是DNA的复制,②过程是转录,③过程是翻译。
复制是DNA→DNA,转录是DNA→mRNA,不同的碱基配对方式是A—T、A—U;核基因的转录场所主要是细胞核,翻译的场所是细胞质;①过程需要解旋酶和DNA聚合酶,②过程需要RNA聚合酶;从图③可以看出,最右边的一个核糖体上的多肽链最长,其翻译的时间
也应该长于左边的两个核糖体,故核糖体的移动方向是由左向右。
二、基因表达过程中有关数量变化
例2 已知一个蛋白质由两条多肽链组成,连接氨基酸的肽键共有198个,翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个,则转录该mRNA的基因中C和T不少于( )
A.200个B.400个C.600个D.800个
答案 C
解析 已知该蛋白质由200个氨基酸组成,则mRNA中至少有600个碱基,转录该mRNA的基因至少有1200个碱基,而双链DNA中C和T占碱基总数的一半,故转录该mRNA的基因中C和T不少于600个。
方法总结
1.基因表达过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数=6∶3∶1。
图解如下:
2.基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算
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)。
以上关系应理解为:
每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基,基因中6个碱基,其原因如下:
(1)DNA中有的片段无遗传效应,不能转录出mRNA。
(2)在基因片段中,有的片段起调控作用,不转录。
(3)转录出的mRNA中有终止密码子,终止密码子不对应氨基酸,所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。
变式2 一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个,由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链,则相应DNA分子的A+T数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
A.m、-1B.m、-2
C.2(m-n)、-1D.2(m-n)、-2
答案 D
解析 DNA模板链的碱基与mRNA的碱基互补,mRNA中G+C=n,则A+U=m-n,所以相应DNA中A+T=2(m-n),RNA中有m个碱基,对应的氨基酸数最多为,形成的蛋白质有两条肽链,所以合成蛋白质时最多脱去的水分子数是-2。
1.(2017·大理巍山一中高一期末)下列能正确表示DNA复制过程的是( )
答案 B
解析 A项,模板链中含有U,是RNA,属于逆转录,错误;B项,模板链中不含有U,子链中含有T,是DNA,可属于DNA复制,正确;C项,模板链中不含有U或T,子链中含有U,是RNA,属于RNA复制或转录,错误;D项,模板链和子链中都含有U,是RNA,属于RNA复制,错误。
2.(2017·广东东莞月考)如图是真核细胞中三种生命活动的示意图,关于下图的叙述错误的是( )
A.只有①③过程遵循碱基互补配对
B.①②③过程都有酶参与催化
C.只有②过程一定发生在细胞质中
D.①②③过程一定都需要消耗能量
答案 A
解析 从图示可知,①为DNA复制过程,②为翻译过程,③为转录过程。
DNA复制和转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则,A错误;DNA复制、翻译、转录过程都需要相关酶的催化,B正确;真核细胞中DNA复制、转录主要发生在细胞核内,翻译发生在细胞质中,C正确;DNA复制、转录和翻译都需要消耗能量,D正确。
3.(2018·泉州期中)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及合成这段多肽对应的tRNA个数依次为( )
A.33 11B.36 12C.12 36D.11 36
答案 B
解析 据题意可知,该多肽的氨基酸数=肽键数+肽链数=11+1=12个,氨基酸通过转运RNA的运输进入核糖体,则翻译时需12个tRNA。
mRNA中三个碱基决定一个氨基酸,则mRNA中至少含有的碱基数=氨基酸数×3=12×3=36个。
4.(2018·河北衡水高三周测卷)下图表示人体基因Y的表达,①~④表示过程,下列叙述正确的是( )
A.过程①是转录,过程②是翻译
B.过程④在核糖体中进行
C.过程③中有2种RNA参与
D.过程②是RNA的加工,发生在细胞核内
答案 D
解析 过程①是转录,过程②是RNA的加工,过程③是翻译,A错误;过程④是肽链的加工,可发生在内质网和高尔基体中,B错误;过程③中有3种RNA(mRNA、tRNA、rRNA)参与,C错误;过程②是RNA的加工,发生在细胞核内,D正确。
5.(2017·淄博期末)下图表示发生在真核细胞内的两个生理过程,请据图回答问题:
(1)过程Ⅰ中甲的名称为______________,乙与丙在组成上的不同之处在于乙含______________。
(2)过程Ⅰ中DNA分子的两条链通过__________结合,在图中方框内应该用______________(填“→”或“←”)标出该过程进行的方向。
(3)若过程Ⅱ的多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则物质①中模板链碱基序列为______________。
若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是____________。
(4)物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质____________(填“相同”“不相同”或“不完全相同”),原因是__________________________________________________。
答案
(1)RNA聚合酶 脱氧核糖
(2)氢键 ← (3)—AGACTT— UAG (4)不完全相同 不同细胞内基因进行选择性表达
解析
(1)分析过程Ⅰ中①为DNA分子,②为RNA分子,故Ⅰ为转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化,因此图中甲为RNA聚合酶;乙为胞嘧啶脱氧核苷酸,丙为胞嘧啶核糖核苷酸,两者的五碳糖不同,前者五碳糖是脱氧核糖,后者的五碳糖是核糖。
(2)DNA分子的两条链通过氢键结合;根据RNA聚合酶的位置可知转录的方向是由右向左。
(3)过程Ⅱ为翻译,②为mRNA,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则丝氨酸和谷氨酸的密码子为UCU、GAA,密码子在mRNA上,mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的,所以根据碱基互补配对原则,物质①中供转录用的模板链碱基序列为—AGACTT—。
若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成,则UGC后一个密码子就是终止密码子,因此导致合成结束的终止密码子是UAG。
(4)同一生物体内不同细胞中选择表达的基因不同,因此物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质不完全相同。
[对点训练]
题组一 DNA复制、转录和翻译的比较
1.下列关于转录和翻译的叙述,错误的是( )
A.转录以核糖核苷酸为原料
B.转录需要RNA聚合酶催化
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提高生物性状的稳定性
答案 C
解析 转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程,A正确;转录过程需要RNA聚合酶的催化,B正确;以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体,C错误;一个氨基酸可以有几种不同的密码子,这样即使由于差错导致密码子改变也不会导致对应氨基酸改变,从而保持生物性状的相对稳定,D正确。
2.(2017·吉林辽源期末)真核生物核基因上遗传信息表达的全过程发生在细胞的( )
A.细胞核中B.染色体上
C.核糖体上D.细胞核、核糖体上
答案 D
解析 基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段:
转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,该过程主要发生在细胞核中;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上。
3.如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图,图丙为图乙中部分片段的放大示意图。
对此分析合理的是( )
A.图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸
B.图丙中a链为模板链,b链为转录出的子链
C.图中所示酶1、酶2和酶3是相同的
D.图甲所示过程主要发生于细胞核内,图乙所示过程主要发生于细胞质中
答案 B
解析 图丙中既有脱氧核苷酸,也有核糖核苷酸,故有2种单糖、5种碱基、8种核苷酸,A错误;a链含有碱基T,为DNA链,即模板链,b链含有碱基U,为转录产物,B正确;酶1、酶2为DNA聚合酶,酶3为RNA聚合酶,C错误;由图示可知,甲为DNA复制过程,乙为转录过程,这两个生理过程都主要发生在细胞核中,D错误。
4.如图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程,下列说法正确的是( )
A.图1所示过程主要发生于细胞核中,其原料为核糖核苷酸
B.图2所示过程主要发生于核糖体中,其原料为氨基酸
C.图1中①是DNA聚合酶,图2中②是rRNA
D.图2所示多肽合成到Gly就终止,导致合成结束的终止密码子是UAG
答案 D
解析 图1所示过程为DNA复制,其原料为脱氧核苷酸;图2所示过程为翻译,其唯一场所为核糖体;图1中①是解旋酶,图2中②是tRNA。
5.下列有关遗传信息传递过程的叙述,错误的是( )
A.DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B.核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C.DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D.DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板,翻译则以mRNA为模板
答案 D
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