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1、遗传信息的表达,RNA和蛋白质的合成,1.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系,2基因、染色体、蛋白质、性状的关系,3基因的基本功能(1)遗传信息的传递：发生在传种接代过程中，通过复制实 现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过 转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表 达控制个体发育过程。亲代遗传信息 子代遗传信息 mRNA 蛋白质(子代性状)|生殖过程|个体发育|,表达,(1)DNA上有很多片段，其中有遗传效应的片段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。(2)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体 和叶绿体是基因的次要载体。(
2、3)对于原核细胞来说，基因在拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。,(4)位于染色体上的基因随染色体传递给子代，其遗传遵 循孟德尔定律。(5)位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给 后代，其遗传不符合孟德尔定律。,对位训练5.在生物体内，性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的表达原则，以下叙述不正确的是()A.一个成熟细胞的核DNA含量通常不变，但RNA和蛋 白质含量不断变化B.DNARNA的过程主要在细胞核中完成C.RNA蛋白质的过程主要在细胞质中完成D.同一个体的不同体细胞中，核DNA一般相同，RNA 和蛋白质一般也
3、相同,D,6.下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，错误 的是()A.每条染色体上含有一个DNA(复制后含两个)，DNA 分子上含有多个基因B.生物的传宗接代中，染色体的行为决定着DNA和基 因的行为C.三者能复制、分离和传递，且三者行为一致D.三者都是生物细胞内的主要遗传物质,解析 每条染色体含有1个(未复制时)或2个(复制后)DNA。染色体是DNA和基因的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递)。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的遗传作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。答案 D,构建知识网络,1.DNA的基本功能,mRNAtR
4、NArRNA,题组一：遗传信息的转录和翻译1.生物体的细胞与细胞之间可通过激素等化学信号分子精确高效地发送接收信息，从而对环境做出综合反应。不同的信号分子必须与相应的受体(化学本质多是糖蛋白)特异性结合方能发挥作用。下图是雌激素与相应受体结合情况示意图。,随堂过关检测,由图可知，雌激素与相应的受体结合后形成“激素受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的 过程。()A.DNA复制B.转录C.翻译D.逆转录解析 解该题的关键在于识图，把图中给予的信息挖掘出来。由图可知，“激素受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出相应的mRNA并合成相应的多肽，可见该复合体影响
5、转录过程。答案 B,考点二 遗传信息、密码子和反密码子的比较,三者的对应关系：,规律方法DNA、mRNA和蛋白质的关系1.图示,2.数量关系 在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)两条链中的一条链为模板，合成一条mRNA单链的，因此，DNA中的碱基数是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数量关系一般可表示为(如图)：,提醒 因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上终止密码等)，所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。,对位训练
6、3.已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。假设编码某多肽分子的基因中一条链的碱基排列顺序为ACCACAGTCAGGAACTTCGAT(其中“”表示省略了214个碱基，并且不含有编码终止密码的序列)，若以此链为模板转录，最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是()A.74 B.75 C.77 D.78,解析 可以根据起始密码和终止密码找到与已知DNA链的对应碱基，确定转录的起点和终点：CACAGTCAGGAACT，可知对应的mRNA中碱基有72147228，因为终止密码不编码氨基酸，所以合成的多肽中氨基酸数最多是(2283)375，其中肽键数目是74个。答案 A,2DNA与
7、RNA(1)DNA分子与RNA分子的区别,(2)三种RNA的比较,2(2010嘉兴市一模)观察下面的某生理过程示意图(甲 表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，回答问题：,(1)丙氨酸的密码子是_，连接甲和丙的化学键的结构简式是_。(2)若中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的分子片段中胞嘧啶占_。(3)若该过程合成的物质是抗利尿激素，中合成的物质首先进入_中进行加工，这种激素作用的靶部位是_。,(4)在该生理过程中，遗传信息的流动途径是_，细胞中tRNA共有_种。(5)一种氨基酸可以由多个密码子决定，这对生物生存和发展的重要意义是_。,解析：从转运丙氨酸的tRNA的反密码子可以推知其密码子为GCU。
8、若mRNA中，UA42%，则对应的DNA片段中AT42%，又AT且TC50%，则C为29%。抗利尿激素在核糖体合成后首先进入内质网进行初加工，作用部位为肾小管和集合管，作用是促进其对原尿中水的重吸收。图示过程为基因表达过程：DNA mRNA 蛋白质，对应氨基酸的密码子共有61种，因此tRNA也有61种。,答案：(1)GCUNHCO(2)29%(3)内质网肾小管和集合管(4)DNA RNA 蛋白质61(5)在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变(或：当某种氨基酸使用频率高时，几种密码子决定同一种氨基酸，可以保证翻译速度),考点三 中心法则和基因1.中心法则的理解和分析(1)DNADN
9、A(或基因基因)：以DNA作为遗传物质的生物的DNA自我复制。(2)RNARNA：以RNA作为遗传物质的某些病毒的RNA自我复制。(3)DNARNA：大多数细胞中的转录过程。(4)RNADNA：少数以RNA作为遗传物质的病毒(如劳氏肉瘤病毒)在宿主细胞中的逆转录过程。,(5)RNA蛋白质：细胞质中核糖体上的翻译过程。中心法则是对遗传信息的传递过程的概括，是对DNA基本功能的概括，也是对生物遗传物质和性状的关系以及传递途径的概括。,2.细胞内基因、脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系(1)基因与脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸是基因的基本组成单位，每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。在基因中
10、脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息。在特定的基因中，脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，这构成了基因的特异性。同时，在不同的基因中，脱氧核苷酸的排列顺序是不同的，这构成了基因的多样性。,中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题：(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、和。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的 期。(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。,典例分析,(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，它所携带的分子是。(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的
11、形式表述)：；。,解析 由图可知，a过程为DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；b为转录，在真核细胞中，主要发生在细胞核中，少量也发生在叶绿体或线粒体中；c为翻译过程，发生在细胞质中；d过程为逆转录，主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信息传递过程；e为RNA的复制；tRNA是翻译过程的翻译者，能识别mRNA上的密码子；RNA病毒遗传信息的传递和表达途径有RNA蛋白质或RNADNARNA蛋白质。答案(1)DNA复制 转录 翻译 逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6)RNADNARNA蛋白质 RNA蛋白质,下表有关基因表达的选项中，不可能的是(),解析哺乳动物
12、成熟红细胞无细胞核及细胞器，其内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将细菌抗虫蛋白基因导入抗虫棉叶肉细胞而后表达生成细菌抗虫蛋白；也可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨酸酶基因表达，可生成酪氨酸酶，在该酶的作用下产生黑色素使其肤色正常。,答案D,已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，下图中W表示野生型，、分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酶有活性，则编码该酶的基因是()A基因aB基因b C基因c D基因d,解析本题着重考查学生的识
13、图能力，由题图可知野生型(W)中包括四个基因a、b、c、d，突变体中包括基因a、b、c三个，突变体中包括基因a一个，突变体中包括基因c、d，又从题干中“仅在野生型和突变体中该酶有活性”，可知该酶具有活性必须含有a、b、c基因中的一个或多个。根据突变体可排除a基因对该酶的作用，由突变体可排除c、d基因对该酶的作用，故答案为B。,答案B,下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
14、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，细胞溶胶中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)，线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。,解析(1)转录需要模板、能量、酶、原料等。(2)核糖体主要分布在细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核膜等处，由题意可知核糖体分布在细胞溶胶和线粒体。(3)题意中指出溴化乙啶、氯霉素主要影响线粒体中的转录与翻译，而线粒体中RNA聚合酶活性仍很高，说明RNA聚合酶与线粒体中的DNA无关，从而分析得出指导合成RNA聚合酶的基因分布在细胞核中。(4)分析题干给出的信息，结合图形，即可得出答
15、案。,答案(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞溶胶和线粒体(3)核DNA(细胞核)(4)会,所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证：“其他条件完全相同”。具体来说有如下四个方面：(1)所选用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质 量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽 量相同或至少大致相同。,(2)所用实验器具要相同，即试管、烧杯、水槽、广口瓶等 器具的大小型号要完全一样。(3)所用实验试剂要相同，即试剂的成分、浓度、体积要相 同。尤其要注意体积上等量的问题。(4)所用处理方法要相同，如：保温或冷却；光照或黑暗；
16、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来 说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的 处理。,(2009嘉兴期中)在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后，科学家们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，如下图请回答。,(1)实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是_。(2)细胞提取液为该实验具体提供了_。,(3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的原
17、因是_。(4)要确保实验结论的科学性，需设计对照实验。本题目所给实验中，对照实验是_。(5)要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？(简述)_。,(6)本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：对大肠杆菌进行振荡裂解；_；_。经上述操作，得到了除去DNA和mRNA的细胞提取液。(大肠杆菌中mRNA约在3060分钟内自行分解，因此操作中可不考虑),解析多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mRNA，细胞提取液为转录提供了能量、酶、核糖体、tRNA。实验中除去DNA和mRNA的原因是排除DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响。,答案(1)作为模板mRNA直接控制蛋白质(多肽)合成(2
18、)能量、酶、核糖体、tRNA(不能缺项)(3)排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响(4)加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验(5)依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸(6)离心、过滤，获取匀浆用DNA酶处理匀浆，除去DNA,随堂高考1(2009海南高考)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是()A两种过程都可在细胞核中发生B两种过程都有酶参与反应C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料D两种过程都以DNA为模板,解析：DNA复制是以脱氧核糖核苷酸为原料，而转录则是以核糖核苷酸作为原料。,答案：C,2(2009广东高考)有关蛋白质合成的叙述
19、，正确的是(多选)()A终止密码子不编码氨基酸B每种tRNA只转运一种氨基酸CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D核糖体可在mRNA上移动,解析：遗传信息是指DNA分子中脱氧核苷酸序列，而不是在tRNA上。,答案：ABD,3(2008江苏高考)叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是()A叶绿体DNA能够转录B叶绿体DNA是遗传物质C叶绿体内存在核糖体D叶绿体功能不受细胞核调控,解析：本题考查细胞质遗传及分析能力，叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成，叶绿体内存在核糖体，因此叶绿体DNA能够转录和翻译，叶绿体DNA是细胞质内的遗传物质。
20、叶绿体功能受细胞核调控。,答案：D,4(2008上海高考)下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有()染色体中心体纺锤体核糖体A BC D,解析：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质。在DNA复制和转录的过程中发生碱基互补配对现象。翻译的场所在核糖体，也可发生碱基互补配对现象。,答案：B,5(2008江苏高考)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,解析：图示表明转录可多点进行，转录尚未结束，翻译即已开始。翻译时，每个R
21、NA上结合多个核糖体，每个核糖体上合成一条肽链，这样可有效提高基因表达的效率。,答案：BD,6(2008上海高考)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)()ATG GGC CTG CTG AGAG TTC TAA 1 4 7 10 13 100 103 106A第6位的C被替换为TB第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTTD第103至105位被替换为1个T,解析：选项A、C、D中的碱基替换只可能造成个别氨基酸的替换；选项B中，而碱基间插入一个碱基T后，会造成后面的所有氨基酸序列都发生改变，因此对多肽的
22、氨基酸序列影响最大。,答案：B,7(2009宁夏高考)多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：步骤：获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；步骤：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；步骤：制片、染色、电镜观察，可观察到右图中结果。请回答：,(1)图中凸环形成的原因是_，说明该基因有_个内含子。(2)如果先将步骤所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤中的
23、单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有_序列。(3)DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有_种，分别是_。,解析：内含子是基因中的一部分，但不进行控制蛋白质的合成，所以信使RNA中没有对应部分。,答案：(1)DNA中有内含子序列，mRNA中没有其对应序列。变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环7(2)内含子(3)3AU、TA、CG,8(2008上海高考)中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。,(1)a、b、c、d所表示的四
24、个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。,(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：_；_。,解析：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制(a过程)；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录(b过程)和翻译(c过程)。遗传信息从RNA流向RNA(e过程)及在逆转录酶的作用下从RNA流向DNA(d过程)。在翻译过程中需要tRNA和核糖体同时参与。DNA复制过程发生在真核细胞分裂的间期。真核细胞中，转录和复制的主要场所是细胞核。tRNA能特异性识别信使RNA分子并转运氨基酸。RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径：RNA自我复制形成RNA，RNA翻译成蛋白质；RNA在逆转录酶的作用下形成DNA，DNA通过转录和翻译形成蛋白质，从而表现出特定的生物性状。,答案：(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(S)(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6)RNADNARNA蛋白质,
