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PAGEPAGE11第四章基因的表達第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成一、考點填空1、DNA與RNA的比較DNARNA結(jié)構(gòu)基本單位五碳糖堿基分布2、RNA有三種:_______________,_______________,____________________。3、指基因通過_____________________________________,這一過程稱為基因的表達。包括遺傳信息的________和________兩個過程。4、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的翻譯概念以_____________為模板通過堿基互補配對原則形成_____________的過程游離在細胞質(zhì)中的各種______,以_______為模板,合成具有___________________的過程場所模板原料酶堿基互補配對原則產(chǎn)物5、mRNA上3個相鄰的堿基決定一個氨基酸。每3個這樣的堿基稱為1個___________。6、蛋白質(zhì)合成的“工廠”是_______,搬運工是________。每種tRNA只能轉(zhuǎn)運并識別_____種氨基酸,其一端是攜帶氨基酸的部位,另一端有3個堿基,稱為_____。第二節(jié)基因?qū)π誀畹目刂?、1957年,克里克提出中心法則:遺傳信息可以從______流向______,即DNA的自我復制;也可以從_______流向_____,進而流向蛋白質(zhì),即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是,遺傳信息不能從_____傳遞到_____,也不能從蛋白質(zhì)流向____________。遺傳信息從RNA流向____以及從RNA流向______兩條途徑,是中心法則的補充。2、中心法則圖解:__________________________________________________3、基因通過控制_______的合成來____________過程,進而控制生物體的性狀。如:人的白化癥狀是由于_____________________異常,導致不能將__________轉(zhuǎn)變?yōu)開___________。4、基因還能通過控制__________________直接控制生物體的性狀。5、基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用,精細的調(diào)控著生物體的性狀。二、重要知識點講解第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、DNA與RNA的異同點核酸項目DNARNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu),極少數(shù)病毒是單鏈結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA復制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復制存在部位主要位于細胞核中染色體上,極少數(shù)位于細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細胞質(zhì)中功能傳遞和表達遺傳信息①mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息,翻譯的模板②tRNA:運輸特定氨基酸③rRNA:核糖體的組成成分2、RNA的類型⑴信使RNA(mRNA)⑵轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)⑶核糖體RNA(rRNA)3、轉(zhuǎn)錄(1)概念:在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成RNA的過程。(注:葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄)(2)轉(zhuǎn)錄與復制的異同(下表:)階段項目復制轉(zhuǎn)錄時間細胞有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂間期生長發(fā)育的連續(xù)過程進行場所主要細胞核主要細胞核模板以DNA的兩條鏈為模板以DNA的一條鏈為模板原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸條件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP過程在酶的作用下,兩條扭成螺旋的雙鏈解開,以解開的每段鏈為模板,按堿基互補配對原則(A—T、C—G、T—A、G—C)合成與模板互補的子鏈;子鏈與對應的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)在細胞核中,以DNA解旋后的一條鏈為模板,按照A—U、G—C、T—A、C—G的堿基互補配對原則,形成mRNA,mRNA從細胞核進入細胞質(zhì)中,與核糖體結(jié)合產(chǎn)物兩個雙鏈的DNA分子一條單鏈的mRNA特點邊解旋邊復制;半保留式復制(每個子代DNA含一條母鏈和一條子鏈)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄;DNA雙鏈分子全保留式轉(zhuǎn)錄(轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來的雙鏈結(jié)構(gòu))遺傳信息的傳遞方向遺傳信息從親代DNA傳給子代DNA分子遺傳信息由DNA傳到RNA二、遺傳信息的翻譯1、遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷酸的排列順序mRNA中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補配對的三個堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識別密碼子,轉(zhuǎn)運氨基酸種類基因中脫氧核苷酸種類、數(shù)目和排列順序的不同,決定了遺傳信息的多樣性64種61種:能翻譯出氨基酸3種:終止密碼子,不能翻譯氨基酸61種或tRNA也為61種聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補③密碼子與相應反密碼子的序列互補配對2、翻譯(1)概念:游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。(注:葉綠體、線粒體也有翻譯)(2)翻譯與轉(zhuǎn)錄的異同點(下表):階段項目轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程場所細胞核細胞質(zhì)的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)原料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達三、基因表達過程中有關DNA、RNA、氨基酸的計算1、轉(zhuǎn)錄時,以基因的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,產(chǎn)生一條單鏈mRNA,則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半,且基因模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA分子中U+A(或C+G)相等。2.翻譯過程中,mRNA中每3個相鄰堿基決定一個氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3,是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6?;蛑袎A基數(shù):mRNA分子中堿基數(shù):氨基酸數(shù)=6:3:1第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂埔?、中心法則⑴DNA→DNA:DNA的自我復制;⑵DNA→RNA:轉(zhuǎn)錄;⑶RNA→蛋白質(zhì):翻譯;⑷RNA→RNA:RNA的自我復制;⑸RNA→DNA:逆轉(zhuǎn)錄。(1)(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞(2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞①②二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關系1、(間接控制)①酶或激素細胞代謝基因性狀②結(jié)構(gòu)蛋白細胞結(jié)構(gòu)(直接控制)舉例:①豌豆的圓粒,皺粒;白化??;苯丙酮尿癥②囊性纖維病,鐮刀形細胞貧血癥2、基因型與表現(xiàn)型的關系,基因的表達過程中或表達后的蛋白質(zhì)也可能受到環(huán)境因素的影響。3、生物體性狀的多基因因素:基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間多種因素存在復雜的相互作用,共同地精細地調(diào)控生物的性狀。三、練習題第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成1.轉(zhuǎn)錄過程中的一個片段,其核苷酸的種類有()A.4種B.5種C.6種 D.8種2.(2010年高考上海卷)以“—GAATTG—”的互補鏈轉(zhuǎn)錄mRNA,則此段mRNA的序列是()A.—GAAUUG— B.—CTTAAC—C.—CUUAAC— D.—GAATTG—3.(2011年泰州高一檢測)如圖所示為真核細胞蛋白質(zhì)合成過程中必需的兩種物質(zhì)(甲、乙),下列有關敘述中正確的是()A.遺傳信息位于甲上B.乙由三個堿基組成C.甲的合成需要RNA聚合酶的參與D.乙可以轉(zhuǎn)運多種氨基酸4.遺傳信息的“轉(zhuǎn)錄”與“復制”過程相同的是()A.只以DNA的一條鏈為模板B.以堿基U與堿基A配合成對C.合成的產(chǎn)物mRNAD.按照堿基互補配對原則進行5.已知一段mRNA含有30個堿基,其中A和G有12個,轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數(shù)是()A.12B.24C.18 D.306.噬菌體、煙草花葉病毒、煙草體內(nèi)核苷酸的種類依次是()A.4、4、4B.4、4、8C.4、8、8 D.8、8、87.骨骼肌細胞中合成mRNA及多肽鏈的場所分別是()A.細胞質(zhì)與細胞核 B.細胞核與線粒體C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體 D.細胞核與核糖體8.一個轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是CGA,這個RNA運載的氨基酸是()A.酪氨酸(UAC)B.谷氨酸(GAG)C.精氨酸(CGA) D.丙氨酸(GCU)9.下列說法,錯誤的是()A.一種轉(zhuǎn)運RNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸B.一種氨基酸可以有多種密碼子C.一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運D.一種氨基酸只能由一種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運10.如圖表示人體細胞核中進行的某一生理過程,下列說法正確的是()A.該過程共涉及5種核苷酸B.在不同組織細胞中該過程的產(chǎn)物相同C.該過程需要解旋酶和DNA聚合酶D.該過程涉及堿基互補配對和ATP的消耗11.有關蛋白質(zhì)合成的敘述,不正確的是()A.終止密碼子不編碼氨基酸B.每種tRNA只轉(zhuǎn)運一種氨基酸C.rRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D.核糖體可在mRNA上移動12.某DNA片段所轉(zhuǎn)錄的mRNA中尿嘧啶占28%,腺嘌呤占18%,則這個DNA片段中胸腺嘧啶和鳥嘌呤分別占()A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23% D.46%,27%13.某DNA分子片段中堿基為2400對,則由此片段所控制合成的多肽鏈中,最多有多少種氨基酸()A.800B.400C.200 D.2014.下列各項過程中,遵循“堿基互補配對原則”的有()①DNA復制②RNA復制③轉(zhuǎn)錄④翻譯⑤逆轉(zhuǎn)錄A.①②③④⑤B.①②③④C.①②③⑤ D.①③④⑤15.(2011年青島高一檢測)如圖為蛋白質(zhì)合成的一個過程,據(jù)圖分析并回答問題:(1)圖示屬于蛋白質(zhì)合成過程中的________步驟,該過程的模板是[]________。(2)由圖中信息可推知DNA模板鏈上對應的堿基序列為____________________。(3)根據(jù)圖并參考下表分析:[1]__________上攜帶的氨基酸是________,這個氨基酸與前接的氨基酸是通過______反應連接在一起的。氨基酸丙氨酸蘇氨酸精氨酸色氨酸密碼子GCAACUCGUUGGGCGACCCGCGCCACACGAGCUACGCGG16.如圖表示DNA(基因)控制蛋白質(zhì)合成的過程,請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中標出的堿基符號,包括了________種核苷酸。(2)DNA雙鏈中,________鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈;密碼子存在于________鏈上。(3)如合成的胰島素,共含有51個氨基酸,控制合成的基因上,至少含有________個脫氧核苷酸。17.觀察下列模式圖,回答問題:(1)圖甲所示過程是________,主要場所是________,原料是__________________。鏈a與鏈b的關系是________。經(jīng)甲過程遺傳信息由________傳遞到了________。(2)圖乙所示過程是________,發(fā)生在________(細胞器)中,①②③三個堿基稱為一個________,⑦⑧⑨三個堿基稱為一個______________。該過程需要酶、________、________、________、核糖體、能量等條件。(3)圖中堿基①、④、⑦分別表示____________________;若①、④、⑦分別表示核苷酸,依次表示________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案:1-5CACDD6-10BDDDD11-14CBDA15答案:(1)翻譯3信使RNA(2)ACCCGATTTGGC(3)轉(zhuǎn)運RNA丙氨酸脫水縮合16、答案:(1)8(2)②③(3)30617答案:(1)轉(zhuǎn)錄細胞核四種核糖核苷酸互補DNARNA(2)翻譯核糖體密碼子反密碼子模板(或mRNA)原料(或20種氨基酸)轉(zhuǎn)運工具(或tRNA)(3)尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤尿嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸第2節(jié)基因?qū)π螤畹目刂?.在動植物細胞中都不可能發(fā)生的是()A.①② B.③④⑥C.⑤⑥ D.②④2.在正常人體細胞中,遺傳信息的流動過程不包括()①DNA復制②RNA復制③轉(zhuǎn)錄④逆轉(zhuǎn)錄⑤翻譯A.①② B.②④C.③⑤ D.③④3.(2010年上海綜合能力測試)1983年科學家證實,引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正確表示HIV感染人體過程的“遺傳信息流”示意圖是()A.eq\o(→,\s\up7(翻譯))蛋白質(zhì)(性狀)B.eq\o(→,\s\up7(逆轉(zhuǎn)錄))DNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))蛋白質(zhì)(性狀)C.eq\o(→,\s\up7(逆轉(zhuǎn)錄))DNAeq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)錄))RNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))蛋白質(zhì)(性狀)D.RNAeq\o(→,\s\up7(逆轉(zhuǎn)錄))eq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)錄))RNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))蛋白質(zhì)(性狀)4.在豌豆粒中,由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外來DNA片段而不能合成淀粉分支酶,使得豌豆粒不能合成淀粉而變得皺縮。此事實說明()A.基因是生物體性狀的載體B.基因能直接控制生物體的性狀C.基因通過控制酶的合成來控制生物性狀D.基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物性狀5.有關基因、DNA、蛋白質(zhì)、性狀的敘述,不正確的是()A.基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的B.基因是有遺傳效應的DNA片段C.白化病癥狀的出現(xiàn),是由于基因直接控制合成異常的色素D.基因與性狀之間不是簡單的一對一關系6.(2011年中山高一檢測)遺傳信息從RNA→RNA途徑是對中心法則的補充,下列能夠進行該傳遞的生物是()A.煙草 B.煙草花葉病毒C.噬菌體 D.大腸桿菌7.下列試管中可模擬遺傳信息的流動,其中模擬逆轉(zhuǎn)錄過程的是()8.通常正常動物細胞中不具有的酶是()A.復制DNA所需的酶B.轉(zhuǎn)錄合成RNA所需的酶C.翻譯合成蛋白質(zhì)所需的酶D.逆轉(zhuǎn)錄合成DNA所需的酶9.下列屬于基因通過控制蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)直接控制生物性狀的實例是()①人類的白化?、谀倚岳w維?、郾奖虬Y④鐮刀型細胞貧血癥A.①② B.③④C.①③ D.②④10.(2011年蘇北四市高一檢測)如圖表示有關遺傳信息傳遞的模擬實驗。相關敘述合理的是()A.若X是mRNA,Y是多肽,則管內(nèi)必須加入氨基酸B.若X是DNA的一條鏈,Y含有U,則管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶C.若X是tRNA,Y是多肽,則管內(nèi)必須加入脫氧核苷酸D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,則管內(nèi)必須加入DNA酶11.如圖所示,下列有關敘述中,不正確的是()A.甲是DNA,乙為RNA,此過程要以甲為模板,酶為RNA聚合酶B.甲是DNA,乙為DNA,此過程要以甲為模板,酶為DNA聚合酶C.甲是RNA,乙為DNA,此過程為轉(zhuǎn)錄,原料為脫氧核苷酸D.甲是RNA,乙為蛋白質(zhì),此過程為翻譯,原料為氨基酸12.有關基因與酶關系的敘述正確的是()A.每個基因都控制合成一種酶B.酶的遺傳信息在信使RNA的堿基序列中C.基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯都需要酶D.同一生物體不同細胞的基因和酶是相同的13.(2011年廣州調(diào)研)下列關于基因與性狀關系的敘述,錯誤的是()A.一對相對性狀可由多對基因控制B.基因可通過控制酶的合成進而控制生物的性狀C.隱性基因控制的性狀不一定得到表現(xiàn)D.基因型相同,表現(xiàn)型就相同14.在生物體內(nèi)性狀的表達一般遵循DNA→RNA→蛋白質(zhì)的原則,下面是幾種與此有關的說法,不正確的是()A.在細胞的一生中,DNA一般是不變的,RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的B.對于真核生物而言DNA→RNA主要是在細胞核中完成的,RNA→蛋白質(zhì)主要是在細胞質(zhì)中完成的C.在同一個體的不同體細胞中,DNA相同,RNA和蛋白質(zhì)不一定相同D.在細胞的一生中,DNA、RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量是不變的15.中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。請回答下列問題。(1)a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是________、________、________和________。(2)需要tRNA和核糖體同時參與的過程是________(用圖中的字母回答)。(3)a過程發(fā)生在真核細胞分裂的________期。(4)在真核細胞中,a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是____________。(5)能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是________,后者所攜帶的分子是________。(6)RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有(用類似本題圖中的形式表述):①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________。16.請回答下列有關遺傳信息傳遞的問題。(1)為研究某病毒的致病過程,在實驗室中做了如圖所示的模擬實驗。①從病毒中分離得到物質(zhì)A。已知A是單鏈的生物大分子,其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中,反應后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測定產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—,則試管甲中模擬的是________過程。②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙,反應后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子,則產(chǎn)物Y是________,試管乙中模擬的是________過程。③將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中,反應后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物,則產(chǎn)物Z是________。(2)若該病毒感染了小鼠上皮細胞,則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自_____

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