2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第6單元基因的本質(zhì)和表達(dá)第19課基因的表達(dá)教師用書

第19課基因的表達(dá)?學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求?1．通過掌握遺傳信息的傳遞過程，能夠從分子水平闡述生命的延續(xù)性，從而理解生命的延續(xù)和發(fā)展規(guī)律。(生命觀念)2．通過掌握遺傳信息傳遞過程中堿基數(shù)目、氨基酸數(shù)目等數(shù)量關(guān)系，提升分析與計算能力。(科學(xué)思維)3．通過模擬中心法則各過程實驗，提升對實驗結(jié)果的邏輯分析能力。(科學(xué)探究)4．通過掌握抗菌藥物作用機理及有關(guān)中心法則內(nèi)容，形成關(guān)注社會、關(guān)注人體健康的理念。(社會責(zé)任)考點一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯1．RNA的結(jié)構(gòu)與功能2．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)場所：主要是在細(xì)胞核中，在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。(2)條件模板：(3)過程。(4)產(chǎn)物：信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)。3．翻譯(1)場所或裝配機器：核糖體。(2)條件模板：(3)過程。(4)產(chǎn)物：多肽盤曲折疊蛋白質(zhì)。4．密碼子與反密碼子項目密碼子反密碼子位置mRNAtRNA作用直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列識別密碼子特點與DNA模板鏈上的堿基互補與mRNA上的密碼子的堿基互補1．tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵。 (√)2．mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應(yīng)的反密碼子。 (×)3．轉(zhuǎn)錄和翻譯都是以DNA的一條鏈為模板合成生物大分子的過程。 (×)4．轉(zhuǎn)錄和翻譯過程都存在A—U、G—C的堿基配對方式。 (√)【教材細(xì)節(jié)命題】(必修2P65正文思考)一個基因的兩條鏈都可以作為轉(zhuǎn)錄的模板嗎？轉(zhuǎn)錄時只能以基因的一條鏈作為模板。一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？不同基因的模板鏈不一定相同。1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較(以真核生物為例)項目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)(核糖體)模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸21種氨基酸堿基配對原則A—T，G—CT—A，A—U，G—CA—U，G—C條件解旋酶、DNA聚合酶、ATP等RNA聚合酶、ATP等酶、ATP、tRNA等特點半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；DNA雙鏈全保留一條mRNA上可結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈結(jié)果兩個子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA多肽鏈信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)意義傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息2．遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子3．基因表達(dá)中相關(guān)計算(1)DNA模板鏈中A＋T(或C＋G)與mRNA中A＋U(或C＋G)相等，則(A＋T)總%＝(A＋U)mRNA%。(2)基因(DNA)、mRNA上堿基數(shù)目最多對應(yīng)的肽鏈中氨基酸數(shù)目，如下圖所示?？梢姡鞍踪|(zhì)中氨基酸數(shù)目＝1/3mRNA堿基數(shù)目＝1/6DNA堿基數(shù)目。4．RNA的種類種類mRNAtRNArRNA結(jié)構(gòu)單鏈單鏈，呈三葉草形單鏈特點攜帶從DNA上轉(zhuǎn)錄來的遺傳信息一端攜帶特定的氨基酸，另一端相鄰的3個堿基可與mRNA上的密碼子互補配對，叫作反密碼子核糖體的組成成分功能作為翻譯的模板識別密碼子，轉(zhuǎn)運特定的氨基酸參與構(gòu)成核糖體分布細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中(常與核糖體結(jié)合)細(xì)胞質(zhì)中核糖體共同點都是經(jīng)過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，基本單位都相同，都與翻譯的過程有關(guān)考向1|DNA與RNA的比較1．核糖體RNA即rRNA，是三類RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相對分子質(zhì)量最大的一類，它可與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體，作為蛋白質(zhì)生物合成的“裝配機器”。核糖體中催化肽鍵合成的是rRNA，蛋白質(zhì)只是維持rRNA的構(gòu)象，起輔助作用。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．rRNA的合成需要以DNA的一條鏈為模板B．合成肽鏈時，rRNA可以降低氨基酸間脫水縮合所需的活化能C．在真核細(xì)胞中，有些rRNA的合成與核內(nèi)某結(jié)構(gòu)有關(guān)D．基因表達(dá)過程中，DNA上的堿基與mRNA上的堿基、mRNA上的堿基與rRNA上的堿基互補配對D解析：細(xì)胞內(nèi)的三類RNA都是通過轉(zhuǎn)錄形成的，rRNA的合成需要以DNA的一條鏈為模板，A正確；由題中信息“核糖體中催化肽鍵合成的是rRNA”可知，rRNA是催化肽鍵合成的酶，所以可以降低氨基酸間脫水縮合所需的活化能，B正確；真核細(xì)胞中的核仁與rRNA的合成以及核糖體的形成有密切關(guān)系，C正確；基因表達(dá)的過程中，mRNA上的堿基不與rRNA上的堿基進(jìn)行互補配對，D錯誤?？枷?|基因的表達(dá)過程2．圖1、圖2是兩種細(xì)胞中遺傳信息的主要表達(dá)過程。據(jù)圖分析，下列敘述中不正確的是()A．圖1細(xì)胞沒有核膜圍成的細(xì)胞核，可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯B．兩細(xì)胞中基因表達(dá)過程均由線粒體提供能量C．真核生物細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄出的mRNA必須通過核孔后才能翻譯D．圖中所示的遺傳信息的流動方向都是DNA→mRNA→蛋白質(zhì)B解析：圖1細(xì)胞沒有核膜包被的成形的細(xì)胞核，屬于原核細(xì)胞，可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，A正確；圖1細(xì)胞是原核細(xì)胞，沒有線粒體，B錯誤；真核生物細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄出的mRNA，必須通過核孔到細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上才能作為翻譯的模板，C正確；圖示表示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，遺傳信息的流動方向為DNA→mRNA→蛋白質(zhì)，D正確?！痉椒ㄒ?guī)律】轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的四個關(guān)注點(1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進(jìn)而讀取下一個密碼子。(3)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對不完全相同，轉(zhuǎn)錄是A—U、T—A、G—C、C—G，翻譯是A—U、U—A、G—C、C—G。(4)明確mRNA鏈和多肽鏈的關(guān)系。mRNA是以DNA為模板在RNA聚合酶的作用下產(chǎn)生的；而在同一條mRNA鏈上結(jié)合的多個核糖體，同時合成的是若干條多肽鏈，且肽鏈長的，翻譯在前?！炯挤偨Y(jié)】“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過程圖考向3|基因表達(dá)中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系3．胰島素含有51個氨基酸、兩條肽鏈，是由“胰島素原”在高爾基體內(nèi)轉(zhuǎn)變而成的?！耙葝u素原”有86個氨基酸、一條肽鏈。由此可推知()A．編碼胰島素的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA至少含有156個堿基B．一個胰島素分子的合成中最多有87個相同或不同的tRNA分子的參與C．“胰島素原”由核糖體直接轉(zhuǎn)運到高爾基體中D．高爾基體中有催化肽鍵斷裂的酶D解析：編碼胰島素的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA至少含有3×87＝261(個)堿基，A錯誤；終止密碼子沒有tRNA與之對應(yīng)，B錯誤；“胰島素原”合成后先運輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工，再運往高爾基體內(nèi)進(jìn)行加工，C錯誤；由題干信息，胰島素(51個氨基酸、兩條肽鏈)是由“胰島素原”(86個氨基酸、一條肽鏈)在高爾基體內(nèi)轉(zhuǎn)變而成，這一過程需要催化肽鍵斷裂的酶的參與，D正確。4．一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子含有的堿基個數(shù)、合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中堿基個數(shù)至少依次為()A．33、11、66 B．36、12、72C．12、36、72 D．11、36、66B解析：該肽鏈中的氨基酸數(shù)目＝肽鍵數(shù)目＋肽鏈數(shù)目＝11＋1＝12(個)，DNA(或基因)中堿基數(shù)∶mRNA上堿基數(shù)∶氨基酸個數(shù)＝6∶3∶1，該肽鏈含有12個氨基酸，則控制其合成的mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)為12×3＝36(個)；mRNA上相鄰的3個堿基構(gòu)成一個密碼子，決定一個氨基酸，因此該mRNA最多決定12個氨基酸，每個氨基酸都需要一個tRNA來運載，因此合成該多肽需要12個tRNA；轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中堿基數(shù)至少為12×6＝72(個)，B正確。【易錯提醒】關(guān)注計算題中“最多”和“最少”問題(1)mRNA上堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目關(guān)系：翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA上堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。(2)DNA上的堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)目關(guān)系：基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。(3)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。考點二中心法則及基因與性狀的關(guān)系1．中心法則(1)提出者：克里克。(2)補充后的內(nèi)容圖解。①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄；③翻譯；④RNA的復(fù)制；⑤逆轉(zhuǎn)錄。(3)分別寫出下列生物中心法則表達(dá)式。生物種類舉例遺傳信息的傳遞過程DNA病毒T2噬菌體RNA病毒煙草花葉病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒艾滋病病毒細(xì)胞生物動物、植物、細(xì)菌、真菌等(4)請寫出洋蔥表皮細(xì)胞內(nèi)遺傳信息傳遞式：。(5)請寫出洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞內(nèi)的遺傳信息傳遞式：。2．基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑。(2)間接控制途徑。3．表觀遺傳(1)概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。(2)原因：DNA甲基化、構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎棔绊懟虻谋磉_(dá)。(3)吸煙與人體健康的關(guān)系：吸煙會使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響。1．所有活細(xì)胞均可發(fā)生中心法則中的全部過程。 (×)2．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則。 (√)3．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則。 (×)4．線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成。 (√)5．基因與性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。 (×)【教材細(xì)節(jié)命題】(必修2P71正文拓展)生長素、赤霉素等物質(zhì)不是蛋白質(zhì)，它們的合成受基因控制嗎？受?；蚴峭ㄟ^哪一途徑來控制它們的合成的？基因能通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物的性狀?；蛘峭ㄟ^這一途徑來控制非蛋白質(zhì)類物質(zhì)的合成的。1．中心法則體現(xiàn)DNA的兩大基本功能(1)傳遞功能：Ⅰ(DNA復(fù)制)過程體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中；Ⅳ(RNA復(fù)制)過程表示以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物親代與子代之間遺傳信息的傳遞功能。(2)表達(dá)功能：Ⅱ(轉(zhuǎn)錄)、Ⅲ(翻譯)過程共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā)生在個體發(fā)育過程中；Ⅴ過程表示了部分以RNA作為遺傳物質(zhì)的病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程，是RNA中遺傳信息表達(dá)的首要步驟。此類生物專營寄生生活，必須在宿主細(xì)胞中完成其遺傳物質(zhì)的信息表達(dá)，所以需先通過逆轉(zhuǎn)錄過程形成DNA，再進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ過程。2．基因與性狀的聯(lián)系考向1|中心法則1．(2021·廣東卷)金霉素(一種抗生素)可抑制tRNA與mRNA的結(jié)合，該作用直接影響的過程是()A．DNA復(fù)制 B．轉(zhuǎn)錄C．翻譯 D．逆轉(zhuǎn)錄C解析：由題意可知，金霉素可抑制tRNA與mRNA的結(jié)合，使tRNA不能攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體，從而直接影響翻譯的過程，C正確。2．(2022·浙江6月選考)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是()A．催化該過程的酶為RNA聚合酶B．a(chǎn)鏈上任意3個堿基組成一個密碼子C．b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連D．該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞C解析：圖示為逆轉(zhuǎn)錄過程，催化該過程的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯誤；a(RNA)鏈上能決定一個氨基酸的3個相鄰堿基，組成一個密碼子，B錯誤；b為單鏈DNA，相鄰的兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，C正確；該過程為逆轉(zhuǎn)錄，遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤?！炯挤偨Y(jié)】“三看法”判斷中心法則各過程考向2|基因與性狀的關(guān)系3．(2022·重慶聯(lián)考)豌豆的圓粒和皺粒產(chǎn)生機理如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是()A．皺粒豌豆的產(chǎn)生屬于染色體結(jié)構(gòu)變異B．此題能夠表現(xiàn)基因?qū)ι镄誀畹闹苯涌刂艭．插入外來DNA序列導(dǎo)致基因數(shù)目增加D．豌豆的圓粒和皺粒是一對相對性狀D解析：插入外來DNA序列導(dǎo)致皺粒豌豆的產(chǎn)生屬于基因突變，A錯誤；插入外來DNA序列導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變，基因數(shù)目沒有增加，使淀粉分支酶基因表達(dá)異常，能夠表現(xiàn)基因?qū)ι镄誀畹拈g接控制，B、C錯誤；豌豆的圓粒和皺粒是一對相對性狀，D正確。4．下圖為人體內(nèi)苯丙氨酸的部分代謝途徑，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．該過程可以說明，基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀B．一對正常的夫婦生了一個患苯丙酮尿癥的孩子，則這對夫婦再生一個正常男孩的概率為3/8C．若酶1是由m個氨基酸形成的蛋白質(zhì)，則A基因至少有3m個堿基對(不考慮終止密碼子)D．細(xì)胞衰老以后，酶3的活性升高，使黑色素合成減少，頭發(fā)變白D解析：由題圖過程可知，基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物的性狀，A正確。苯丙酮尿癥是常染色體隱性遺傳病，設(shè)相關(guān)基因為D、d，一對正常的夫婦生了一個患苯丙酮尿癥的孩子，說明這對夫婦的相關(guān)基因型均為Dd，則這對夫婦再生一個正常男孩的概率為(3/4)×(1/2)＝3/8，B正確。在不考慮終止密碼子的情況下，合成含m個氨基酸的蛋白質(zhì)，則A基因至少含有6m個堿基，即3m個堿基對，C正確。細(xì)胞衰老以后，酶3的活性下降，使黑色素合成減少，頭發(fā)變白，D錯誤。考向3|細(xì)胞分化與表觀遺傳5．(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黃色體毛，該基因上游不同程度的甲基化修飾會導(dǎo)致其表達(dá)受不同程度抑制，使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變。有關(guān)敘述正確的是()A．Avy基因的堿基序列保持不變B．甲基化促進(jìn)Avy基因的轉(zhuǎn)錄C．甲基化導(dǎo)致Avy基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變D．甲基化修飾不可遺傳A解析：由題可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修飾，其堿基序列保持不變，A正確；Avy基因上游不同程度的甲基化修飾會導(dǎo)致其表達(dá)受不同程度抑制，基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，據(jù)此推測，應(yīng)該是甲基化抑制Avy基因的轉(zhuǎn)錄，B錯誤；甲基化導(dǎo)致Avy基因不能完成轉(zhuǎn)錄，對已表達(dá)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有影響，C錯誤；據(jù)題意可知，甲基化修飾使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變，即可以遺傳，D錯誤。6．DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共價連接一個甲基?；蚪M中轉(zhuǎn)錄沉默區(qū)常甲基化，在個體發(fā)育中甲基化區(qū)域是動態(tài)變化的。將攜帶甲基化和非甲基化肌動蛋白基因的重組質(zhì)粒分別導(dǎo)入培養(yǎng)的肌細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)二者轉(zhuǎn)錄水平相同。下列推測不合理的是()A．啟動子甲基化影響其與核糖體結(jié)合B．DNA甲基化可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄C．DNA甲基化可以影響細(xì)胞的分化D．肌細(xì)胞中可能存在去甲基化的酶A解析：啟動子甲基化影響其與RNA聚合酶結(jié)合，進(jìn)而影響了該基因的轉(zhuǎn)錄，A錯誤；因為基因組中轉(zhuǎn)錄沉默區(qū)常甲基化，若啟動子甲基化，會影響啟動子與RNA聚合酶結(jié)合，進(jìn)而影響該基因的轉(zhuǎn)錄，B正確；細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，而DNA甲基化會導(dǎo)致mRNA合成受阻，即會影響基因表達(dá)，因此DNA甲基化可能會影響細(xì)胞分化，C正確；由題意可知，將攜帶甲基化和非甲基化肌紅蛋白基因的重組質(zhì)粒分別導(dǎo)入培養(yǎng)的肌細(xì)胞后，二者轉(zhuǎn)錄水平一致，因此可知肌細(xì)胞中可能存在去甲基化的酶，D正確。【命題動態(tài)】新高考模式下，“基因的表達(dá)”和“基因與性狀的關(guān)系”多結(jié)合生物學(xué)學(xué)科新進(jìn)展、醫(yī)療技術(shù)新突破等情境命題，以揭示基因表達(dá)、基因控制性狀的本質(zhì)和分子機理。通常以選擇題的形式出現(xiàn)，偶有非選擇題，難度適中。1．(2021·河北卷)關(guān)于基因表達(dá)的敘述，正確的是()A．所有生物基因表達(dá)過程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動到終止密碼子時停止轉(zhuǎn)錄C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息[思維培養(yǎng)]C解析：RNA病毒的蛋白質(zhì)由病毒的遺傳物質(zhì)RNA編碼合成，A錯誤；DNA雙鏈解開，RNA聚合酶與啟動子結(jié)合進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，移動到終止子時停止轉(zhuǎn)錄，終止密碼子是翻譯終止的地方，B錯誤；翻譯過程中，核酸之間通過堿基互補配對相互識別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性，C正確；沒有相應(yīng)的反密碼子與mRNA上的終止密碼子配對，故tRNA不能讀取mRNA上的全部堿基序列信息，D錯誤。[易錯提醒](1)轉(zhuǎn)錄實際上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA的長度明顯小于模板DNA。(2)并非所有細(xì)胞都可進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，如哺乳動物成熟紅細(xì)胞既不進(jìn)行復(fù)制，也不進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。2．(2022·江蘇卷)科學(xué)家研發(fā)了多種RNA藥物用于疾病治療和預(yù)防，圖中①～④示意4種RNA藥物的作用機制。請回答下列問題。(1)細(xì)胞核內(nèi)RNA轉(zhuǎn)錄合成以________為模板，需要________的催化。前體mRNA需加工為成熟的mRNA，才能轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用，說明________對大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運具有選擇性。(2)機制①：有些杜興氏肌營養(yǎng)不良癥患者DMD蛋白基因的51外顯子片段中發(fā)生________，提前產(chǎn)生終止密碼子，從而不能合成DMD蛋白。為治療該疾病，將反義RNA藥物導(dǎo)入細(xì)胞核，使其與51外顯子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合形成________，DMD前體mRNA剪接時，異常區(qū)段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。(3)機制②：有些高膽固醇血癥患者的PCSK9蛋白可促進(jìn)低密度脂蛋白的內(nèi)吞受體降解，血液中膽固醇含量偏高。轉(zhuǎn)入與PCSK9mRNA特異性結(jié)合的siRNA，導(dǎo)致PCSK9mRNA被剪斷，從而抑制細(xì)胞內(nèi)的________合成，治療高膽固醇血癥。(4)機制③：mRNA藥物進(jìn)入患者細(xì)胞內(nèi)可表達(dá)正常的功能蛋白，替代變異蛋白發(fā)揮治療作用。通常將mRNA藥物包裝成脂質(zhì)體納米顆粒，目的是___________________________________________________________________。(5)機制④：編碼新型冠狀病毒S蛋白的mRNA疫苗，進(jìn)入人體細(xì)胞，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成S蛋白，經(jīng)過______________修飾加工后輸送出細(xì)胞，可作為________誘導(dǎo)人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。(6)接種了兩次新型冠狀病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新型冠狀病毒疫苗，根據(jù)人體特異性免疫反應(yīng)機制分析，進(jìn)一步提高免疫力的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________。[思維培養(yǎng)]解析：(1)轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程需要RNA聚合酶的催化。mRNA需要加工為成熟mRNA后才能被轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用，該過程是通過核孔進(jìn)行的，說明核孔對大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運具有選擇性。(2)若DMD蛋白基因的51外顯子片段中發(fā)生基因突變，即發(fā)生堿基對的增添、替換或缺失，可能導(dǎo)致mRNA上的堿基發(fā)生改變，終止密碼子提前出現(xiàn)，從而不能合成DMD蛋白而引發(fā)杜興氏肌營養(yǎng)不良。為治療該疾病，將反義RNA藥物導(dǎo)入細(xì)胞核，使其與51外顯子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合形成雙鏈RNA，DMD前體mRNA剪接時，異常區(qū)段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。(3)高膽固醇血癥是由于膽固醇含量過高引起的，轉(zhuǎn)入與PCSK9mRNA特異性結(jié)合的siRNA，導(dǎo)致PCSK9mRNA不能發(fā)揮作用，即不能作為模板翻譯出PCSK9蛋白，密度脂蛋白的內(nèi)吞受體降解減慢，從而使膽固醇含量正常。(4)通常將mRNA藥物包裝成脂質(zhì)體納米顆粒，是因為脂質(zhì)體與細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)類似，利于mRNA藥物進(jìn)入組織細(xì)胞。(5)新型冠狀病毒的S蛋白在核糖體合成后，還需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的修飾加工后輸送出細(xì)胞；疫苗相當(dāng)于抗原，可誘導(dǎo)人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。(6)接種了兩次新型冠狀病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新型冠狀病毒疫苗，由于該疫苗可激發(fā)機體的二次免疫過程，能產(chǎn)生更多的抗體和記憶細(xì)胞，故可以進(jìn)一步提高免疫力。答案：(1)DNA的一條鏈RNA聚合酶核孔(2)基因突變雙鏈RNA(3)PCSK9蛋白(4)利于mRNA藥物進(jìn)入組織細(xì)胞(5)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體抗原(6)可激發(fā)機體的二次免疫過程，能產(chǎn)生更多的抗體和記憶細(xì)胞[易錯提醒](1)轉(zhuǎn)錄實際上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA的長度明顯小于模板DNA。(2)并非所有細(xì)胞都可進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，如哺乳動物成熟紅細(xì)胞既不進(jìn)行復(fù)制，也不進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。1．(生活、學(xué)習(xí)和實踐情境)HIV能把人體的輔助性T細(xì)胞作為主要攻擊目標(biāo)，大量破壞該細(xì)胞，使人體喪失免疫功能，其侵染輔助性T細(xì)胞的過程如下圖。因此，人體感染HIV后，易感染各種疾病，或發(fā)生惡性腫瘤。下相關(guān)敘述錯誤的是()A．過程①②需要的酶和原料均不相同B．過程③在輔助性T細(xì)胞的核糖體上完成的C．CD4受體主要存在于輔助性T細(xì)胞的細(xì)胞膜上D．HIV患者易患惡性腫瘤是免疫監(jiān)視功能減弱導(dǎo)致的A解析：①是逆轉(zhuǎn)錄過程，需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是四種脫氧核苷酸，②是DNA復(fù)制過程，所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶，原料是四種脫氧核苷酸，A錯誤；病毒外殼蛋白的翻譯是在宿主細(xì)胞的核糖體上完成的，B正確；HIV通過識別并結(jié)合CD4受體特異性侵染輔助性T細(xì)胞，C正確；HIV能把人體的輔助性T細(xì)胞作為主要攻擊目標(biāo)，大量破壞該細(xì)胞，使人體喪失免疫功能，HIV患者易患惡性腫瘤是免疫監(jiān)視功能減弱導(dǎo)致的，D正確。2．(生活、學(xué)習(xí)和實踐情境)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細(xì)胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述錯誤的是()藥物名稱作用機理羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成放線菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性A．羥基脲處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都出現(xiàn)原料匱乏B．放線菌素D處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都受到抑制C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸D．將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱它們對正常細(xì)胞的不利影響A解析：據(jù)題表可知，羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制過程原料的供應(yīng)，而轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程，因為DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄均需要以DNA為模板，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性從而影響DNA復(fù)制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；將三種藥物導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，由于三種藥物是精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞，因此，可以減弱它們對正常細(xì)胞的不利影響，D正確。課時質(zhì)量評價(十九)(建議用時：40分鐘)一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1．下圖為人體內(nèi)胰島素基因的表達(dá)過程。胰島素含有2條多肽鏈，其中A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，含有3個二硫鍵(二硫鍵是由2個—SH連接而成)，下列說法錯誤的是()A．過程①以核糖核苷酸為原料，RNA聚合酶催化該過程B．過程②發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，需要3種RNA參與C．胰島素基因的兩條鏈分別控制A、B兩條肽鏈的合成D．51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質(zhì)量比原來減少了888C解析：過程①表示轉(zhuǎn)錄，以核糖核苷酸為原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA，A正確；過程②表示翻譯，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，需要mRNA、tRNA、rRNA參與，B正確；轉(zhuǎn)錄是以基因的一條鏈為模板，胰島素基因的一條鏈控制胰島素分子中A、B兩條肽鏈的合成，C錯誤；51個氨基酸形成胰島素后，其相對分子質(zhì)量的減少量＝脫水?dāng)?shù)×18＋形成的二硫鍵×2＝49×18＋3×2＝888，D正確。2．下圖是新型冠狀病毒在宿主細(xì)胞的增殖過程，下列敘述錯誤的是()A．＋RNA中的嘌呤堿基數(shù)與－RNA嘧啶堿基數(shù)相等B．在＋RNA和mRNA中都具有決定氨基酸的密碼子C．RNA聚合酶在宿主細(xì)胞中起作用，催化RNA合成D．新型冠狀病毒遺傳信息的傳遞方式與HIV一致D解析：由題圖可知，－RNA是以＋RNA為模板合成，根據(jù)堿基互補配對原則，＋RNA中的嘌呤堿基與－RNA中的嘧啶堿基配對，則＋RNA中的嘌呤堿基數(shù)與－RNA的嘧啶堿基數(shù)相等，A正確；由題圖可知，＋RNA能翻譯出RNA聚合酶，mRNA能翻譯出結(jié)構(gòu)蛋白，說明＋RNA和mRNA中都具有決定氨基酸的密碼子，B正確；RNA聚合酶在宿主細(xì)胞內(nèi)的核糖體上合成，能催化＋RNA、－RNA、mRNA的合成，C正確；HIV是逆轉(zhuǎn)錄病毒，侵染宿主細(xì)胞后，遺傳信息由RNA先傳遞到DNA，再傳遞到RNA，與新型冠狀病毒遺傳信息傳遞方式不一致，D錯誤。3．如下圖所示，哺乳動物載脂蛋白B(ApoB)基因在肝臟和小腸細(xì)胞中通過mRNA的編輯翻譯出不同蛋白質(zhì)。以下有關(guān)敘述錯誤的是()A．肝臟和小腸中具有相同的載脂蛋白B基因B．小腸細(xì)胞中編輯后的mRNA翻譯提前終止C．mRNA編輯過程發(fā)生的堿基變化屬于基因突變D．RNA編輯增加了基因產(chǎn)物種類，提高了生物的適應(yīng)性C解析：同一生物體內(nèi)的不同體細(xì)胞都是由同一個受精卵有絲分裂而來的，含有相同的DNA，所以肝臟和小腸細(xì)胞中具有相同的載脂蛋白B基因，A正確；CAA編碼特定的氨基酸，而UAA是終止密碼子，導(dǎo)致肽鏈合成提前終止，故小腸細(xì)胞中編輯后的mRNA翻譯提前終止，B正確；基因突變發(fā)生在DNA上而非mRNA上，C錯誤；圖示機制導(dǎo)致人體內(nèi)同一基因可以合成不同的mRNA，不同的mRNA可控制合成出不同的蛋白質(zhì)，增加了基因產(chǎn)物的多樣性，提高了生物的適應(yīng)性，有利于生物的進(jìn)化，D正確。4．(2023·江蘇蘇州聯(lián)考)DNA分子中堿基上連接一個“—CH3”，稱為DNA甲基化?；蚣谆梢詫?dǎo)致其不能轉(zhuǎn)錄。這種變化可以在細(xì)胞間遺傳。下列敘述正確的是()A．基因型相同的生物表型也相同B．基因甲基化引起的變異是可遺傳的變異，屬于基因突變C．基因甲基化屬于不利于生物的變異D．原癌、抑癌基因甲基化可能會導(dǎo)致細(xì)胞癌變D解析：基因型相同的生物表型可能不同，生物的性狀還受環(huán)境的影響，A錯誤；基因甲基化引起的變化影響的是轉(zhuǎn)錄過程，不屬于基因突變，B錯誤；若被甲基化的基因是有害的，則有害基因不能表達(dá)，基因甲基化不一定屬于不利于生物的變異，C錯誤；原癌、抑癌基因甲基化后，則不能正?？刂萍?xì)胞周期，會導(dǎo)致細(xì)胞癌變，D正確。5．豌豆的圓粒和皺粒是由R、r基因控制的一對相對性狀，當(dāng)R基因插入一段800個堿基對的DNA片段時就成為r基因。豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機制如圖所示。下列分析錯誤的是()A．R基因插入一段800個堿基對的DNA片段屬于基因突變B．圖示說明基因可通過控制酶的合成間接控制生物體的性狀C．過程①需RNA聚合酶參與，能發(fā)生A—U、C—G、T—A、G—C配對D．參與過程②的mRNA上每三個相鄰堿基都能決定一個氨基酸D解析：根據(jù)題意可知，當(dāng)R基因插入一段800個堿基對的DNA片段時就成為r基因，該變異屬于基因突變，A正確；圖示表明，基因能夠通過控制酶的合成，從而間接控制生物性狀，B正確；①表示轉(zhuǎn)錄過程，以DNA的一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA，該過程發(fā)生A—U、C—G、T—A、G—C堿基互補配對，C正確；mRNA上每三個相鄰的堿基構(gòu)成一個密碼子，其中終止密碼子不能編碼氨基酸，因此mRNA上每三個相鄰的堿基不都能決定一個氨基酸，D錯誤。6．脫氧核酶是人工合成的具有催化活性的單鏈DNA分子。下圖為10-23型脫氧核酶與靶RNA結(jié)合并進(jìn)行定點切割的示意圖。切割位點在一個未配對的嘌呤核苷酸(圖中R所示)和一個配對的嘧啶核苷酸(圖中Y所示)之間，圖中字母均代表由相應(yīng)堿基構(gòu)成的核苷酸。下列有關(guān)敘述正確的是()A．脫氧核酶的作用過程受溫度的影響B(tài)．圖中Y與兩個R之間通過氫鍵相連C．脫氧核酶與靶RNA之間的堿基配對方式有兩種D．利用脫氧核酶切割mRNA可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄過程A解析：脫氧核酶的本質(zhì)是DNA，溫度會影響脫氧核酶的結(jié)構(gòu)，從而影響脫氧核酶的作用，A正確；題圖中Y與同一條鏈上的R之間通過磷酸二酯鍵相連，B錯誤；脫氧核酶本質(zhì)是DNA，與靶RNA之間的堿基配對方式有A—U、T—A、C—G、G—C四種，C錯誤；利用脫氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻譯過程，D錯誤。7．某種花卉的紅色花瓣(A)對白色花瓣(a)為顯性。將純種紅色植株與純種白色植株進(jìn)行雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出介于紅色和白色之間的多種不同花色。研究表明A基因的某段序列具有多個可發(fā)生甲基化修飾的位點(甲基化為DNA化學(xué)修飾的一種形式，能夠在不改變DNA序列的前提下，改變遺傳表現(xiàn))，甲基化程度越高，A基因的表達(dá)水平越低。下列敘述正確的是()A．F1不同花色植株的基因型為AA或AaB．甲基化可能影響了A基因的轉(zhuǎn)錄過程C．甲基化可以在不改變A基因中堿基對排列順序的情況下，使A基因突變?yōu)閍基因D．A基因的甲基化可以直接導(dǎo)致其后代中A基因頻率下降B解析：純種紅色植株與純種白色植株進(jìn)行雜交，正常情況下，產(chǎn)生F1的基因型并未改變，即都為Aa，A錯誤；A基因甲基化程度越高，A基因的表達(dá)水平越低，是因為基因甲基化導(dǎo)致基因某些區(qū)域構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與基因的相互作用，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄過程，B正確；A基因的甲基化是基因化學(xué)修飾的一種形式，并不改變A基因中堿基對排列順序，所以不會使A基因突變?yōu)閍基因，C錯誤；A基因的甲基化不改變A基因的堿基排列順序，也不影響A基因傳給子代的概率，所以A基因的甲基化不會直接導(dǎo)致其后代中A基因頻率下降，D錯誤。8．遺傳印記是因親本來源不同而導(dǎo)致等位基因表達(dá)差異的一種遺傳現(xiàn)象，DNA甲基化是遺傳印記重要的方式之一。印記是在配子發(fā)生和個體發(fā)育過程中獲得的，在下一代配子形成時印記重建。下圖為遺傳印記對轉(zhuǎn)基因鼠的Igf2基因(存在有功能型A和無功能型a兩種基因)表達(dá)和傳遞影響的示意圖，被甲基化的基因不能表達(dá)。下列說法錯誤的是()A．雌配子中印記重建后，A基因堿基序列保持不變B．由圖中配子形成過程中印記發(fā)生的機制，可以斷定親代雌鼠的A基因來自它的父方C．親代雌、雄鼠的基因型均為Aa，但表型不同D．親代雌鼠與雄鼠雜交，子代小鼠的表型及比例為生長正常鼠∶生長缺陷鼠＝3∶1D解析：遺傳印記是對基因進(jìn)行甲基化，影響其表達(dá)，堿基序列并沒有改變，故雌配子中印記重建后，A基因堿基序列保持不變，A正確；由圖中配子形成過程中印記發(fā)生的機制可知，雄配子中印記重建去甲基化，雌配子中印記重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化，可以斷定親代雌鼠的A基因來自它的父方，B正確；親代雌、雄鼠的基因型均為Aa，但表型不同，原因是體細(xì)胞里發(fā)生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表達(dá)，C正確；親代雌鼠的基因型為Aa，產(chǎn)生配子為甲基化A′∶甲基化a′＝1∶1，雄鼠的基因型為Aa，產(chǎn)生的配子為未甲基化A∶未甲基化a＝1∶1，由于被甲基化的基因不能表達(dá)，所以子代小鼠基因型及比例為AA′(生長正常鼠)∶Aa′(生長正常鼠)∶A′a(生長缺陷鼠)∶aa′(生長缺陷鼠)＝1∶1∶1∶1，即子代小鼠的表型及比例為生長正常鼠∶生長缺陷鼠＝1∶1，D錯誤。9．現(xiàn)有四種氨基酸：甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6組對應(yīng)密碼子，假設(shè)一多肽鏈序列為：[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，其中N端為甲硫氨酸的—NH2端，下圖是tRNA的分子結(jié)構(gòu)。下列敘述錯誤的是()A．多肽鏈的C端為精氨酸的羧基B．谷氨酸的羧基與精氨酸的氨基之間形成肽鍵C．脯氨酸與相應(yīng)tRNA的羥基端結(jié)合后第二個進(jìn)入核糖體D．理論上最多有13種不同的mRNA序列可以產(chǎn)生此多肽鏈D解析：多肽鏈?zhǔn)且粋€氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基依次相連，由于排列順序是[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，所以N端為甲硫氨酸的—NH2端，C端為精氨酸的羧基，A正確；根據(jù)A項分析，該多肽鏈?zhǔn)枪劝彼岬聂然c精氨酸的氨基之間形成肽鍵，而精氨酸的羧基呈游離狀態(tài)，B正確；氨基酸連接在tRNA的羥基端，由于脯氨酸是第二個氨基酸，所以第二個進(jìn)入核糖體，C正確；由于甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸各有1、4、2、6組對應(yīng)密碼子，所以理論上最多有1×4×2×6＝48(種)mRNA序列，D錯誤。10．(2023·廣東廣州模擬)施一公團隊致力于“剪接體結(jié)構(gòu)與工作機理”的攻關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)真核生物基因表達(dá)過程中，需要剪接體對前體信使RNA進(jìn)行有效遺傳信息的“剪斷”與重新“拼接”，使之成為成熟信使RNA，稱為RNA剪接。剪接體由多種蛋白質(zhì)和RNA分子組成，下列有關(guān)剪接體說法正確的是()A．過程②需要剪接體催化磷酸二酯鍵的斷裂B．過程①需要DNA聚合酶的參與并以核糖核苷酸為原料C．過程③中一個核糖體結(jié)合多條mRNA鏈從而提高蛋白質(zhì)的合成速率D．過程④分解異常mRNA以阻止異常蛋白的合成，需要RNA酶的參與D解析：據(jù)題圖可知，過程②需要剪接體進(jìn)行有效遺傳信息的“剪斷”與重新“拼接”，故其作用是催化磷酸二酯鍵的斷裂與形成，A錯誤；過程①表示轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄需要的原料是核糖核苷酸，需要RNA聚合酶的參與，DNA聚合酶參與DNA復(fù)制過程，B錯誤；過程③中一條mRNA鏈可結(jié)合多個核糖體以提高蛋白質(zhì)的合成速率，同時進(jìn)行多條相同多肽鏈的合成，C錯誤；過程④利用RNA酶分解異常mRNA以阻止異常蛋白的合成，D正確。二、非選擇題11．(2022·江蘇無錫調(diào)研)生物體中的基因可分為管家基因和奢侈基因。管家基因為多細(xì)胞生物體的細(xì)胞中均表達(dá)的基因，奢侈基因只在生物體中某些特定種類的細(xì)胞中表達(dá)。下圖是人體三種細(xì)胞內(nèi)的部分基因及它們的活動狀態(tài)，請據(jù)圖分析：(1)上述基因?qū)儆诠芗一虻氖莀_______，屬于奢侈基因的是___________________________________________________________________。(2)這三種細(xì)胞是否可能為紅細(xì)胞，__________，理由是___________________________________________________________________。(3)據(jù)圖分析A細(xì)胞最可能是________________，B細(xì)