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文檔簡(jiǎn)介
第24講基因的表達(dá)
課標(biāo)內(nèi)容(1)概述DNA分子上的遺傳信息通過(guò)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞
分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,生物的性狀主要通過(guò)蛋白質(zhì)表現(xiàn)。(2)概
述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。
考點(diǎn)一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
「基礎(chǔ)”精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)
1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能
基本單位:4種
核糖核昔酸
聚合,一
核糖核
-V-
昔酸鏈V
mRNA蛋白質(zhì)合成的直接模板
RNAtRNA-轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,識(shí)別密碼子
(通常是八,rRNA核糖件的組成成分
單鏈)病毒
RNA病毒的遺傳物質(zhì)
RNA
少數(shù)酶為RNA,可降低化學(xué)
酶
反應(yīng)的活化能(起催化作用)
名師解讀
DNA守口RNA的區(qū)別
(1)正確判斷DNA和RNA
①含特有堿基T或脫氧核糖nDNA;
②含特有堿基u或核糖nRNA。
(2)DNA和RNA合成的判斷:用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA
的合成。若大量消耗T,可推斷正在進(jìn)行DNA的合成;若大量利用U,可推斷
正在進(jìn)行RNA的合成。
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
“RNA是在細(xì)胞核中,通過(guò)RNA聚合酶以也A
出.的一條鏈為模板合成的,這一過(guò)程叫作轉(zhuǎn)錄
主要是細(xì)胞核,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生
w-轉(zhuǎn)錄過(guò)程
(酶:RNA聚合酶
【結(jié)果:雙鏈解開(kāi),暴露堿基
(原則:堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
(A-U,T-A,C-G,G-C)
模板:解開(kāi)的DNA雙鏈
R
N,中的一條鏈
A
原料:游離的核糖核甘酸
聚
心
口、能量:一般由ATP提供
酶
「酶:RNA聚合酶
I結(jié)果:形成一個(gè)RNA
,合成的mRNA從模板鏈
上釋放
lDNA雙鏈恢復(fù)成雙螺旋
1結(jié)構(gòu)
名師解讀
(1)真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需栗在細(xì)胞核加工處理成為成熟的
mRNA后才能作為翻譯的模板。
(2)一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)以基因的一條鏈為模板,一個(gè)DNA分子上的不同基因的模板
鏈不一■定相同。
(3)轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的,一個(gè)基因可被多次轉(zhuǎn)錄。
3.遺傳信息的翻譯
游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以迪2運(yùn)為
一模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的
過(guò)程
噓■一場(chǎng)竹
A
裝配機(jī)器,-------,mRNA與核糖
直接模板tRNA攜帶氨
■基酸置于特定
位置
與④脫豕箍令左轉(zhuǎn)移
到下一個(gè)tRMA上片,核糖體沿著
mRNA移動(dòng),
讀取下一個(gè)密
碼子,由對(duì)應(yīng)
tRNA運(yùn)輸相應(yīng)
[MW的氨基酸加到
延伸中的肽鏈
上(一個(gè)mRNA
可以結(jié)合多個(gè)核
(核糖體在mRNA'糖體)
上的移動(dòng)方向)
當(dāng)核糖體到達(dá)
mRNA上的經(jīng)
馀迂隹有HW、俄VA也"止密碼子時(shí),
的著與合成停止
“肽鏈合成后從
|脫離卜核糖體與mRNA
的復(fù)合物上脫離
產(chǎn)-多肽盤(pán)曲折疊,蛋白質(zhì)
物
4.遺傳信息、密碼子與反密碼子辨析
基因中脫氧核
mRNA上決定識(shí)別并轉(zhuǎn)
昔酸的排列順
1個(gè)氨基酸的運(yùn)1種氨
序(RNA病毒
3個(gè)相鄰堿基基酸
除外)
念檻
密
遺m-
傳位
位
位
rD轉(zhuǎn)
R
N碼R
信
置
置
錄
息NN
,A子
AA
作
用
作
用
念
決定蛋白質(zhì)中決定蛋白質(zhì)中[]tRNA一端與密
氨基酸序列的氨基酸序列的碼子對(duì)應(yīng)的3個(gè)
直接模板||相鄰堿基
間接模板
名師解讀
(1)密碼子有64種,不同生物共用一套遺傳密碼。
①有2種起始密碼子:在真核生物中AUG作為起始密碼子;在原核生物中,GUG
也可以作為起始密碼子,此時(shí)它編碼甲硫氨酸。
②有3種終止密碼子:UAA、UAG、UGAo正常情況下,終止密碼子不編碼氨
基酸,僅作為翻譯終止的信號(hào),但在特殊情況下,終止密碼子UGA可以編碼硒
代半胱氨酸。
(2)通常一種密碼子決定一種氨基酸,一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。
(3)每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡(jiǎn)并),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)
運(yùn)。
【考點(diǎn)速覽?診斷】
(l)tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成。(2020?全國(guó)卷HI,3C)(X)
提示二者都是單鏈結(jié)構(gòu)。
(2)細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽。(2020?全國(guó)卷
HI,1B)(X)
提示轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生mRNA、tRNA、rRNA等,其中tRNA和rRNA不能編碼多肽。
(3)多個(gè)核糖體可結(jié)合在一個(gè)mRNA分子上共同合成一條多肽鏈。(2019?浙江4
月選考,22C)(X)
提示合成多條多肽鏈。
(4)攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體的同一個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。(2019?海南卷,
20C)(X)
提示攜帶第一個(gè)氨基酸的tRNA與核糖體的位點(diǎn)1結(jié)合,其他都與核糖體的位
點(diǎn)2結(jié)合。
(5)原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物。(2018?江蘇卷,3A)(X)
提示原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成需RNA片段作為引物。
(6)細(xì)胞中的RNA合成過(guò)程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生。(2017?全國(guó)卷HI,1C)(X)
提示線粒體和葉綠體中也可合成RNA。
?精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
1.起始密碼子AUG決定甲硫氨酸,蛋白質(zhì)的第一個(gè)氨基酸往往不是甲硫氨酸的
原因是O
提示翻譯生成的多肽鏈往往需進(jìn)行加工修飾,甲硫氨酸在此過(guò)程中會(huì)被剪切掉
2.核糖體和mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn),攜帶多肽的
tRNA(填"會(huì)”或“不會(huì)”)先后占據(jù)核糖體的不同的tRNA結(jié)合位點(diǎn)。
一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,這些核糖體形成的肽鏈?zhǔn)窍嗤?
原因是______________________________________________________________
提示2會(huì)這些肽鏈都是以同一個(gè)mRNA分子為模板翻譯合成的
3.據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
①如圖中a、b、c依次為何種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)?圖中顯示a、b間存在何種數(shù)量關(guān)系?
其意義是什么?
②圖示翻譯方向是A—B還是BfA,判斷依據(jù)是什么?
提示①a是mRNA,b是核糖體,c是肽鏈。圖示表示一個(gè)mRNA分子上可相
繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。意義:少量的mRNA分子就可
以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
②A-B。由c中三條可看出,鏈越往B側(cè)越長(zhǎng),可確認(rèn)翻譯方向是A-B。
【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】
1.常考圖示解讀
令有堿基時(shí)拮令氨基
并有篆錠破的智位①tRNA呈三葉草形狀。
r5座②一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一
種氨基酸,一種氨基酸可
由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。
4讀取■由氨塞堿連接用才始傕
J"他長(zhǎng).端的短附端口取,S'-,'力仞)
反密碼城:識(shí)別密碼子
DNADNA
I①一個(gè)核糖體與mRNA的
;結(jié)合部位形成2個(gè)tRNA結(jié)
;合位點(diǎn)。
;②翻譯起點(diǎn):起始密碼子
:決定的是甲硫氨酸。
之③翻譯終點(diǎn):識(shí)別到終止
UAC密碼子(不決定氨基酸)翻
5'3,譯停止。
位點(diǎn)/位電④翻譯進(jìn)程:核糖體沿著
移動(dòng),不移動(dòng)。
5'端包3儲(chǔ)方初mRNAmRNA
(-…
①數(shù)量關(guān)系:一個(gè)mRNA可
/核糖體相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,形成
多聚核糖體。
②方向:從左向右,判斷依
據(jù)是多肽鏈的長(zhǎng)短,長(zhǎng)的翻
譯在前。
③結(jié)果:合成多個(gè)氨基酸序
&多肽犍長(zhǎng)的說(shuō)明核糖
列完全相同的多肽,因?yàn)槟?/p>
林孑吁RMA美先揩令的,
翻譯干特技手;板mRNA相同。
多肽錘短的說(shuō)明核糖④意義:少量的mRNA分子
體%"R/VA美啟絡(luò)令的,[可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。|
翻譯干特執(zhí)晚.
2.“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過(guò)程
圖1圖2
[一看細(xì)胞結(jié)構(gòu))[二看轉(zhuǎn)錄和翻譯能否同時(shí)發(fā)國(guó)
如果轉(zhuǎn)錄和翻譯能同時(shí)進(jìn)行,
如果有細(xì)胞說(shuō)明該過(guò)程屬于原核生物的
核(如圖2),則基因表達(dá)過(guò)程(真核生物線粒
為真核生物;體和葉綠體中基因表達(dá)過(guò)程
無(wú)細(xì)胞核(如也是同時(shí)發(fā)生的);如果轉(zhuǎn)錄和
翻譯不能同時(shí)進(jìn)行(先轉(zhuǎn)錄后
圖1),則為原
翻譯),說(shuō)明該過(guò)程屬于真核生
核生物
物的基因表達(dá)過(guò)程(如圖2)
3.基因表達(dá)中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系
:‘DNA(基因)11'm__R_N__A_!1逋自更
GCA
---->CG?U??---一--精氨酸
CGT氨基
堿基數(shù)堿基數(shù)酸數(shù)
6:3:1
名師解讀
實(shí)際基因表達(dá)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系不符合6:3:1的原因
①DNA中有的片段無(wú)遺傳效應(yīng),不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②在基因片段中,有的片
段(如非編碼區(qū))起調(diào)控作用,不轉(zhuǎn)錄。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子,正常
情況下,終止密碼子不編碼氨基酸。④合成的肽鏈在加工過(guò)程中可能會(huì)被剪切掉
部分氨基酸。
4.真、原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)和表達(dá)
(1)基因的結(jié)構(gòu)
|非編碼區(qū))[編碼區(qū))|非編碼區(qū)]
RNA聚合酶|,一1
點(diǎn)|值近終止子
真核生
物基因
(2)基因表達(dá)遺傳信息
①原核生物基因
非編
區(qū)
;碼編碼區(qū)----------甘碼區(qū)'
即
啟
動(dòng)子
一
》.二二二二二二二二二1I終止子程,
轉(zhuǎn)
錄
mRNA5,二二二二二mt二二"終止密碼
翻譯]
多肽鏈HN-o-o-o-o-o-o—ooo-o-oCOOH
②真核生物基因
非編(?非編?
編碼區(qū)
,卜碼區(qū)可L碼^^3,
前體;3'
mRNA51
加工!
111ITrg'匚|外顯子
成熟
mRNA1-1史終止密碼匚]內(nèi)含子
翻譯|
H2N-o-o-o-o-o-o-o-o-o-COOH一
多肽鏈
典畫(huà).遁,陰研__________提升學(xué)科素養(yǎng)
考向1圍繞遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,考查生命觀念
1.(2023?江蘇徐州模擬)RNA合成發(fā)生在DNA雙鏈部分解開(kāi)的區(qū)域內(nèi)(見(jiàn)下圖)。
下列相關(guān)敘述正確的是()
A.RNA與DNA只有一種核昔酸有差異
B.與RNA序列一致的鏈?zhǔn)悄0彐?/p>
C.RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的RNA大分子
D.轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA的延伸方向總是從5,一3,
答案D
解析RNA與DNA的四種核甘酸都不同,A錯(cuò)誤;與RNA序列一致的鏈?zhǔn)欠?/p>
模板鏈,B錯(cuò)誤;RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì),C錯(cuò)誤;RNA的延伸方向
總是從夕一3,,D正確。
2.(2021?浙江1月選考,22)如圖是真核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)中某過(guò)程的示意圖。某
氨基酸的部分密碼子(5,一3,)是:絲氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;異亮氨酸
AUG、AUU;精氨酸AGA。下列敘述正確的是()
GAU
-------
UAU
A.圖中①為亮氨酸
B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動(dòng)
C.該過(guò)程中沒(méi)有氫鍵的形成和斷裂
D.該過(guò)程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞核基質(zhì)中
答案B
解析已知密碼子的方向?yàn)?,一3,,由圖示可知,攜帶①的tRNA上的反密碼子
為UAA,與其互補(bǔ)配對(duì)的mRNA上的密碼子為AUU,因此氨基酸①為異亮氨
酸,A錯(cuò)誤;由圖示可知,tRNA的移動(dòng)方向是由左向右,則結(jié)構(gòu)②核糖體移動(dòng)
并讀取密碼子的方向?yàn)閺挠蚁蜃螅珺正確;互補(bǔ)配對(duì)的堿基之間通過(guò)氫鍵連接,
圖示過(guò)程中,tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí)有氫鍵的形
成,tRNA離開(kāi)核糖體時(shí)有氫鍵的斷裂,C錯(cuò)誤;細(xì)胞核內(nèi)不存在核糖體,細(xì)胞
核基質(zhì)中不會(huì)發(fā)生圖示的翻譯過(guò)程,D錯(cuò)誤。
考向2圍繞遺傳信息、密碼子、反密碼子辨析,考查科學(xué)思維
3.(2023?河北唐山摸底)1982年我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成具有
生物活性的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸(用tRNAyAia表示)。在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解液
體系中加入人工合成的tRNAyAia和3H一丙氨酸,不但發(fā)現(xiàn)人工合成的tRNAyAia
能攜帶3H-丙氨酸,而且能將所攜帶的丙氨酸參與到蛋白質(zhì)合成中去。此外還發(fā)
現(xiàn)另外四種天然的tRNA攜帶3H-丙氨酸。下列相關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是()
A.tRNAyAia只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸
B.tRNAyAia為單鏈結(jié)構(gòu),不含氫鍵
C.與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種
D.tRNAyAia存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子
答案B
解析每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸,所以tRNAyAm只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙
氨酸,A正確;tRNAyAm為單鏈結(jié)構(gòu),tRNA鏈經(jīng)折疊成三葉草形,部分區(qū)域堿
基配對(duì)存在氫鍵,B錯(cuò)誤;由題干可知,發(fā)現(xiàn)四種天然的tRNA攜帶3旦丙氨酸,
所以與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種,C正確;tRNAy'a能攜帶3H一丙氨酸,所
以存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子,D正確。
4.(2020?全國(guó)卷HI,3)細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃喋
吟(I)。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí),存在如圖所示的
配對(duì)方式(Gly表示甘氨酸)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
mRNAmRNAmRNA
A.一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合
C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
答案C
解析根據(jù)圖像可知,反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補(bǔ)
配對(duì),說(shuō)明一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子,A正確;密碼子與反密碼子的
堿基互補(bǔ)配對(duì),堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合,B正確;tRNA分子和mRNA分子都是
單鏈結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;由于某些氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子,故mRNA中的堿基改
變不一定造成所編碼氨基酸的改變,D正確。
考點(diǎn)二中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
「基礎(chǔ)"精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)
1.中心法則
(1)提出者:克里克。
(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解
(DDNA-/④3NA蛋白質(zhì)
①DNA的復(fù)制;②轉(zhuǎn)錄;③翻譯;⑷RNA的復(fù)制;⑤逆轉(zhuǎn)錄。
(3)不同生物遺傳信息的傳遞過(guò)程
原核生物
復(fù)GXrA轉(zhuǎn)DZA翻TErH電
真核生物制SA翦RNA落蛋白質(zhì)
DNA病毒
如煙草花中
RNA\高?A?蛋白質(zhì)心
生物V葉病毒、新法
冠病毒測(cè)
(KNA八的
蛋
發(fā)
亭寫(xiě)/\如HIV)RNA普爾A藥RNA磔白
展
譯質(zhì)
錄
提醒高度分化的細(xì)胞不可進(jìn)行DNA復(fù)制過(guò)程,如神經(jīng)元、葉肉細(xì)胞等。
都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則
跳出題?!叭捶ā迸袛嗌姆▌t備過(guò)程
模板[DNA)---------------[RNA)
/4、
^原脫氧核核糖核脫氧核核三亥氨基酸
坪*普酸昔酸甘酸甘酸
物DNA??
RNADNARNA蛋白質(zhì)
(或多肽)
▼▼*
,一、生理DNARNA
轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯
、~/過(guò)程'復(fù)制復(fù)制
2.基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
⑴基因控制性狀的兩種途徑
基因圣赳蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)遜L
一接途-—生物體的性狀
基因毆L酶的合成朝L代謝
過(guò)程擔(dān)化生物體的性狀
⑵基因?qū)π誀畹目刂茖?shí)例健線)
①豌豆的圓粒和皺粒、
a.通過(guò)控制蛋白質(zhì)的
②白化病\結(jié)構(gòu)直接控制生物體
的性狀
③囊性纖維化
/Xb.通過(guò)控制酶的合成
④鐮狀細(xì)胞貧血/來(lái)控制代謝過(guò)程,間
接控制生物體的性狀
3.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
管家在所有細(xì)胞中都能表達(dá)的基因:如
基因核糖體蛋白基因,ATP合成酶基因
只在某類細(xì)胞中拄交史表達(dá)的基
|基因|因:如卵清蛋白基因、胰島素基因
一基因的選擇性表達(dá)
由于基因的選擇性表達(dá),導(dǎo)致來(lái)自
同一個(gè)體的細(xì)胞中mRNA和蛋白
質(zhì)不完全相同,從而導(dǎo)致細(xì)胞具有
不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能
4.表觀遺傳
命於生物體基因的堿基序列保持不變,但
亞沙基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象
①可遺傳:基因表達(dá)和表型可以遺傳給
/后代
②不變性:基因的堿基序列保持不變
\③可逆性:DNA的甲基化修飾可以發(fā)生
可逆性變化,即被修飾的DNA可能發(fā)生
去甲基化
南諭(①DNA的甲基化;②構(gòu)成染色體的組蛋
也吵白的甲基化、乙酰化等修飾
焉①柳穿魚(yú)花形的遺傳;②某種小鼠毛色
也吵1一的遺傳;③蜂王和工蜂
名師解讀
①表觀遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。
②表觀遺傳可以通過(guò)有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。
③表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。
5.基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
/?s\1一個(gè)基因型L一個(gè)性狀
/控制
,J一個(gè)基因邀吆多個(gè)性狀(如基因間
生物p相互作用)
\體性1
j多個(gè)基因班性狀(如人的
/?\:生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。
影響':基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、
卜二基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互
生物
、體性/作用,這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜
復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),精細(xì)地調(diào)控著生物體的
;性狀
提醒:生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。基因型相同,表型可能不同,
基因型不同,表型也可能相同。
【考點(diǎn)速覽?診斷】
(1)遺傳信息可以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質(zhì)。(2020?全國(guó)卷
HI,1A)(V)
⑵某復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制,則該蛋白可能是DNA聚合酶。(2018?全
國(guó)卷I,2C)(V)
(3)在真核細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)。(2017?全國(guó)
卷m,ID)(V)
(4)生物體中,一個(gè)基因決定一種性狀,一種性狀由一個(gè)基因決定。(2017?海南卷,
23D)(X)
提示基因與性狀間存在一對(duì)一,一對(duì)多、多對(duì)一等關(guān)系。
⑸HIV的遺傳物質(zhì)可以作為合成DNA的模板。(2017?海南卷,25B)(V)
「疑難”精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
必修2P73“思考?討論”
(1)教材P73資料1中,柳穿魚(yú)植株A和植株B體內(nèi)的上①C基因的堿基序列是否
相同?為什么植株A、B的花形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異?
提示柳穿魚(yú)植株A和植株B體內(nèi)的Lcyc基因的堿基序列是相同的,由于植株
B體內(nèi)的心乎基因被高度甲基化,從而抑制Lcyc基因表達(dá)。
必修2P73“思考?討論”
(2)教材P73資料2中,F(xiàn)1小鼠基因型是A^a,小鼠毛色為什么不是黃色而是表現(xiàn)
出介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類型?
提示因?yàn)樾∈蟮腁vy基因的前端有多個(gè)可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn),當(dāng)2
基因發(fā)生甲基化后表達(dá)受抑制,并且甲基化程度越高,表達(dá)受抑制越明顯,小鼠
的毛色越深。
(3)“牝雞司晨”是我國(guó)古代人民早就發(fā)現(xiàn)的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,即原來(lái)下過(guò)蛋的母雞
后來(lái)變成公雞,長(zhǎng)出公雞的羽毛,發(fā)出公雞的啼聲。從遺傳物質(zhì)與性狀關(guān)系的角
度,對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是___________________________________________________
提示雞的性別受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響,性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象是某種環(huán)境因素使性腺
出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,但遺傳物質(zhì)組成不變
(4)在一個(gè)蜂群中,少數(shù)幼蟲(chóng)一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王,而大多數(shù)幼蟲(chóng)以花
粉和花蜜為食將發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DW73基因表達(dá)的一種DNA甲
基化轉(zhuǎn)移酶,能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)(如圖所示),DNA被甲基化后會(huì)
干擾RNA聚合酶的識(shí)別。敲除。2W73基因后,蜜蜂幼蟲(chóng)將發(fā)育成蜂王,這與
取食蜂王漿有相同的效果。據(jù)此研究解釋蜜蜂幼蟲(chóng)因食物不同而發(fā)育不同的原
因。
胞嗑咤5一甲基胞嗑咤
AGTCCGCGTTACGTAGC
TCAGGCGCAATGCATCG
部分被甲基化的DNA片段
提示蜜蜂的大多數(shù)幼蟲(chóng)以花粉和花蜜為食,。MW73基因表達(dá)的一種DNA甲
基化轉(zhuǎn)移酶,造成一些基因被甲基化而不能表達(dá),發(fā)育成工蜂;蜜蜂的少數(shù)幼蟲(chóng)
以蜂王漿為食,使。W73基因不表達(dá),一些基因正常表達(dá)而發(fā)育成蜂王。
觸叮即邂研_____________提升學(xué)科素養(yǎng)
考向1結(jié)合中心法則的過(guò)程,考查分析判斷能力
1.(2023?廣東肇慶調(diào)研)新型冠狀病毒感染的肺炎疫情發(fā)生以來(lái),全國(guó)人民同舟共
濟(jì)、眾志成城,打贏了一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的疫情阻擊戰(zhàn)。經(jīng)研究,該病毒是一種單股
正鏈RNA病毒,其在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是
()
①RNA復(fù)制酶
幽
新型冠狀
病毒
A.由圖示可知,+RNA和一RNA上都含有決定氨基酸的密碼子
B.過(guò)程②消耗的喀咤核甘酸數(shù)等于過(guò)程④消耗的喋吟核甘酸數(shù)
C.可利用抗生素類藥物抑制新型冠狀病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖
D.新型冠狀病毒和HIV的增殖過(guò)程都需要RNA復(fù)制酶的作用
答案B
解析由過(guò)程①和③可知,+RNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,而一RNA不能,因此
可判斷+RNA上有決定氨基酸的密碼子,而一RNA上沒(méi)有,A錯(cuò)誤;過(guò)程②和
④都要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,過(guò)程②消耗的喀咤核甘酸的數(shù)量與過(guò)程④消耗的
嘿吟核甘酸的數(shù)量相等,B正確;抗生素類藥物主要作用于細(xì)菌,不能抑制病毒
的增殖,C錯(cuò)誤;HIV是逆轉(zhuǎn)錄病毒,增殖過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的作用,不需要
RNA復(fù)制酶的作用,D錯(cuò)誤。
2.(2023?四川成都一診)下圖所示為遺傳信息傳遞的“中心法則”。研究發(fā)現(xiàn)四環(huán)
素具有與細(xì)菌核糖體結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
②.、③
DNA④RNA-^-$白質(zhì)
A.四環(huán)素通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果
B.圖中涉及堿基A與U配對(duì)的過(guò)程為②③④⑤
C.細(xì)菌體內(nèi)②和③過(guò)程可在同一區(qū)域同時(shí)發(fā)生
D.艾滋病病毒侵染T細(xì)胞后能發(fā)生圖中所有過(guò)程
答案D
解析根據(jù)題干信息“四環(huán)素具有與細(xì)菌核糖體結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)”可知,四環(huán)
素通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果,A正確;根據(jù)題圖分析可知,圖中涉及
堿基A與U配對(duì)的過(guò)程為②③④⑤,B正確;細(xì)菌沒(méi)有細(xì)胞核,所以細(xì)菌體內(nèi)
②和③過(guò)程可在同一區(qū)域同時(shí)發(fā)生,C正確;艾滋病病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒,不會(huì)發(fā)
生④過(guò)程,D錯(cuò)誤。
考向2圍繞表觀遺傳,考查科學(xué)思維能力
3.(2023?華師一附中調(diào)研)下列關(guān)于表觀遺傳的說(shuō)法,不正確的是()
A.表觀遺傳的分子生物學(xué)基礎(chǔ)是DNA的甲基化等
B.表觀遺傳現(xiàn)象中,生物表型發(fā)生變化是由于基因的堿基序列改變
C.表觀遺傳現(xiàn)象與外界環(huán)境關(guān)系密切
D.DNA甲基化的修飾可以遺傳給后代,使后代出現(xiàn)同樣的表型
答案B
解析表觀遺傳是指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。這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是DNA的甲基化,染色體上的組蛋白發(fā)
生甲基化、乙酰化等,A正確,B錯(cuò)誤;外界環(huán)境會(huì)引起細(xì)胞中DNA甲基化水
平變化,從而引起表觀遺傳現(xiàn)象的出現(xiàn),C正確;DNA甲基化的修飾可以通過(guò)
配子傳遞給后代,使后代出現(xiàn)同樣的表型,D正確。
4.(2022?廣東深圳模擬)黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交,產(chǎn)生的Fi(Aa)不同個(gè)
體出現(xiàn)了不同體色。研究表明,不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同,但A
基因中二核甘酸(CpG)的胞喀咤有不同程度的甲基化(如圖),已知甲基化不影響
DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()
-CG-甲基化H,C
-GC----*
A.Fi體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)
B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合
C.堿基甲基化的基因可以傳遞給后代
D.A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變
答案D
解析Fi(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色,不同體色的小鼠A基因的堿基序列相
同,A基因中二核甘酸(CpG)的胞喀喔有不同程度的甲基化,這表明Fi體色的差
異可能與A基因甲基化程度有關(guān),A正確;甲基化的CpG可能會(huì)影響RNA聚
合酶與該基因的結(jié)合,B正確;堿基甲基化不影響DNA復(fù)制過(guò)程,故堿基甲基
化的基因可以傳遞給后代,A基因中的堿基甲基化不會(huì)引起基因中堿基序列的改
變,C正確、D錯(cuò)誤。
重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2021?河北卷,8)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(guò)程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼
B.DNA雙鏈解開(kāi),RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動(dòng)到終止密碼子時(shí)停止轉(zhuǎn)錄
C.翻譯過(guò)程中,核酸之間的相互識(shí)別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性
D.多肽鏈的合成過(guò)程中,tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
答案C
解析絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,其RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼,也
有某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,部分RNA病毒可直接以RNA作為模板合成
RNA和蛋白質(zhì),A錯(cuò)誤;RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄過(guò)程,從啟動(dòng)子開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,
到終止子結(jié)束,終止密碼子存在于mRNA上,B錯(cuò)誤;翻譯過(guò)程中,mRNA與
tRNA的堿基互補(bǔ)配對(duì),從而保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性,C正確;多肽鏈的合
成過(guò)程中,tRNA讀取mRNA上從起始密碼子到終止密碼子的堿基序列,D錯(cuò)誤。
2.(2021?福建卷,3)下列關(guān)于遺傳信息的敘述,錯(cuò)誤的是()
A.親代遺傳信息的改變都能遺傳給子代
B.流向DNA的遺傳信息來(lái)自DNA或RNA
C.遺傳信息的傳遞過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
D.DNA指紋技術(shù)運(yùn)用了個(gè)體遺傳信息的特異性
答案A
解析親代遺傳信息的改變不一定都能遺傳給子代,如體細(xì)胞的基因突變一般不
遺傳給后代,A錯(cuò)誤;流向DNA的遺傳信息來(lái)自DNA(復(fù)制)或RNA(逆轉(zhuǎn)錄),
B正確;遺傳信息的傳遞過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,C正確;DNA指紋技術(shù)
能用來(lái)鑒定個(gè)人身份,其生物學(xué)依據(jù)是遺傳信息的特異性,即特定的堿基排列順
序,D正確。
3.(2022?浙江6月選考,16)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向,其中某過(guò)
程的示意圖如下。
/酶
_______----------a(RNA)
人T-b(單鏈DNA)
原料噤
下列敘述正確的是()
A.催化該過(guò)程的酶為RNA聚合酶
B.a鏈上任意3個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子
C.b鏈的脫氧核甘酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵相連
D.該過(guò)程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
答案C
解析該過(guò)程是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程,即逆轉(zhuǎn)錄,催化該過(guò)程的酶
為逆轉(zhuǎn)錄酶,A錯(cuò)誤;a鏈上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基才稱為1個(gè)密碼子,
B錯(cuò)誤;b鏈為單鏈DNA,其上的脫氧核甘酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵相連,C正確;
該過(guò)程遺傳信息從RNA向DNA傳遞,D錯(cuò)誤。
4.(2021?海南卷,15)終止密碼子為UGA、UAA和UAG。圖中①為大腸桿菌的一
段mRNA序列,②?④為該mRNA序列發(fā)生堿基缺失的不同情況(“一”表示
一個(gè)堿基缺失)。下列有關(guān)敘述正確的是()
起始密碼子
I
①IAUG|ACA|GAC|UGC|CGA|AUA|UGA|
②|AUG|AC|GAC|UGC|CGA|AUA|UGA|
③|AUG|AC|GC|UGC|CGA|AUA|UGA|
④|AUG||GAC|UGC|CGA|AUA|UGA|
A.①編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度為7個(gè)氨基酸
B.②和③編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度不同
C.②?④中,④編碼的氨基酸排列順序與①最接近
D.密碼子有簡(jiǎn)并性,一個(gè)密碼子可編碼多種氨基酸
答案c
解析由于在正常情況下終止密碼子不編碼氨基酸,因此①編碼的氨基酸序列長(zhǎng)
度為6個(gè)氨基酸,A錯(cuò)誤;根據(jù)圖中密碼子顯示,在該段mRNA鏈中,②和③
編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度相同,B錯(cuò)誤;②缺失一個(gè)堿基,③缺失2個(gè)堿基,④缺
失一個(gè)密碼子中的3個(gè)堿基,因此②?④中,④編碼的氨基酸排列順序與①最接
近,C正確;密碼子有簡(jiǎn)并性是指一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子對(duì)應(yīng),但一個(gè)密
碼子只能編碼一種氨基酸,D錯(cuò)誤。
5.(2021?重慶卷,12)科學(xué)家建立了一個(gè)蛋白質(zhì)體外合成體系(含有人工合成的多聚
尿喀咤核甘酸、除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液)。在盛有該合成體系的四
支試管中分別加入苯丙氨酸、絲氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后,發(fā)現(xiàn)只有加入苯丙
氨酸的試管中出現(xiàn)了多肽鏈。下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.合成體系中多聚尿喀咤核甘酸為翻譯的模板
B.合成體系中的細(xì)胞提取液含有核糖體
C.反密碼子為UUU的tRNA可攜帶苯丙氨酸
D.試管中出現(xiàn)的多肽鏈為多聚苯丙氨酸
答案C
解析實(shí)驗(yàn)中多聚尿喀咤核甘酸相當(dāng)于mRNA,其作用是作為蛋白質(zhì)合成的模
板,A正確;細(xì)胞提取液為該實(shí)驗(yàn)提供了能量、酶、核糖體、tRNA等,B正確;
mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,已知苯丙氨酸
的密碼子為UUU,則反密碼子為AAA,C錯(cuò)誤;出現(xiàn)多肽鏈的試管中,只加入
了苯丙氨酸,合成的多肽鏈為多聚苯丙氨酸,D正確。
6.(2021?浙江6月選考,19)某單鏈RNA病毒的遺傳物質(zhì)是正鏈RNA(+RNA)0
該病毒感染宿主后,合成相應(yīng)物質(zhì)的過(guò)程如圖所示,其中①?④代表相應(yīng)的過(guò)程。
下列敘述正確的是()
(+RNA)
①/\<3)
一O臺(tái)?
\y\z\z\—
(+RNA)
A.+RNA復(fù)制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留復(fù)制的方式傳遞給子代
C.過(guò)程①②③的進(jìn)行需RNA聚合酶的催化
D.過(guò)程④在該病毒的核糖體中進(jìn)行
答案A
解析由圖可知,+RNA復(fù)制出的子代RNA可以通過(guò)④翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì),因此,
具有mRNA的功能,A正確;該病毒的遺傳物質(zhì)為單鏈RNA,半保留復(fù)制是
DNA復(fù)制的方式,RNA復(fù)制不具有半保留復(fù)制的特點(diǎn),B錯(cuò)誤;該病毒RNA
的復(fù)制過(guò)程(①②)需要RNA聚合酶的催化,翻譯過(guò)程(③)不需要,C
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