1、第四部分 遗传与进化第27课时 基因的表达一、考点内容全解（一）本讲考什么1.基因的概念具有遗传效应的DNA片段(1)基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，它通过控制某种蛋白质的合成而实现对生物性状的控制。(2)基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的结构层次关系图示如下：特别提示基因的主要载体是染色体。基因在染色体上呈线性排列，相邻基因间有一段无遗传效应的脱氧桂苷酸序列相连接。基因中脱氧牲苷酸的特定排列顺序代表着遗传信息。2.基因对性状的控制(1)DNA的功能基因(DNA)中分子脱氧核苷酸的特定排列顺序代表着遗传信息遗传信息的传递。通过DNA复制实现。遗传信息的表达。通过转录和翻译实现
2、，主要反映在蛋白质分子结构上，从而表现出与亲代相似的性状步骤转录翻译图示DNA(基因) mRNA 蛋白质场所细胞核细胞质中核糖体过程以DNA的一条链为模版合成一条互补的RNA以mRNA为模版，以tRNA为运输工具将相应氨基酸放在正确位置上与相邻的前一氨基酸形成肽键而连接起来，如此形成多肽结果DNA中遗传信息传递到mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质与核糖体接合合成与原DNA相对应的具有特定氨基酸序列的蛋白质 (2)mRNA与密码子RNA的分子组成：基本单元为核糖核苷酸，与脱氧核苷酸相似，但五碳糖为核糖，碱基中以尿嘧啶代替了胸腺嘧啶。RNA的种类：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、
3、核糖体RNA(rRNA)密码子：mRNA中决定一个特定氨基酸的相邻三个碱基特别提示 tRNA中反密码环上与mRNA中密码予相互 配对的三个碱基称“反密码子”。 (3)蛋白质的合成(真核细胞)3.中心法则(1)图解(2)含义：包括五个方面，而且均遵循碱基互补配对原则。DNA复制；转录：遗传信息由DNA传递给mRNA；逆转录：某些病毒在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；翻泽：以mRNA为模板合成特定蛋白质，表现出生物性状；RNA复制：某些RNA病毒以自身RNA为模板合成RNA。4.基因对性状的控制(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。(2)通过控制蛋白质分子结构来直接影
4、响性状。（二）考点例析例1基因组研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80% 相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是 ( )A20% B80% C100% D无法确定解析基因是指DNA分子中有遗传效应的DNA片段，是 遗传物质(DNA)结构和功能的基本单位，人与鼠80的基因相同，并不说明人与鼠碱基序列之间的关系，因为基因只占DNA分子中极少的一部分。选B则混淆了基因和DNA的概念。答案D生物AGUTC甲2524-2319乙232427-25丙3119-3119 例2已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的。有人从三种生物中提取出核酸，经分析它们的碱基比率如下：(1)甲为 (
5、单/双) (DNA/RNA)(2)乙为 (单/双) (DNA/RNA)(3)丙为 (单/双) (DNA/RNA)解析判断DNA/RNA，视其U/T之分；判断单/双，视其A=T(或A=U)，及G=C的数量关系是否存在。甲中有T无U，可判定为DNA，而A=25；T=23，G=24；C=19，确定为单链DNA。同理可推乙和丙。答案(1)单；DNA (2)单；RNA (3)双；DNA例3牛羊吃同样的草料，但产生的产品牛肉、羊肉风味不同，根本原因是牛和羊 ( )A蛋白质分子结构不同 BDNA分子结构不同C染色体数目不同 D同化方式不同解析本题考查“基因控制蛋白质的合成”这一知识。牛和羊的DNA分子不同，
6、控制合成的牛、羊蛋白质不同，因而风味不同。答案B解题警示注意题干中的“根本原因”，而不是要求回答“直接原因”。例4下图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：(1)图中所合成肽链的原料来自 和 。(2)图中所示属于基因控制蛋白质过程中的 步骤；该步骤发生的细胞的 部分。(3)图中()是 。按从左到右的次序写出()内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序 。(4)该过程不可能发生在 ( )A神经细胞 B肝细胞 C成熟的红细胞 D脂肪细胞解析该题考查基因控制蛋白质的合成过程，图示为翻译步骤：以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。成熟的红细胞
7、无细胞核，不再合成蛋白质(这也是红细胞更新快的原因)答案(1)食物；人体自身合成或原有蛋白质分解的 (2)翻译；细胞质(或核糖体) (3)tRNA(或转运RNA)；核糖体；TGATTCGAA (4)C 例5如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：(1)a、d两管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟的是 过程，其中的酶有DNA聚和酶及 。(2)b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过程：c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中最多含有 个碱基，有 个密码于。解析l本题考查中心法则中几种遗传信息的传递方式。试管a、d中加入的
8、原料都是脱氧核苷酸，其产物又相同，所以根据模板的不同，可知a模拟DNA复制，而d模拟逆转录。b、c两试管所加原料相同，产物相同，所以根据模板的不同，推知b模拟转录过程，而c模拟RNA复制过程。由于模板DNA为30对碱基，所以b试管转录的RNA有30个碱基，共10个密码子。答案(1)DNA复制；逆转录 (2)RNA；转录；RNA复制；30；10例6双链DNA分子中，C占38，其中一条链中的T占5，那么另一条链T占该单链的 ( )A76% B5% C19% D38%解析根据碱基互补配对原则，进行碱基含量的计算。设DNA有100个碱基对，RNA为100个碱基，则：A1 T1 G1 C1T2 A2 C
9、2 G2A U G CDNARNA在双链DNA分子中，因为C=G=38200=76，所以A=T=（200762）2=24；已知一条链中的T1=5100=5，所以另一条链中的T2=TT1=245=19；另一条单链中T=19/100=19。答案：C同类变式若一段信使RNA有60个碱基，其中A有a个，G有b个，那么，转景这段信使RNA分子的DNA分子片段中，A和C的个数一共有 ( )Aab个 B(ab)/2个 C 40个 D60个解析双链DNA中碱基数目：A=T，G=C 推知AG=TC=AC=TG=DNA中碱基总数的1/2。信使RNA与DNA长度相等。答案D例7一个DNA分子可以转录成多少种多少个信
10、使RNA ( )A一种一个 B一种多个 C多种多个 D无数种无数个解析一个DNA分子上有若干个(不是无数个)不相同的基因，这些基因都可以转录成信使RNA，并且可反复转录；同一个真核基因含有多个外显子，通过转录后选择性拼接可形成不同的信使RNA。答案C 例8科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCL-XL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。这表明绿茶具有抗癌作用根本原因是由于绿茶细胞中具有 ( )A多酚 B多酚酶基因 CBCL-XL蛋白 DBCL-XL蛋白酶解析本题考查基因对性状控制的深刻理解。材料指出多酚能抗癌，但多酚不是蛋白质，因而不是由基因直接控制的，然而多酚的合成
11、需要相应的酶催化。答案B二、方法技巧规律掌握DNA碱基数、mRNA碱基数、密码子数、氨基酸数、肽键数或蛋白质(多肽)的相对分子质量之间的数量关系。例7由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为 ( )Ana/b Bna/318(n/31) Cm18(n1) Dm/618(n/61)解析考查基因控制合成蛋白质的综合计算。根据中心法则，可以导出基因的碱基数与组成蛋白质的氨基酸数目的关系为6：1，n个碱基组成的基因最多可控制n/6个氨基酸的合成，n/6个氨基酸构成一条肽链脱去(n/61)个水分子，若不考虑二硫键及其它肽键等的存
12、在，则该蛋白质的相对分子质量最大可为：na/618(n/61)答案D解题技巧在不考虑基因转最后加工等因素的前提下：DNA碱基数6nmRNA碱基数3n密码子数n氨基酸数n肽键数或蛋白质(多肽)的相对分子质量(具体数量视肽键、二硫键数目而定)同类变式已知某多肽链的分子量为10320，每个氨基酸的平均分子量为120，每个脱氧核苷酸的平均分子量为300。那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为 ( )A12120 B90900 C.181800 D170928解析多肽化合物合成过程时，氨基酸的缩合要脱水，其分子量的减少即为失去水的总数的分子量，而根据n个氨基酸缩舍形成一条多肽时，要脱水(n-1) 个水分
13、子，则有nl20-(n-1)18=10320，得出构成该多肽化合物的氨基酸总数n=101个。又因基因控制蛋白质的合成，得控制该多肽合成的基因(DNA)分子中共有碱基数（脱氧核苷酸数）为1016=606个，而脱氧核苷酸分子通过磷酸二酯键连接成一条脱氧核苷酸链时，同样也脱去水分子，其脱水分子数为（6062）=604个。注意：基因是DNA片段，有两条脱氧按苷酸长链。因此，该基因的分子量为：300606(606-2)18=170928。答案D延伸技巧注意将蛋白质、DNA进行比较、类比、迁移、整理，找出其区别点、关联点，提高综合能力。三、基础能力测试1如果人体中甲细胞比乙细胞RNA含量多，可能的原因是
14、( )A甲合成的蛋白质比乙多 B甲含的染色体比乙多C乙合成的蛋白质比甲多 D甲含的DNA比乙多2一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA运载的氨基酸是 ( )A酪氨酸(UAC) B谷氨酸(GAG)C精氨酸(CGA) D丙氨酸(GCU)3从根本上看，决定酶的种类的是 ( )A遗传密码 B密码子 C蛋白质 DtRNA4(2003年上海高考题)某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为 ( )Aab6b18n Bab6b C(ba)18 Dab(ba)185将H标记的尿嘧啶核苷酸引入某种高等绿色植物细胞内，一段时间后，下列各组结
15、构中，放射性较强的一组结构是 ( )A细胞核、核仁、中心体 B细胞膜、核糖体、高尔基体 C细胞核、核糖体、叶绿体 D细胞核、核糖体、内质网、液泡6科学家将含人的抗胰蛋白酶基因的DNA片断，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及 ( )ADNA按照碱基互补配对原则自我复制 BDNA以其一条链为模板合成RNACRNA以自身为模板自我复制 D按照DNA密码分子的排列顺序合成蛋白质7在含有四种碱基的DNA片段中，有腺嘌岭a个，占该段全部碱基的比例为b，则 ( )Ab05 Bb05 C胞嘧啶为a(1)个 D胞嘧啶为b(1)个8下图是两种化学合成的mRNA分子和两种以它
16、们为模板合成的多肽。两种多肽中存在的氨基酸种数最可能为 （ ） ABCD多肽M11122多肽N4343mRNA 多肽 AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG M AUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCG N9某生物体细胞中，有10对同源染色体，生殖细胞里的DNA总计约有7109个脱氧核苷酸，若每个基因中平均含有脱氧核苷酸14104对，则该生物体细胞中共有基因 ( )A5105个 B1106个 C2.5105个 D4106个四、潜能挑战测试10白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧
17、化变黑。图表示人体内与之相关的系列生化过程。(1)蛋白质在细胞质内合成，简要指出酶B在皮肤细胞内合成的主要步骤 (2)在大部分人中，酶都能正常发挥催化功能，但酶D的变异阻止了尿黑酸的进一步代谢，哪一种变异形式能解释这种生理缺陷?(3)白化病人不能合成黑色素，其皮肤细胞中没有黑色素，眼色粉红。缺乏黑色素将如何影响人体对光照的反应?(4)由图可见：若控制酶A合成的基因发生了变异，会引起多个性状改变；黑尿症与图中几个基因都有代谢联系。你可由此得出什么结论?11结合下列材料回答： 材料一 朊病毒颗粒是仅由蛋白质构成的致病因子，它有两种存在形态：致病性(记作P)和正常型(记作P)。后者由染色体基因编码，
18、广泛存在于高等动物细胞内。P侵入 高等动物的增殖过程是；P+ PP+P(二聚中间体)2P材料二 某些RNA病毒如HIV可通过逆转录合成DNA并整合到寄主细胞的染色体DNA中表达材料三 科学家已经发现许多可移动基因，它能在染色体上，或染色体间，甚至细胞间移动材料四 科学家已能在实验室中，利用DNA直接指导核搪体合成蛋白质(1)若朊病毒颗粒的增殖周期为t秒，1个朊病毒颗粒侵入人体，则1小时内朊病毒颗粒总数量可达 个(2)请你对传播“中心法则信息流表达式进行拓展。(3)结合材料二和材料三试就P起源作出可能假设。五、标答与点拨1A (点拨：RNA含量高(包括rRNA、mRNA、tRNA)，说明蛋白质合
19、成旺盛) 2D (点拨：“密码子”与“反密码子”互补) 3A (点拨：“遗传密码”即“基因中DNA特定遗传信息”) 4D (点拨：b个碱基对最多决定b3个氨基酸，故蛋白质分子量约为a(n)18) 5C (点拨：尿嘧啶可作为RNA的原料。基因的载体染色体、 叶绿体均可转录为mRNA，而核糖体本身由RNA组成，而且核糖体也要与mRNA接合) 6C (点拨：真核细胞中一般不出现“RNA复制”) 7C (点拨：A=T=a，G=C=，其中a/b为碱基总数；而A%=T%=b，因A% + T% + G% + C%=l，即b=0.5G%05(四种碱基都有) 8C (点拨：M的密码子有AGA、GAG两种，N的密
20、码子有AUC、GAU、CGA、UCG四种) 9C(点拨：生殖细胞中共有基因数(71092)(14104)=2.5105个) 10(1)转录和翻译 (2)基因突变 (3)缺乏黑色素，不能吸收光照中的紫外线，其内部组织易被诱变、杀伤 (4) 一个基因可能控制多个性状；一个性状可能受多个基因控制11(1) (点拨：以细菌裂殖类比) (2)见图(3) 开放性题目，言之成理即可， 如：朊病毒的前体病毒为RNA病毒，其正常表达产生的蛋白质为有活性的P，至今尚存自然界中；后来，该病毒通过逆转录产生DNA整合到动物细胞基因组中，但因丢失了部分基因片断，表达产生无活性的P朊病毒的前体病毒为DNA病毒，其正常表达产生的蛋白质为有活性的P，至今尚存自然界中；后来，该病毒通过基因转移被整合到动物细胞基因组中，但因丢失了部分基因或片段，表达产生无活性的P
