1、第21讲 基因的表达第六单元 遗传的物质基础第六单元 遗传的物质基础考纲点击1.遗传信息的转录和翻译()2.基因与性状的关系()遗传信息的转录和翻译1RNA 的组成、结构与类型2遗传信息的转录(1)概念：以为模板，按碱基互补配对原则合成 RNA 的过程。(2)转录过程(如图)DNA的一条链(必修 2 P63 图 44 改编)真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是()A该过程不会发生在细胞质中B该过程两个 RNA 聚合酶反向移动C该 DNA 片段至少含有两个基因D该 DNA 片段的两条链均可作为模板链解析：选 A。分析题图可知，该过程为转录，可发生在细胞质的线粒体或叶绿体中
2、，A 错误；转录需要 RNA 聚合酶催化，根据题图可知，两个 RNA 聚合酶反向移动，B 正确；不同的基因转录出不同的 mRNA，图中两个 mRNA 的模板链不同，属于两个不同的基因，C 正确；图中显示该 DNA 中两个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链，D 正确。3遗传信息的翻译(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以_为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子概念：_上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸，每 3 个这样的碱基称为 1 个密码子。种类：64 种，其中决定氨基酸的密码子有_种，终止密码子有_种。mRNAmRNA613密码子与反密码子的比较项目密
3、码子反密码子 位置_ 作用直接决定蛋白质中_的序列识别_，转运_特点与_上的碱基互补与_的碱基互补mRNAtRNA氨基酸密码子氨基酸DNA模板链mRNA中密码子(3)翻译过程(如图)(4)产物：多肽 盘曲折叠蛋白质。仔细观察下面两图，请分析：(1)大肠杆菌为原核生物，只进行图_过程。(2)两图中 af 依次为_、_、_、_、_、_。(3)解读图 1、2 的过程数量关系：一个 mRNA 可同时结合_，形成多聚核糖体。目的意义：少量的 mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：图 1 从左向右，图 2_，判断依据是多肽链的长短，肽链_的翻译在前。结果：合成_的多肽，因为模板 mRNA 相同。
4、答案：(1)2(2)mRNA 核糖体 多肽链 DNA mRNA RNA 聚合酶(3)多个核糖体 从右向左 长 多个氨基酸序列完全相同 考向 1 DNA 与 RNA 的比较1经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占 58%，嘧啶占 42%，由此可以判断()A此生物体内的核酸一定是 DNAB该生物一定不含 DNA 而只含 RNAC若此生物只含 DNA，则一定是单链的D若此生物含 DNA，则一定是双链的解析：选 C。因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有 RNA，或同时含有 DNA 和 RNA，或只含单链 DNA。2(2018安徽淮南模拟)如图为基因表达过程中相
5、关物质间的关系图，下列叙述错误的是()A过程中均发生碱基互补配对B在原核细胞中，过程同时进行Cc 上的密码子决定其转运的氨基酸种类Dd 可能具有生物催化作用 考向 2 DNA 的复制、转录和翻译的比较解析：选 C。过程分别为 DNA 的转录和翻译，均发生碱基互补配对，A 正确；在原核细胞中，转录和翻译同时进行，B 正确；密码子在 mRNA 上，tRNA 有反密码子，C 错误；d可能是具有生物催化作用的酶，D 正确。3(2018安徽安庆模拟)如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是()A两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料B甲细胞没有核膜围成的细胞核
6、，所以转录、翻译同时发生在同一空间内C乙细胞的基因转录形成的 mRNA 需要通过核孔才能进入细胞质D甲、乙细胞均需要 RNA 聚合酶解析：选 A。从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故 A 错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故 B 正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的 mRNA 必须通过核孔才能从细胞核出来，故 C 正确；甲、乙细胞内均存在转录过程，均需 RNA 聚合酶，D 正确。4(2018黑龙江牡丹江一中月考)如图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相关叙述正确的是()A过程中碱基配对情况相同B过程发生的场所相同
7、C过程所需要的酶相同D过程中核糖体的移动方向是由左向右解析：选 D。分析图形可知，是 DNA 复制，是转录，两者碱基配对情况不完全相同，A 错误；是翻译，场所是核糖体，过程发生的场所是细胞核或线粒体或叶绿体，B 错误；过程所需要的酶不同，DNA 复制过程需要解旋酶和 DNA聚合酶，转录需要 RNA 聚合酶，C 错误；由肽链的长短可判断出过程中核糖体的移动方向是由左向右，D 正确。DNA 复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)项目复制转录翻译 场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质(核糖体)模板DNA 的两条链DNA 的一条链mRNA原料4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸20 种氨基酸原则TA；A
8、T；GC；CGTA；AU；GC；CGUA；AU；GC；CG项目复制转录翻译 结果两个子代DNA 分子mRNA、tRNA、rRNA蛋白质信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质 意义传递遗传信息表达遗传信息考向 3 遗传信息、密码子、反密码子的比较5根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()DNA 双链 T G mRNA tRNA 反密码子A 氨基酸苏氨酸ATGU BUGACACU DUCU解析：选 C。由表格信息无法直接确定转录的模板链，由 DNA两链间、模板链与 mRNA 间、mRNA 与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于 mRNA 上，可判断苏氨酸的密码子可能为 ACU
9、 或 UGU。6(2018河南南阳模拟)如图表示蓝藻 DNA 上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是()A由图分析可知链应为 DNA 的 链BDNA 形成的过程发生的场所是细胞核C酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是 AUG，CUAD图中与配对的过程需要在核糖体上进行解析：选 D。根据碱基互补配对原则，可知链是 链，A 错误；由于蓝藻属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核、线粒体及叶绿体，所以 DNA 形成的过程发生在拟核，B 错误；tRNA 的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在 mRNA上，C 错误；图中与配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D 正确。辨明氨基酸与密码子
10、、反密码子之间的数量关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种 tRNA 转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有 61 种。考向 4 基因表达中的相关计算7(2018泰安质检)一个 mRNA 分子有 m 个碱基，其中 GC有 n 个；由该 mRNA 合成的蛋白质有两条肽链。则其模板 DNA分子的 AT 数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()Am、(m/3)1Bm、(m/3)2C2(mn)、(m/3)1D2(mn)、(m/3)2解析：选 D。m
11、RNA 分子中有 m 个碱基，其中 GC 数目为 n个，推出 AU 数目为 mn 个，故 DNA 中 AT 数目为 2(mn)。根据 mRNA 碱基数目蛋白质中氨基酸数目31 可知，氨基酸数目为 m/3。脱去水分子数氨基酸数肽链数(m/3)2。8(2018北京海淀区调研)已知一个蛋白质分子由 2 条多肽链组成，共含有 198 个肽键，翻译形成该蛋白质分子的 mRNA中有 A 和 G 共 200 个，则转录形成该 mRNA 的基因中，最少应含有 C 和 T 的个数是()A200B400C600 D800解析：选 C。基因控制蛋白质合成中的相关计算在不考虑非编码区和内含子等条件下，DNA(基因)、
12、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的关系可用如图表示：可见，蛋白质中氨基酸数目1/3mRNA 碱基数目1/6DNA(或基因)碱基数目。中心法则及基因与性状的关系1中心法则图解与解读(1)中心法则图解(2)各种生物遗传信息传递能分裂的细胞和噬菌体等 DNA 病毒：_。烟草花叶病毒等大部分 RNA 病毒：_。HIV 等逆转录病毒：_。高度分化的细胞：_。DNA转录 RNA翻译 蛋白质利用图示分类剖析中心法则图示中 1、8 为_过程；2、5、9 为_过程；3、10 为 DNA_过程；4、6 为_过程；7 为_过程。答案：转录 翻译 复制 RNA 复制 逆转录 2基因控制生物性状的途径(1)直接途径
13、基因控制 _控制 生物体性状。(2)间接途径基因控制 _控制 _控制 生物体性状。蛋白质结构酶的合成细胞代谢(3)基因控制性状的实例连一连考向 1 中心法则过程分析1.如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。(1)若 X 是 DNA 的一条链，Y 含有 U，则管内必须加入_。(2)若 X 是 mRNA，Y 是多肽，则管内必须加入的原料是_。(3)若 X 是 tRNA，Y 是多肽，则管内进行的生理过程是_。(4)若 X 是 HIV 的 RNA，Y 是 DNA，则管内必须加入_。答案：(1)RNA 聚合酶(2)氨基酸(3)翻译(4)逆转录酶“二看法”判断遗传信息的传递过程(1)“一看”模板 如果模板是
14、 DNA，该生理过程可能是 DNA 复制或转录。如果模板是 RNA，该生理过程可能是 RNA 复制、RNA 逆转录或翻译。(2)“二看”原料 如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是 DNA，该生理过程可能是 DNA 复制或逆转录。如果原料为核糖核苷酸，产物一定是 RNA，该生理过程可能是转录或 RNA 复制。如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，该生理过程是翻译。(2018山东济南模拟)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。相关叙述不正确的是()A过程均遵循碱基互补配对原则B艾滋病病毒侵染宿主细胞后会进行过程C在硝化细菌体内和过程可同时进行D在菠菜叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中均可进
15、行过程解析：选 D。图中过程分别表示 DNA 复制、转录、翻译、逆转录、RNA 复制、翻译，均遵循碱基互补配对原则，A 正确；艾滋病病毒为 RNA 病毒，可在宿主细胞内进行逆转录合成 DNA，再通过转录和翻译控制蛋白质的合成，即图中的过程，B 正确；硝化细菌等原核细胞无成形的细胞核，其转录和翻译过程可同时进行，C 正确；菠菜叶肉细胞已经高度分化，不再进行 DNA 的复制，D 错误。考向 2 基因对性状的控制2(2018重庆一中月考)豌豆的圆粒和皱粒产生机理如图所示，下列相关叙述正确的是()A皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异B此题能够表现基因对生物性状的直接控制C插入外来 DNA 序列导致基因数
16、目增加D豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状解析：选 D。插入外来 DNA 序列导致皱粒豌豆的产生，属于基因突变，A 错误；插入外来 DNA 序列导致基因结构改变，基因数目没有增加，使淀粉分支酶基因不能表达，能够表现基因对生物性状的间接控制，B、C 错误；豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，D 正确。3如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知()A基因 1 和基因 2 一般不会出现在人体内的同一个细胞中B图中过程需 RNA 聚合酶的催化，过程需 tRNA 的协助C过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同D过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状解析：选 B。同一个体的体细胞都是由受精
17、卵经有丝分裂产生的，所含基因相同，A 项错误。过程为转录，为翻译，转录合成 RNA，需要 RNA 聚合酶的催化；翻译合成多肽，需要tRNA 转运氨基酸，B 项正确。基因 2 通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，故的结果存在差异的根本原因是发生了基因突变，C 项错误；过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的代谢过程，进而控制生物体的部分性状，D 项错误。清一清易错点 1 对 DNA 和 RNA 合成的判断有误 点拨 用放射性同位素标记 T 或 U 可判断 DNA 和 RNA 的合成。若大量消耗 T，可推断正发生 DNA 的合成；若大量利用 U，可推断正进行 RNA 的合成。点拨(1)凡转录
18、、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。(2)原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行(图示中可显示边产生 mRNA 边有核糖体与 mRNA 结合)。(3)真核细胞的线粒体、叶绿体中也有 DNA 及核糖体，其转录、翻译能“同时进行”。易错点 2 不能准确界定真核生物、原核生物基因表达或误认为真核细胞中转录、翻译均不能“同时”进行 易错点 3 误认为逆转录酶同“其他酶及能量、场所、原料”一样，均由病毒的寄主细胞提供(在寄主细胞中合成由寄主细胞提供)点拨 教材 P69 资料分析中有如下描述：(1)“1965 年，科学家在某种 RNA 病毒里发现了一种 RNA 复制酶
19、，能对 RNA 进行复制”；(2)“1970 年，科学家在致癌的 RNA 病毒中发现逆转录酶，它能以 RNA 为模板合成 DNA”。由此可见，RNA 复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，当然该酶起初应在寄主细胞核糖体中合成并由寄主细胞提供原料而完成。易错点 4 不能正确辨明六类酶解旋酶、DNA 聚合酶、限制酶、DNA 连接酶、RNA 聚合酶、逆转录酶点拨(1)解旋酶在 DNA 分子复制时使氢键断裂。(2)DNA 聚合酶在 DNA 分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。(3)限制酶是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(4)DNA 连接酶是将两个 DNA 分子片段的末端“
20、缝合”起来形成磷酸二酯键。(5)RNA 聚合酶是 RNA 复制或 DNA 转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成 RNA 链。(6)逆转录酶是某些 RNA 病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成 DNA 的一种酶。判一判(1)DNA 病毒中没有 RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则()(2)原核生物的 tRNA 合成无需基因指导()(3)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为：()(4)基因与性状之间是一一对应的关系()(5)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子 CGG 改变为酵母偏爱的密码子 AGA，植酸酶 mRNA 的序
21、列一定改变(2016江苏，22B)()(6)rRNA 能参与蛋白质的生物合成(2015海南，11A)()(7)真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子(海南，21 改编)()(8)细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与()(9)tRNA 分子中含有一定数量的氢键()(10)细胞中有多种 tRNA，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸()(11)真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译()(12)tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息()(13)反密码子存在于 tRNA 上，有 64 种()(14)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则()本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放