课件11张PPT。章末整合 网络构建 高考体验 网络构建 高考体验1.(2014·山东理综)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )C解析:DNA分子中(A+C)/(T+G)应始终等于1,A项错误;一条单链中(A+C)/(T+G)与其互补链中(A+C)/(T+G)互为倒数,一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5时,互补链中(A+C)/(T+G)=2,B项错误;一条单链中(A+T)/(G+C)与其互补链中(A+T)/(G+C)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等,C项正确,D项错误。2.(2014·四川理综)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞,选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( )
A.小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B.该基因转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNA
C.连续分裂n次后,子细胞中32P标记的细胞占1/2n+1
D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等C解析:细胞生物中有DNA和RNA两类核酸,故含有5种碱基和8种核苷酸,A项正确;转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则转录形成mRNA,所以遗传信息通过模板链传递给mRNA,B项正确;一个细胞中的一条染色体被标记,连续分裂n次后共产生2n个子细胞,其中32P标记的细胞有2个,故其所占比例为1/2n-1,C项错误;由于密码子具有简并性,该基因翻译时所需tRNA(61种)与氨基酸(20种)种类不一定相等,D项正确。3.(2015·新课标全国理综Ⅰ)下列叙述错误的是( )
A.DNA与ATP中所含元素的种类相同
B.一个tRNA分子中只有一个反密码子
C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上D解析:DNA与ATP中所含元素均为C、H、O、N、P,A正确;一个tRNA上虽有多个碱基,但只有在翻译过程中与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个特定碱基称为反密码子,B正确;T2噬菌体中只有DNA一种核酸,其基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,C正确;细菌为原核生物,没有线粒体,控制性状的基因位于拟核和质粒上,D错误。4.(2013·新课标全国理综Ⅱ)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是( )
①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA的X光衍射实验
A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤C解析:肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNA是遗传物质的两大经典实验,故正确答案为C。孟德尔的豌豆杂交实验,通过假说—演绎法,发现了分离定律和自由组合定律,摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上,DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构模型的构建提供了有力证据。5.(2015·安徽理综)Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后,Qβ RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制Qβ RNA。下列叙述正确的是( )
A.Q β RNA的复制需经历一个逆转录过程
B.Q β RNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条Q β RNA模板只能翻译出一条肽链
D.Q β RNA复制后,复制酶基因才能进行表达B解析:单链Q β RNA的复制过程为:先以该RNA为模板合成一条互补RNA,再以互补RNA为模板合成子代的Q β RNA,故此过程中不需要逆转录,但可形成双链RNA,A项错误、B项正确;由图知以该RNA为模板合成了多种蛋白质,故一条单链Q β RNA可翻译出多条肽链,C项错误;复制酶基因表达后生成RNA复制酶,才能催化RNA的复制,D项错误。点击进入检测试题 谢谢观赏
Thanks!课件34张PPT。第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成新课导入
导入1:什么是基因的表达?
提示:基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,称为基因的表达。
思考:基因(DNA)主要存在于细胞核中,而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的,细胞核中的基因是如何控制细胞质中的蛋白质的合成呢?导入课题。
导入2:荧光小猪是由于体内导入了从荧光水母体内提取的荧光基因,从而能在夜晚呈现出特殊的体色,这是生物学家的杰作。
请问:什么是基因?
提示:基因是有遗传效应的DNA片段。
我们知道蛋白质是生命活动的体现者和承担者,因此性状的形成离不开蛋白质(特别是酶)的作用。那么基因是怎样指导蛋白质合成的呢?教师参考 自主学习 要点探究 自主学习学习目标:1.概述遗传信息的转录和翻译。
2.运用数学方法,分析碱基与氨基酸对应关系。知识梳理一、RNA与DNA的比较及其种类、作用
1.RNA和DNA的比较脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)规则的双螺旋结构单链2.种类及作用
(1)信使RNA(mRNA):翻译过程中起模板作用。
(2)转运RNA(tRNA):识别密码子,运载 。
(3)核糖体RNA(rRNA):参与构成核糖体。氨基酸?选择?
关于RNA和DNA的区别,下列说法错误的是( )
A.DNA是规则的双螺旋结构,而RNA一般是单链
B.DNA中的五碳糖是核糖,RNA中的五碳糖是脱氧核糖
C.DNA特有的碱基是T,而RNA特有的碱基是U
D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等,但RNA中不一定B二、遗传信息的转录
1.概念:以DNA的一条链为模板,合成 的过程。RNA2.过程?选择?
有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述,错误的是( )
A.两种过程都可在细胞核中发生
B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以脱氧核苷酸为原料
D.两种过程都以DNA为模板C三、遗传信息的翻译
1.概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,就以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。mRNA2.条件核糖体氨基酸一定氨基酸顺序3.过程?判断?
(1)翻译过程中发生A—U、U—A、G—C、C—G的配对。( )
(2)密码子位于mRNA上,是由三个相邻碱基组成的,密码子与氨基酸是一一对应关系。( )
(3)决定氨基酸的密码子有64种,反密码子位于tRNA上,也有64种。( )
(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。( )√×××问题引领:
1.遗传信息表达与传递过程有哪些不同?
2.遗传信息、密码子、反密码子的对应关系是怎样的?要点探究遗传信息的表达要点一教师参考1.转录、翻译与DNA复制的比较2.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系解析: (1)DNA两条链包括4种碱基,有4种脱氧核苷酸;mRNA(c)包括了3种碱基,有3种核糖核苷酸,故共有7种核苷酸。(2)能够与mRNA碱基相互配对的转录链是b;转录以DNA中的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化下,以周围4种游离的核糖核苷酸为原料合成mRNA的过程。(3)b→c的过程是由DNA形成mRNA,表示的是转录过程。答案: (1)7 (2)b 核榶核苷酸 (3)A方法透析 DNA与RNA的快速判定备选例题如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程,①②③④表示相关过程。请据图回答下列问题:(1)①过程的产物是DNA,则①过程发生在? 期,?
催化过程②的酶是 。?
(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA一端的三个碱基是UAC,该tRNA所携带的氨基酸是 。?
(3)a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是 。④过程进行的场所有 。?
(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是 。?
从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,这说明 ?
。?解析: (1)据图分析可知,①过程指DNA的复制,在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程指转录过程,催化DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA上,据tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG,AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知,越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长,说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长,由此推出核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。④过程是对蛋白质加工和运输的过程,相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后,可以同时合成多条相同的肽链,提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,说明在原核细胞中边转录边翻译,转录和翻译可同时同地点进行。答案: (1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间 RNA聚合酶
(2)甲硫氨酸
(3)由a→b 内质网和高尔基体
(4)短时间内能合成较多的蛋白质 原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的【题组演练】
1.(2015宁夏银川一中期末)遗传信息、密码子、遗传物质的功能和结构单位,分别是指( )
①信使RNA上核苷酸的排列顺序 ②DNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基 ③信使RNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基 ④DNA上脱氧核苷酸的排列顺序 ⑤转运RNA上一端的三个碱基 ⑥有遗传效应的DNA片段
A.①③⑤ B.④③⑥ C.③④⑥ D.①②⑤解析:遗传信息是指DNA上脱氧核苷酸的排列顺序;密码子是指信使RNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基;基因是有遗传效应的DNA片段,是遗传物质的功能和结构单位。所以B正确。B2.(2015福建龙岩一级达标校期末)如图为基因表达过程示意图,下列说法正确的是( )
A.图中所示为真核生物DNA上的基因表达过程,需要多种酶参与
B.红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的转录过程
C.某一基因转录为mRNA时,以DNA的一条完整链为模板
D.图中可以说明少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质解析:据图可知,图中表示边转录边翻译,说明图示为原核生物DNA上的基因表达过程(真核生物的要先转录后翻译,且转录和翻译的场所也不同),需要RNA聚合酶、ATP水解酶等多种酶的参与,A项错误;红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的翻译过程,不影响转录过程,B项错误;基因是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上可以有许多基因,某一基因转录为mRNA时,是以该基因的一条链为模板的,C项错误;图中的一个mRNA分子上相继结合了多个核糖体,可以同时进行多条肽链的合成,所以可以说明少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,D项正确。D3.(2015宁夏银川一中期末)下图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答下列问题:
[可能用到的密码子表:酪氨酸(UAC)、甲硫氨酸(AUG)、天冬氨酸(GAU)、缬氨酸(GUA)](1)图1中⑥上正在进行的是 过程,所需要原料的结构通式可表示为 。该过程的合成方向是 (填“从左向右”或“从右向左”)。?
(2)从化学成分角度分析,与图1中⑥结构的化学组成最相似的是( )
A.乳酸杆菌 B.噬菌体
C.染色体 D.烟草花叶病毒(3)图1中②上携带的氨基酸为 。?
(4)图2为多聚核糖体合成蛋白质的示意图,最终合成的肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗? 。图中出现多聚核糖体的意义是 。?解析: (1)图1是转录和翻译过程,其中⑥是核糖体,其上正在进行的是翻译过程,所需要原料是氨基酸。根据箭头所示,可知核糖体在mRNA上的移动方向是从左向右,是该过程的合成方向。
(2)核糖体的化学成分是蛋白质和RNA,乳酸杆菌是原核生物,成分复杂,A错误;噬菌体和染色体的成分都是蛋白质和DNA,B、C错误;烟草花叶病毒的成分是蛋白质和RNA,与核糖体成分相似,D正确。
(3)图1中②是tRNA,其一端的反密码子是UAC,能与甲硫氨酸的密码子AUG配对,所以该tRNA上携带的氨基酸为甲硫氨酸。
(4)图2中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤均为多肽链,由于合成②③④⑤的模板是同一个mRNA,所以最终合成的肽链②③④⑤的氨基酸序列相同;由图示可知,由于多聚核糖体的参与,可以利用一条mRNA同时翻译出多条多肽链,因而提高了合成蛋白质的速率。 问题引领:
1.基因转录和翻译过程中基因的碱基对数与mRNA碱基数及氨基酸个数的对应关系是什么?
2.计算时的“至少”或“至多”的含义是什么?基因表达过程中有关数量变化要点二教师参考1.转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数=6∶3∶1。图解如下:2.以上关系应理解为:每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基,基因中6个碱基,其原因如下:
(1)DNA中有的片段无遗传效应,不能转录出mRNA。
(2)在基因片段中,有的片段起调控作用,不转录。
(3)转录出的mRNA中有终止密码子,终止密码子不对应氨基酸,所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。【典例2】 已知一个蛋白质分子由3条肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个,翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的A和G共400个,则转录成信使RNA的DNA分子中,C和T最少应有多少个,翻译成蛋白质的过程中共需要tRNA最多多少种( )
A.1 800个;300种 B.900个;64种
C.900个;无法确定 D.900个;61种解析:该蛋白质由3条肽链组成,共297个肽键,可知该蛋白质由300个氨基酸组成。则该信使RNA有至少300×3=900个碱基。画出如下转录图解:
由图解可知,转录成信使RNA的DNA分子中C和T最少应有900个。tRNA的种类共有61种,因此该过程需tRNA最多为61种。答案:D备选例题D 解析:蛋白质由n条肽链组成,控制该蛋白质的基因含有B个碱基对,那么相应的密码子个数是B/3,也就是氨基酸的个数是B/3,所以形成蛋白质时脱水数为:B/3-n,又知道氨基酸的平均相对分子质量是A,所以可以求出蛋白质的相对分子质量是(B/3)·A-(B/3-n)·18。D解析:通常可采用以下两种解题思路。
解法一:根据题干中所提供的信息,该mRNA上A+G=12(个),由此可推出,指导它合成的模板链上T+C=12(个),模板链上的A+G=30-12=
18(个),这样,与模板链互补的另一条链上T和C应有18个,两条链的T+C共有12+18=30(个)。
解法二:mRNA有30个碱基,转录形成mRNA的DNA分子应有30个碱基对,根据碱基互补配对原则T—A、G—C,可知A+G=T+C,所以该DNA分子中T和C必然有30个。【题组演练】
1.已知一段mRNA含有30个碱基,其中A和G有12个,转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是( )
A.12 B.24 C.18 D.302.(2015安徽安庆段考)某蛋白质分子由α和β共含176个氨基酸的2条肽链构成。下列有关叙述中正确的是( )
A.参与合成与加工该多肽的膜性细胞器有4种
B.合成该多肽时最多需要61种tRNA参与
C.该蛋白质分子中一定由20种氨基酸组成
D.合成该多肽的模板mRNA上一定含有176个密码子解析:参与蛋白质合成与加工的膜性细胞器是内质网粗加工,高尔基体再加工,线粒体提供能量,A项错误,密码子有64种,决定氨基酸的密码子只有61种,3个终止密码不决定氨基酸,20种氨基酸对应的转运RNA也只有61种,即合成该多肽链时最多需要61种tRNA参与,B项正确;该蛋白质分子中不一定由20种氨基酸组成,C项错误;合成该多肽的模板mRNA上至少含有176个密码子,还有终止密码,D项错误。B3.某条多肽的相对分子质量为2 778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是( )
A.75对碱基 B.78对碱基
C.90对碱基 D.93对碱基解析:该多肽由n个氨基酸构成,根据题意可以列方程110n-18(n-1)=2 778,解得n=30,即该多肽由30个氨基酸组成,若考虑终止密码子则应为30个密码子再加上终止密码子应为31个密码子,所以编码该多肽的基因碱基数至少为31×6=186,即93对碱基。D点击进入课时训练 谢谢观赏
Thanks!课件25张PPT。第2节 基因对性状的控制新课导入
导入1:课件展示“基因指导蛋白质合成过程”图解,与同学们一起回顾复习转录和翻译过程。
在上一节课中我们详细地学习了基因指导蛋白质合成过程,现在请你根据这幅图,画出一张流程图,简要地表示出其中的遗传信息传递方向。教师参考导入2:请同学们都想一想自己是像爸爸还是更像妈妈?哪些地方像?如脸型、耳垂、眼皮、酒窝、肤色等?学生可发表各自的观点。
同学们观察的这些特征,在遗传上称为什么?
提示:性状。
有些性状是由环境引起的,例如肤色的深浅,同学们知道这样的性状不能遗传。
那什么样的性状可以遗传呢?引出基因控制的性状。 自主学习 要点探究 自主学习学习目标:1.解释中心法则。
2.举例说明基因与性状的关系。知识梳理一、中心法则的提出及其发展
1.提出者: 。
2.中心法则及发展图示克里克写出上图中序号代表的生理过程和遗传信息的传递方向:DNA复制DNADNA转录DNARNA翻译RNA蛋白质RNARNARNADNA?思考? 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗?
提示:不能,只能发生在寄主细胞内。二、基因、蛋白质与性状的关系
1.基因对性状的间接控制
(1)实质:基因通过控制酶的合成来控制 ,进而控制生物体的性状。
(2)实例
①豌豆粒型:皱粒豌豆DNA中插入一段外来DNA序列,使编码淀粉分支酶的基因打乱→不能合成淀粉分支酶→细胞内淀粉含量下降,蔗糖含量升高→豌豆水分少而皱缩。
②人的白化病:控制 的基因异常→无法合成 →酪氨酸无法转变成黑色素→表现白化症状。代谢过程酪氨酸酶酪氨酸酶2.基因对生物体性状的直接控制
(1)实质:基因通过控制 直接控制生物体的性状。蛋白质的结构苯丙氨酸 ?判断?
(1)一般而言,一个基因决定一种性状。( )
(2)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同,表现型相同;基因型不同,表现型不同。( )
(3)白化病是由于衰老细胞内酪氨酸酶的活性降低而引起的。( )√××问题引领:
1.中心法则及发展各过程适用于哪些生物?
2.中心法则与基因表达的关系是怎样的?要点探究中心法则的理解及分析要点一教师参考1.中心法则各过程的适用范围2.中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息:它是通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息:它是通过转录和翻译完成的,发生在个体发育过程中。3.中心法则与基因表达的关系【典例1】 关于下图所示的过程,相关叙述正确的是( )
A.噬菌体进行①过程,需将噬菌体放在含有四种游离脱氧核糖核苷酸的溶液中
B.正常的真核生物细胞内可发生①、②、⑤过程
C.③、④、⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D.细胞中①、④过程的发生都需要解旋酶的催化作用解析:噬菌体不能单独生活,必须寄生在其他活细胞内,故不能单独培养噬菌体;①、②、⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生;到目前为止,所有的生物体内还没有发现⑥过程;①过程需要解旋酶的催化,④过程不需要。答案:B备选例题结合图表分析,下列有关说法正确的是( )A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③
B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制
C.结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中
D.①～⑤可发生在人体健康细胞中A解析:首先判断出图中各个过程的名称:①为DNA复制,②为转录,③为翻译,④为RNA复制,⑤为逆转录,然后根据表格中抗菌药物的抗菌机理来分析各选项。青霉素的作用对象是细胞壁,与DNA复制无关;环丙沙星可促进DNA螺旋化,不利于DNA复制和转录;红霉素能与核糖体结合,抑制翻译过程;利福平抑制RNA聚合酶的活性,进而抑制转录和RNA复制;④和⑤只有RNA病毒才能进行。【题组演练】
1.中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。下列说法不正确的是( )
A.a、b、c、d所表示的四个过程分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录
B.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c,需要逆转录酶参与的过程是d
C.a、b、c过程只发生在真核细胞中,d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中
D.在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所相同,但需要的关键酶种类不同解析:从中心法则中各过程的名称、所需条件及发生于哪一类生物体内等方面分析。图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制,其中c过程进行的场所是核糖体,在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸,a、b、c在细胞生物中均能发生,d、e只发生在RNA病毒中。在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核,但所需的关键酶不同,前者需要DNA聚合酶,而后者需要RNA聚合酶。C2.尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有3H—尿嘧啶核糖核苷的营养液,处理活的小肠黏膜层,几小时后检测小肠绒毛,发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是图中的( )
A.① B.② C.③ D.①和②解析:小肠黏膜层上均有放射性出现是因为3H尿嘧啶核糖核苷被利用,说明合成了mRNA,发生了转录过程。B问题引领:
1.什么是性状?生物的性状表现主要与细胞中的哪种化合物密切相关?
2.基因是怎样控制性状的?
3.基因与性状的对应关系是怎样的?基因与性状的关系要点二教师参考1.基因对性状控制的两种途径2.基因与性状的关系
(1)基因与性状的关系 (2)基因控制性状还受到环境的影响,生物性状是基因和环境条件共同作用的结果。
(3)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,共同调控着生物体的性状。3.等位基因与生物性状的关系【典例2】 如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出( )
A.一种物质的合成只受一个基因的控制
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C.若基因②不表达,则基因③和④也不表达
D.若基因③不存在,则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸解析:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状。由示意图可知,精氨酸的合成需要酶①②③④的参与,而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性,基因②不表达时,基因③、④仍可表达,只是无法合成精氨酸。若基因③不存在,酶③不能合成,则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸→精氨酸的途径不能进行。答案:B备选例题 B解析:同一个体的体细胞内所含基因都相同,因为都是由受精卵有丝分裂产生的,故A错误。图中①表示转录,需要RNA聚合酶;②表示翻译,需要tRNA,故B正确。④⑤过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息发生了改变,直接原因是血红蛋白合成异常,故C错误。过程①②③表明基因通过控制酶的合成控制生物的代谢,进而控制生物体的性状,但不是指所有性状,故D错误。下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①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的协助
C.④⑤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①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状D解析:皱粒豌豆种子中,编码淀粉分支酶的基因插入一段外来DNA序列,编码淀粉分支酶的基因被打乱,导致淀粉分支酶不能合成,进而导致淀粉含量低而蔗糖含量高,淀粉能吸水膨胀蔗糖不能,A错误。人类白化病症状是控制酪氨酸酶的基因突变引起酪氨酸酶不能合成,导致黑色素不能合成引起的,体现基因通过控制酶合成来控制生物性状,B错。一种性状由一个基因控制,也可以由多个基因控制,1个基因可以控制1种性状,也可以控制多种性状,C错。基因通过控制结构蛋白合成直接控制性状,还可以通过控制酶(蛋白质)合成来控制细胞代谢间接控制性状,D正确。【题组演练】
1.下列关于基因、蛋白质与性状关系的描述中,正确的是( )
A.皱粒豌豆种子中,编码淀粉分支酶的基因被打乱,导致淀粉分支酶不能合成,进而导致淀粉含量高而蔗糖含量低
B.人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的
C.基因与性状呈线性关系,即一种性状由一个基因控制
D.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的2.下图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析,下列不正确的说法是( )
A.①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA
B.若某段DNA转录的mRNA发生改变,但形成的蛋白质不一定会改变
C.③过程中需要多种转运RNA,转运RNA不同,所搬运的氨基酸也不相同
D.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制,使结构蛋白发生变化所致解析:由图可知,①为转录,该过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA,A正确;由于一种氨基酸有多个密码子,当mRNA发生改变后,其控制合成的蛋白质不一定改变,B正确;一种转运RNA只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可能由几种tRNA来运载,因此tRNA不同,其所搬运的氨基酸可能会相同,C错误;基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀型细胞贫血症,D正确。C点击进入课时训练 谢谢观赏
Thanks!第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
测控导航表
知识点
题号
1.遗传信息的表达
1,2,3,4,5,6,11,12,13,15
2.基因表达过程的相关计算
7,8
3.综合
9,10,14
A级 基础练
1.(2015广东汕头期末)如图表示发生在某细胞内一重要物质的合成过程,下列相关叙述正确的是( D )
A.该图所示过程以脱氧核苷酸为原料
B.该图所示过程只发生在细胞质内
C.图中A最可能代表核糖体
D.图中链①上可能存在密码子
解析:该图表示为基因的转录,则过程中以核糖核苷酸为原料,所以A错误;该图所示过程主要发生在细胞核中,所以B错误;图中A最可能代表RNA聚合酶,所以C错误;据图判断,链①可能是mRNA,则其上存在密码子,所以D正确。
2.下图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程,据图分析,下列说法正确的是( D )
A.该过程共涉及5种核苷酸
B.在不同组织细胞中该过程的产物无差异
C.该过程需要解旋酶和DNA聚合酶
D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗
解析:由图可知,此过程为人体细胞核中发生的转录过程,DNA单链中涉及4种脱氧核苷酸,转录产生的RNA中含4种核糖核苷酸,故该过程涉及8种核苷酸,不同组织细胞表达的基因具有选择性,故转录产生的mRNA有差异,该过程需要RNA聚合酶。
3.(2015安徽安庆怀宁中学期中)如图表示细胞中发生的某一过程,下列相关叙述中错误的是( D )
A.该过程表示的是翻译过程
B.该过程合成的产物可能不是酶
C.该过程遵循碱基互补配对原则
D.转运每种氨基酸的工具只有一种
解析:由于密码子具有简并性,相应的一种氨基酸可能有多种tRNA转运,D项错误。
4.如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙),下列有关叙述中正确的是( C )
A.遗传信息位于甲上
B.乙由三个碱基组成
C.甲的合成需要RNA聚合酶的参与
D.乙可以转运多种氨基酸
解析:由图可知,甲为mRNA,乙为tRNA。遗传信息位于DNA上;tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的,由多个碱基组成;一种tRNA只能转运一种氨基酸;mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。
5.(2015辽宁大连信息高中期中)如图是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解正确的是( B )
A.该过程的模板是①,其上的碱基有A、T、G、C四种
B.合成②③④的原料是氨基酸,该过程能生成水
C.多个⑤同时从右向左移动,表明细胞可以迅速合成大量蛋白质
D.该过程还需要tRNA,一种氨基酸只对应一种tRNA
解析:分析图示可知,该过程表示翻译过程,模板①为mRNA,mRNA上的碱基有A、U、G、C四种,A项错误;②③④是肽链,合成肽链的原料是氨基酸,氨基酸分子相互结合的方式是脱水缩合,因此该过程能生成水,B项正确;⑤是核糖体,其移动方向为从左向右,C项错误;该过程需要tRNA将氨基酸运送到核糖体上,一种氨基酸可以对应多种tRNA,D项错误。
6.(2015宁夏银川一中期末)下列有关基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是( D )
A.一个密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸只由一种tRNA转运
B.该过程需要有三个高能磷酸键的ATP提供能量
C.该过程一定遵循碱基互补配对原则,即A一定与T配对,G一定与C配对
D.核基因转录形成的mRNA进入细胞质中进行翻译穿过0层核膜
解析:一个密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运,A错误;转录和翻译过程需要有两个高能磷酸键的ATP提供能量,B错误;该过程一定遵循碱基互补配对原则,转录时A一定与U配对,C错误;核基因转录形成的mRNA进入细胞质中进行翻译的通道是核孔,穿过0层核膜,D正确。
7.(2015宁夏银川一中期末)控制合成“十二肽”的基因中有碱基至少多少个( C )
A.36 B.66 C.72 D.78
解析:组成十二肽的氨基酸数目是12个,根据转录和翻译过程可知,蛋白质合成时,基因中的碱基数与蛋白质中的氨基酸数之比至少是6∶1,所以基因中的碱基数至少为6×12=72,C正确。
8.如图所示转录、翻译过程中,所涉及的碱基种类和核苷酸种类分别有( C )
DNA …C—T—C—A…
mRNA …G—A—G—U…
tRNA …C—U—C—A
A.5种、2种 B.6种、2种
C.5种、7种 D.5种、5种
解析:据图可知,DNA中有C、T、A三种碱基,三种脱氧核苷酸;mRNA和tRNA中有A、G、C、U四种碱基,四种核糖核苷酸,所以共有5种碱基,7种核苷酸。
9.如图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答下列问题:
(1)图2中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位是 ,可以用图2方框中数字
表示。?
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,进行的主要场所是[ ] ,所需要的原料是 。?
(3)若该多肽合成到图1所示UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是 。?
(4)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有密码子的个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( )
A.166和55 B.166和20
C.333和111 D.333和20
解析:(1)图2中方框内所示结构中有碱基U,因此是RNA的一部分,它主要在细胞核中经转录过程形成,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,完整的核糖核苷酸包括三个组成部分:碱基、核糖、磷酸。(2)图1中作为模板的④是mRNA,以它为模板在核糖体中经过翻译合成的⑤为多肽链,该过程所需要的原料是游离的氨基酸。(3)该多肽合成到图1所示UCU决定的氨基酸后就终止合成,则UCU的下一个密码子就是终止密码子,据图可知应该是UAA。(4)若图1的①(DNA)所示的分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数约为1 000/3≈333,经翻译后合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过
20种。
答案:(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2、7
(2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸 (3)UAA (4)D
B级 能力练
10.(2015陕西学业水平考试)如图为基因指导蛋白质合成过程的示意图,①表示过程,甲、乙、丙表示不同的物质。下列相关叙述正确的是( B )
A.过程①表示转录,此过程的产物只能是mRNA
B.基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状
C.丙物质中的10个氨基酸,对应甲中碱基是60个
D.一种乙可以转运多种氨基酸
解析:图中①表示转录过程,甲是mRNA,乙是tRNA,丙是多肽链;转录的产物可能是mRNA,也可能是其他RNA,A错误;丙物质中的10个氨基酸,对应mRNA中碱基是30个,C错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,D错误。
11.如图表示细胞内某些重要物质的合成过程,该过程发生在( C )
A.真核细胞内,一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B.原核细胞内,转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C.原核细胞内,转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D.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
解析:由题中信息可知,转录没有结束便已启动遗传信息的翻译,所以该过程发生在原核生物细胞内。
12.(2015湖南常州临澧一中月考)有人在不同的温度下培育具有相同基因组成的棒眼果蝇,统计发育出来的果蝇复眼中的小眼数,结果
如下:
温度(℃)
15
20
25
30
雌棒眼果蝇复眼的小眼数(个)
214
122
81
24
雄棒眼果蝇复眼的小眼数(个)
270
160
121
74
上述实验表明,棒眼果蝇在发育过程中( B )
A.温度和性别影响了基因的转录
B.温度和性别对基因的表达是有影响的
C.温度和性别影响了mRNA的翻译过程
D.温度和性别都是决定小眼数目的根本因素
解析:表格提供信息无法推断温度和性别是影响了基因的转录还是影响了mRNA的翻译过程,A、C错。同一性别在不同温度下小眼数不同,在同样温度下,雌雄小眼数不同,故温度和性别对基因的表达是有影响的,B正确。决定小眼数目的根本因素是遗传物质DNA,D错。
13.(2015山东德州期末)真核生物细胞内存在着很多长度为21～23个核苷酸的小分子RNA,它们能与相关基因转录出来的mRNA互补,形成局部双链。由此可以推断这些小分子RNA抑制基因表达的分子机制是( C )
A.阻断rRNA装配成核糖体
B.妨碍双链DNA分子的解旋
C.干扰tRNA识别密码子
D.影响tRNA携带特定的氨基酸
解析:翻译需要mRNA作为模板,该小分子RNA可以与mRNA互补,导致翻译时tRNA无法与mRNA上的密码子结合,故C正确。该RNA不是阻断rRNA装配成核糖体,故A错误。mRNA已经转录出说明不会妨碍双链DNA分子的解旋,故B错误。小分子RNA与mRNA互补形成局部双链,不会影响tRNA携带特定的氨基酸,故D错误。
14.(2015辽宁大连信息高中期中)图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程,回答有关问题。
(1)图示甲、乙、丙过程分别表示 、 和 的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中,也可以发生在 和
中。?
(2)生物学中,经常使用3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸)研究甲过程的物质合成情况,原因是?
。?
(3)转录时,与DNA中起点结合的酶是 。一个细胞周期中,乙过程在每个起点可起始多次,甲过程在每个起点一般起始
次。?
(4)丙过程在核糖体中进行,通过 上的反密码子与mRNA上的碱基识别,将氨基酸转移到肽链上。AUG是甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子,某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这是新生肽链经 和 加工修饰的结果。(填细胞器)?
解析:(1)图甲是以DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程,即DNA复制;DNA存在于细胞核、叶绿体和线粒体中,所以,在叶绿体和线粒体中,也可发生DNA复制和转录。
(2)3HTdR是DNA合成的原料之一,所以可根据放射性强度的变化来判断DNA的合成情况。
(3)转录的产物是RNA,与DNA中起点结合的酶是RNA聚合酶;一个细胞周期中,核DNA只复制一次,而基因可进行多次表达。
(4)反密码子存在于tRNA上;AUG是起始密码子,新合成的多肽链首端应是甲硫氨酸,但某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这说明新生肽链经过内质网和高尔基体的加工修饰后,甲硫氨酸被
切除。
答案:(1)DNA复制 转录 翻译 线粒体 叶绿体
(2)3HTdR是DNA合成的原料之一,可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况
(3)RNA聚合酶 1 (4)tRNA 内质网 高尔基体
C级 拓展练
15.抗生素是临床上治疗各种由细菌引起的疾病的特效药,能够有效地抑制细菌蛋白质的合成,而不影响人的蛋白质的合成。抗生素是通过什么机制抑制细菌蛋白质的合成的呢?有人提出了如下两种假设:
①抗生素能抑制细菌DNA的转录过程,而不影响人体DNA的转录过程。
②抗生素能抑制细菌体内的翻译过程,而不影响人体内的翻译过程。
请你设计实验,探究抗生素抑制细菌蛋白质合成的原因。(假设抗生素不影响人体的任何生理功能)
(1)实验设计的思路:
①先设计两组实验(甲、乙两组),体外模拟细菌 的过程。甲组加适量 ,乙组加等量蒸馏水,检测两组实验中 的生成量。通过这两组实验探究是否为第一种假设。?
②再设计两组实验(丙、丁两组),体外模拟细菌 的过程,丙组加适量 ,丁组加等量蒸馏水,检测两组实验中 的生成量,以此来探究是否为第二种假设。?
(2)实验结果及结论:
①若甲组 生成量明显少于乙组,丙、丁两组蛋白质生成量相似,则说明抗生素是通过抑制 来抑制细菌蛋白质合
成的;?
②若甲、乙两组RNA生成量相似,丙组 生成量明显少于丁组,则说明抗生素是通过抑制 来抑制细菌蛋白质合成的;?
③若甲组RNA生成量明显少于乙组,丙组蛋白质生成量明显少于丁组,则说明抗生素是通过抑制 来抑制细菌蛋白质合成的。?
解析:由题干信息可知,实验目的是探究抗生素影响细菌蛋白质合成的原理。若抗生素只抑制细菌的转录,则其体内RNA的含量将减少;若只抑制翻译过程,则细菌体内蛋白质含量会减少;若细菌体内RNA和蛋白质的含量都减少,则说明抗生素既能抑制转录,又能抑制翻译过程。
答案:(1)①转录 抗生素 RNA ②翻译 抗生素 蛋白质
(2)①RNA 细菌的转录 ②蛋白质 细菌的翻译 ③细菌的转录和翻译
测控导航表
知识点
题号
1.遗传信息的表达
1,2,3,4,6,7,8,9
2.基因表达过程的相关计算
10,11
3.综合
5,12,13,14,15
A级 基础练
1.(2015福建三明一中高二期中)在基因指导蛋白质合成的过程中,密码子位于( B )
A.DNA上 B.mRNA上 C.蛋白质上 D.染色体上
解析:密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
2.下列关于RNA的叙述中,不正确的是( B )
A.RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA
B.mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的
C.RNA可以作为某些生物的遗传物质
D.mRNA直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
解析:真核生物转录的场所是细胞核,翻译的场所是细胞质,原核生物转录场所是拟核。部分病毒的遗传物质是RNA。
3.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息决定的氨基酸如下表所示。则tRNA(ACG)所携带的氨基酸是( C )
GCA
CGT
ACG
TGC
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A.精氨酸 B.丙氨酸
C.半胱氨酸 D.苏氨酸
解析:mRNA与DNA模板链碱基互补配对,tRNA又与mRNA碱基互补配对,tRNA上的碱基序列与DNA模板链上的碱基序列几乎一样,只是把T换成了U。
4.(2015河南郑州一中高二期中)以“—GAATTG—”的互补链转录mRNA,则此段mRNA的序列是( A )
A.—GAAUUG— B.—CTTAAC—
C.—CUUAAC— D.— CAATTG —
解析:DNA分子中的两条链互补配对的原则是:G与C、A与T;转录过程中的碱基互补配对原则是:G与C、A与U、C与G、T与A配对,所以“—GAATTG—”互补链是“—CTTAAC—”,以其为模板转录出的mRNA是“—GAAUUG—”。
5.(2015山东枣庄八中高二月考)有关下图的叙述,正确的是( B )
(1)①→②表示DNA转录 (2)共有5种碱基 (3)①②中的A表示同一种核苷酸 (4)②中共有4个密码子 (5)①→②过程主要在细胞核中进行
A.(1)(2)(4) B.(1)(2)(5)
C.(2)(3)(5) D.(1)(3)(5)
解析:(1)由①、②碱基组成可知,①是DNA,②是RNA,图示发生的是转录过程;(2)共有A、T、C、G、U五种碱基;(3)①、②中的A分别表示腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸;(4)mRNA上每三个相邻的碱基组成一个密码子,故②中共有2个密码子;(5)转录过程主要在细胞核中进行。
6.(2015安徽黄山屯溪一中高二期中)下列说法错误的是( D )
A.一种转运RNA只能转运一种氨基酸
B.一种氨基酸可以有多种密码子
C.一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运
D.一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运
解析:一种转运RNA只能转运一种氨基酸,由转运RNA上的反密码子决定;根据密码子表,一种氨基酸可以有一种或多种密码子;一种氨基酸对应一种或多种密码子,则可以由一种或几种转运RNA来转运。
7.(2015安徽黄山屯溪一中高二期中)某转运RNA的反密码子为UAC,它所转运的氨基酸是( D )
A.缬氨酸(GUA) B.组氨酸(CAU)
C.酪氨酸(UAC) D.甲硫氨酸(AUG)
解析:由于转运RNA与mRNA上的碱基互补配对,反密码子为UAC,则对应的mRNA上的密码子为AUG。
8.同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同,其原因是参与这两种蛋白质合成的( B )
A.tRNA种类不同
B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同
D.同一密码子所决定的氨基酸不同
解析:在蛋白质翻译的过程中,mRNA上的碱基排列顺序决定氨基酸顺序;tRNA只携带特定的氨基酸转运到核糖体上参与肽链的合成,不决定氨基酸排列顺序;核糖体是由rRNA和蛋白质组成的,没有差异;同一密码子决定的氨基酸是相同的。故本题选B。
9.(2015安徽安庆一中高二期中)下面两个图表示两个生理过程,其中乙图中的③代表多肽。请据图回答下列问题:
(1)甲、乙两图分别表示的两个生理过程是 和 。?
(2)乙图中的结构①是 。?
(3)甲图中的①正处于 状态。?
(4)甲图中的②与乙图中的 (用数字表示)是同一物质。?
解析:(1)甲图以DNA的一条链为模板,在③RNA聚合酶的作用下合成②mRNA,该过程称为转录;乙图在①核糖体上进行,以②mRNA为模板合成③多肽,此过程称为翻译。(2)乙图中的结构①是翻译的场所核
糖体。
(3)甲图中的①是双链DNA,正处于解旋状态。
(4)甲图中的②是转录形成的mRNA,乙图中的②mRNA是翻译的模板,因此甲图中的②与乙图中的②是同一物质。
答案:(1)转录 翻译 (2)核糖体 (3)解旋 (4)②
B级 能力练
10.(2015黑龙江双鸭山一中高二期中)已知AUG、GUG为起始密码,UAA、UGA、UAG为终止密码。某信使RNA的碱基排列顺序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U,此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数最多为( C )
A.20个 B.17个 C.16个 D.15个
解析:AUG为起始密码,起始密码之后还有2个碱基。UAG为终止密码,终止密码前还有3个碱基。加上中间省略的40个碱基,一共有45个碱基,编码15个氨基酸,加上起始密码子编码的氨基酸,一共16个氨基酸。
11.(2015河南扶沟高级中学高一月考)艾滋病病毒属于RNA病毒,具有逆转录酶,如果它决定某性状的一段RNA含碱基A:19%,C:26%,G:32%,则通过逆转录过程形成的双链DNA含碱基A的比例是( B )
A.19% B.21% C.23% D.42%
解析:由题意知RNA病毒中碱基U的含量是1-(19%+26%+32%)=23%,
A+U=42%,RNA病毒逆转录过程中A与T配对,C与G配对,U与A配对,G与C配对,所以逆转录形成的双链DNA分子中A+T的比例与RNA中A+U的比例相同,是42%,所以通过逆转录过程形成的双链DNA片段中碱基A的比例是42%÷2=21%。
12.(2015江西临川一中高二期中)B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的B-100蛋白,而在小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B-48蛋白。研究发现,小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U。以下判断错误的是( D )
A.小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAA
B.B100蛋白前48个氨基酸序列与B48蛋白相同
C.B100蛋白和B48蛋白的空间结构不同
D.肝脏和小肠细胞中的B基因结构有差异
解析:小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U,导致形成B48蛋白,可见,编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAA;B100蛋白前48个氨基酸序列与B48蛋白相同;B100蛋白和B48蛋白由于氨基酸数量不同,空间结构也不同;同一生物体内的不同体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的,含有相同的DNA,所以肝脏和小肠细胞中B基因结构没有差异。
13.(2015安徽蚌埠一中高二月考)下面是几个同学对有关蛋白质和核酸之间关系的总结,错误的是( C )
A.在同一个生物体内,不同的体细胞核中DNA分子是相同的,但细胞中蛋白质和RNA可能是不同的
B.基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质,遗传信息通过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达
C.在蛋白质合成旺盛的细胞中,核DNA分子多,转录成的mRNA分子也多,从而翻译成的蛋白质就多
D.在真核细胞中,DNA的复制和RNA的转录主要在细胞核中完成,而蛋白质的合成在细胞质中完成
解析:同一个生物体内的不同细胞是由同一受精卵有丝分裂而来的,所含DNA都相同,但由于基因的选择性表达,不同细胞的蛋白质和RNA有所区别;基因表达时,基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质,通过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达;在蛋白质合成旺盛的细胞中,转录成的mRNA分子和翻译成的蛋白质多,但DNA含量与其他细胞相同;在真核细胞中,DNA的复制和RNA的转录主要在细胞核中完成,此外在线粒体和叶绿体中也能进行,而蛋白质的合成均在细胞质中的核糖体上合成。
14.如图为蛋白质合成的一个过程,据图分析并回答问题:
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸
密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC
GCC
ACA
CGA
GCU
ACG
CGG
(1)图示属于基因表达过程中的 步骤,该过程的模板是[ ] 。?
(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为
。?
(3)根据图并参考上表分析:[1] 上携带的氨基酸是 ,这个氨基酸与前接的氨基酸是通过 反应连接在一起的。?
解析:(1)图示核糖体上蛋白质的合成过程,属于基因表达中的翻译过程,模板为mRNA;(2)DNA模板链上碱基的排列顺序与mRNA的互补配对;(3)tRNA上反密码子与mRNA上的密码子互补配对,通过查所给密码子表可知tRNA上携带的氨基酸的种类。tRNA转运的氨基酸通过脱水缩合形成多肽。
答案:(1)翻译 3 信使RNA
(2)ACCCGATTTGGC
(3)转运RNA 丙氨酸 脱水缩合
C级 拓展练
15.(2015江西师大附中高二期中)下图表示某高等植物细胞中基因表达的过程,“→”表示物质转移的路径和方向,请仔细观察和分析图解,并回答下列问题:
(1)图中rbcs基因表达的产物是SSU,Cab基因表达的产物是LHCP。在基因表达的过程中,图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为 。?
(2)图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA,Ⅴ上的基因表达的产物是LUS,物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用,则Ⅵ是 。?
(3)据图可知,基因表达过程中转录发生的细胞部位是 ,翻译发生的细胞部位是 。?
(4)据图可知,合成的LHCP参与光合作用的 反应。?
解析:(1)rbcs基因与Cab基因转录的Ⅱ(mRNA)从核孔中穿出,与Ⅲ(核糖体)结合,翻译出Ⅳ(肽链)。(2)从题图看出,V上的基因表达的链状物能与叶绿体基质中的核糖体结合,这种链状物应是RNA,物质Ⅵ能催化某种高分子物质(RNA)合成,是RNA聚合酶。(3)从题图看出,细胞核(染色体)和叶绿体基质中的基因都能转录,细胞质基质和叶绿体基质中的核糖体都能翻译。(4)题图显示LHCP参与类囊体上的反应,即光反应。
答案:(1)mRNA、核糖体、肽链
(2)RNA聚合酶
(3)细胞核(染色体)和叶绿体(答全才可) 细胞质基质和叶绿体基质
(4)光
第2节 基因对性状的控制
测控导航表
知识点
题号
1.中心法则及其发展
1,2,3,5,10,15
2.基因对性状的控制
4,6,7,8,12,13
3.综合
9,11,14
A级 基础练
1.能正确表示中心法则的是( D )
A.DNARNA蛋白质
B.DNARNA蛋白质
C.DNARNA蛋白质
D.
解析:中心法则为D所示内容,包括继克里克之后修整部分。
2.遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充,下列能够进行该传递的生物是( B )
A.烟草 B.烟草花叶病毒
C.噬菌体 D.大肠杆菌
解析:由RNA→RNA说明了RNA的复制,该过程只发生在RNA病毒中,四个选项中只有B为RNA病毒。
3.(2015宁夏银川一中期末)在下列过程中,正常情况下动植物细胞中都不可能发生的是( B )
A.①② B.③④⑥ C.⑤⑥ D.②④⑥
解析:图中①是DNA复制,②是转录,⑤是翻译,正常情况下动植物细胞中①②⑤都可能发生;③是逆转录,仅发生在逆转录病毒中;④是RNA复制,仅发生于RNA病毒中;⑥在生物界不存在;所以正常情况下动植物细胞中都不可能发生的是③④⑥,因此B正确;A、C、D错误。
4.(2015安徽芜湖开城中学期中)白化病病人出现白化症状的根本原因是( C )
A.病人体内缺乏黑色素
B.病人体内无酪氨酸
C.控制合成酪氨酸酶的基因不正常
D.长期见不到阳光所致
解析:白化病病人出现白化症状是因为缺乏酪氨酸酶,不能使酪氨酸转化成黑色素,而缺乏这种酶的根本原因是控制此酶合成的基因不
正常。
5.下列各项中,遵循“碱基互补配对原则”和人体内发生“碱基互补配对”关系的分别是( A )
①DNA复制 ②RNA复制 ③转录 ④翻译 ⑤逆转录
A.①②③④⑤,①③④ B.①②③④,①③④
C.①②④⑤,①②③④ D.①②③④⑤,①②④⑤
解析:①DNA复制时,A与T、G与C配对,②RNA复制时,A与U、C与G配对,③转录时,A与U、T与A、C与G配对,④翻译时,mRNA与tRNA的碱基互补配对,A与U、C与G配对,⑤逆转录时,以RNA为模板合成DNA,此过程也遵循碱基互补配对原则,A与T、U与A、C与G配对,在人体内不能进行RNA复制和逆转录。
6.下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( D )
A.一对相对性状可由多对基因控制
B.基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状
C.隐性基因控制的性状不一定得到表现
D.基因型相同,表现型就相同
解析:生物的表现型受基因和环境共同控制,基因型相同时,表现型不一定相同。
7.囊性纤维病发病的直接原因是Cl-不能有效运出肺等组织细胞,而根本原因是CFTR基因发生突变,导致运输Cl-的CFTR跨膜蛋白的第508位的氨基酸缺失。下列有关叙述错误的一项是( B )
A.病人肺组织细胞膜的通透性发生改变
B.CFTR基因突变的原因可能是CFTR基因所在的染色体与其他染色体交换了部分片段
C.CFTR基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状
D.CFTR跨膜蛋白的合成与核糖体有关
解析:由题干知CFTR基因发生突变,导致运输Cl-的CFTR跨膜蛋白的第508位的氨基酸缺失即运输Cl-的载体结构改变引起,说明细胞膜的通透性发生了改变,A正确。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因结构的改变,B错误。“CFTR基因发生突变,导致运输Cl-的CFTR跨膜蛋白的第508位的氨基酸缺失”知CFTR基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状;C正确。核糖体与蛋白质的合成有关,D正确。
8.菱生活在淡水中,它的叶有两种形态:沉于水中的叶呈细丝状,浮于水面的叶却薄而宽阔。这个实例可以说明( B )
A.基因对性状的表现具有决定作用
B.环境对基因的表达有影响
C.性状的表现未必受基因控制
D.环境是性状表现的决定因素
解析:该事实充分说明表现型是基因与环境共同作用的结果。
9.图1为遗传信息传递过程示意图,图2为该致病基因控制某个酶合成过程示意图,请据图回答:
(1)DNA的复制是图1中的 (用图中的序号回答),DNA复制的方式是 。?
(2)图1中生理过程②叫 ,在玉米根尖细胞中,其主要是在
内进行的。?
(3)图2所示在核糖体上发生的生理过程相当于图1中的[ ] 过程,mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做 ,需要的运载工具是图中的[ ] 。?
(4)图2中的生理过程共同遵循的原则是 。?
解析:(1)由图1遗传信息传递过程图解可知,①表示DNA分子的复制,②表示转录,③表示翻译,④表示RNA的复制,⑤表示逆转录;DNA复制的方式是半保留复制。
(2)图1中②表示以DNA为模板形成RNA的过程,为转录;主要发生在细胞核内。
(3)图2中在核糖体上发生的生理过程是以mRNA为模板翻译多肽链的过程,即图1中的③翻译过程;mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做密码子;在翻译时需[C]tRNA运输氨基酸。
(4)图2中转录和翻译共同遵循的原则是碱基互补配对原则。
答案:(1)① 半保留复制 (2)转录 细胞核 (3)③ 翻译 密码子 C tRNA (4)碱基互补配对原则
B级 能力练
10.如图表示生物遗传信息由DNA向蛋白质传递的过程,下列说法错误的是( D )
A.能特异性识别mRNA上密码子的分子所携带的物质是氨基酸
B.a～e过程各阶段都遵循碱基互补配对原则
C.在细胞生物中,a和b过程发生的场所都是DNA分布的场所
D.a过程发生在真核细胞分裂的间期,RNA病毒一定都有d过程发生
解析:tRNA上的反密码子能与mRNA上的密码子互补,tRNA上携带的是氨基酸,A正确;a～e依次是DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制,各阶段都涉及碱基互补配对,B正确;DNA的复制和转录需要DNA作为模板,能进行DNA复制和转录的场所必须有DNA的分布,C正确;不是所有的RNA病毒中都有逆转录过程发生,D错误。
11.(2015山东德州期末)下图甲、乙均表示生物体内发生的生理过程,下列叙述错误的是( B )
A.图甲所示为基因表达过程
B.图甲中合成的mRNA首先与核糖体a结合
C.图乙中的②③可表示图甲所示过程
D.图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤
解析:图甲中边转录边翻译,是原核生物的基因表达过程,故A正确。图甲中合成的mRNA应首先与核糖体b结合,因为b核糖体上翻译出来的肽链较长,故B错误。图乙中的②③表示转录和翻译,所以可表示图甲所示过程,故C正确。图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②转录、③翻译、④RNA的复制和⑤逆转录过程,故D正确。
12.美国亚得桑那沙漠上生活着一种蜥蜴,其体温随外界温度的变化而变化。当体温28 ℃时体色灰绿,随着体温逐渐升高体色逐渐变蓝;体温36 ℃时体色呈艳丽的蓝色。这表明( D )
A.这种蜥蜴的体温控制着体色性状
B.这种蜥蜴的体温能够引起体色的变异
C.表现型相同,基因型不一定相同
D.表现型是基因与环境条件共同作用的结果
解析:基因决定生物的性状,随着温度的变化,蜥蜴的体色发生改变,说明温度能影响生物的性状,即生物性状是由基因与环境共同作用的结果,故D正确。
13.如图表示基因与性状之间的关系示意图,下列相关说法中,正确的是( B )
A.①过程与DNA复制的共同点,都是以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.②过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现的
D.HIV和T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①②这两个基本过程
解析:①过程是转录,是以DNA一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下进行的;T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞,不能侵染人体细胞;镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质合成直接表现的。
14.(2015福建龙岩一级达标校期末)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(1)图①物质中的 的排列顺序称为遗传信息,图①生理过程的特点是 。?
(2)图②过程发生的主要场所是 ,密码子位于图2中的
链。?
(3)图③过程不同于图①过程的碱基配对方式是 。?
(4)图③核糖体的移动方向是 。?
(5)请用文字和箭头表示图①～③过程中遗传信息的传递途径: 。?
解析:(1)图①表示DNA的复制,DNA中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序称为遗传信息;DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
(2)图②过程表示转录,主要发生在细胞核内;密码子位于e链(mRNA)。
(3)图③过程表示翻译,不同于图①过程(DNA复制)的碱基配对方式是在翻译过程中有A与U(或U与A)配对。
(4)据图可知,图③中核糖体上左边的tRNA携带的氨基酸正在与已有肽链进行脱水缩合,之后该tRNA将会离开核糖体,右边正有一个tRNA携带着氨基酸进入该核糖体,说明核糖体的移动方向是从左向右。
(5)图①～③过程中遗传信息的传递途径分别是:通过DNA复制,遗传信息从DNA→DNA;通过转录,遗传信息从DNA→mRNA;通过翻译,遗传信息从mRNA→蛋白质。
答案:(1)脱氧核苷酸(碱基对) 边解旋边复制和半保留复制
(2)细胞核 e (3)A与U(或U与A) (4)从左向右
(5)
C级 拓展练
15.为研究某病毒的致病过程,在实验室中做了如图所示的模拟实验。
(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为——GAACAUGUU——。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是——CTTGTACAA——,则试管甲中模拟的是 过程。?
(2)将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是 ,试管乙中模拟的是
过程。?
(3)将提纯的产物Y加入试管丙中,反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z是 。?
(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞,则合成子代病毒外壳的化合物的原料来自 ,而决定该化合物合成的遗传信息来自 。该病毒遗传信息的传递过程为 ?
。?
解析:根据题干信息A是单链的生物大分子且含碱基U,应为RNA,得到的产物含碱基T,应为DNA,故甲模拟的是逆转录过程。“Y是能与核糖体结合的单链大分子”,推知Y是mRNA,试管乙中模拟的是转录过程;根据题干信息“Z是组成该病毒外壳的化合物”,推知Z是蛋白质(或多肽),丙试管中模拟的是翻译过程。病毒营寄生生活,在宿主内以病毒自身的RNA为模板,利用宿主细胞内的原料(脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸等)经一系列的化学反应最终合成RNA和蛋白质外壳,组装形成新的病毒。
答案:(1)逆转录 (2)mRNA 转录 (3)蛋白质(或多肽)
(4)小鼠上皮细胞 病毒RNA
