第15讲遗传信息表达.docx
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1、第15讲遗传信息表达考点内容要求必考加试遗传信息的表达1、DNA的功能aa2、DNA与RNA的异同bb3、转录、翻译的概念和过程bb4、遗传密码、中心法则bb5、基因的概念bb6。复制、转录和翻译的异同b考点遗传信息的表达一、DNA的功能1携带遗传信息:以自身为模板,半保留复制,保持遗传信息的稳定性。2根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。二、转录1RNA的结构(1)基本单位:核糖核苷酸,由磷酸、戊糖(核糖)、含氮碱基(A、U、G、C)组成。(2)结构:一般是单链结构。(3)种类信使RNA(mRNA):蛋白质合成的模板。转运RNA(tRNA):转运氨基酸,形似三叶草的叶。核糖体RNA(rRN
2、A):核糖体的组成成分。2概念:遗传信息由DNA传递到RNA上的过程,结果是形成RNA。3场所:主要在细胞核中。4过程(1)结合:RNA聚合酶与DNA分子的其中一启动部位结合。(2)解旋:一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开。(3)配对:以其中的一条链为模板,游离的核糖核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基配对。(4)连接:相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合形成RNA分子。5条件(1)原料:4种游离的核糖核苷酸。(2)酶:RNA聚合酶。(3)能量:ATP。(4)模板:DNA的一条链。三、翻译1场所:核糖体。2过程(1)起始:核糖体沿mRNA运行。(2)延伸:在运行中核糖体认读mRNA上决定氨基酸
3、种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。多肽链合成时,在一个mRNA上有若干个核糖体同时工作。(3)终止:当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽链合成结束。四、遗传信息、密码子和反密码子的比较1含义及作用(1)遗传信息:基因中核苷酸(或碱基)的排列顺序。(2)密码子:mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基,决定氨基酸的排序。(3)反密码子:与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基,起识别密码子的作用。(2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到翻译的作用。3对应关系五、中心法则1要点:遗传信息由DNA传递到RNA,然后由R
4、NA决定蛋白质的特异性。蛋白质是生物体性状的体现者。2中心法则的发展:在逆转录酶的作用下,以RNA为模板反向合成单链DNA。3图解4基因:以一定次序排列在染色体上,是遗传的基本功能单位,能控制生物的性状。本质上是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断。1判断下列有关RNA的叙述(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。()(2)少数RNA具有生物催化作用。()2判断下列有关转录和翻译的叙述(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。()(2)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。()(3)生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶。()(4)不同密码子编
5、码同种氨基酸可增强密码的容错性。()(5)细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸。()3判断下列关于基因、蛋白质与性状之间的叙述(1)克里克提出的中心法则。()(2)胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链。()(3)DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。()一、DNA复制、转录、翻译的比较1DNA复制、转录、翻译过程的模式图2区别DNA复制转录翻译时间细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、ATPRNA聚合酶、ATP酶
6、、ATP、tRNA碱基配对情况亲代链与子代链间模板链与RNA链间密码子与反密码子间产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样,重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸特点边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录1条mRNA上同时结合多个核糖体合成多条肽链续表易错点1混淆六类酶,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”是DNA分子复制时使氢键断裂。(2)“限制酶”是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(3)“DNA聚合酶”是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。(4)“DNA连接酶”
7、是将两个DNA分子片段的末端“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”是一些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。易错点2错误地将下图中的多条肽链看作氨基酸序列不同点拨翻译过程中,可发生同一mRNA的分子上同时结合多个核糖体的状况,由于不同核糖体均沿同一mRNA分子移动,密码子阅读顺序相同,故所产生的多肽链氨基酸序列应相同。二、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分三、基因表达过程中的相关计算1在不考虑非编码区和内含子的条件下,转录、翻译过程中DNA(基因)
8、碱基数mRNA碱基数多肽链氨基酸数631,即:基因表达过程中,蛋白质中氨基酸的数目参加转运的tRNA数目1、3mRNA的碱基数目1、6基因中的碱基数。2基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算若基因中有n个碱基,氨基酸的平均相对分子质量为a,合成含m条多肽的蛋白质的相对分子质量n6a18(n6m);若改为n个碱基对,则公式为n3a18(n3m)。易错点计算中对“最多”和“至少”的分析有误点拨(1)翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题
9、时,应加上“最多”或“至少”等字。如mRNA上有n个碱基,转录生成它的基因中至少有2n个碱基,由该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n、3个氨基酸。四、各类生物的遗传信息传递(中心法则)生物种类遗传信息的传递过程病毒类生物DNA病毒一些RNA病毒逆转录病毒细胞类生物考向遗传信息的表达(2022浙江1月学考,35,2分)下图表示真核细胞基因的转录过程。有关叙述错误的是()A是编码链B链加工后可成为成熟的mRNAC是游离的核糖核酸D该过程中存在T与A的碱基配对方式解析是编码链,A正确;链转录后需要加工成为成熟的mRNA,才能到细胞质中进行翻译,B正确;是游离的核糖核苷酸,C错误;该过程中存在T与A的
10、碱基配对方式,D正确。答案C(2022高考江苏卷)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图),下列相关叙述错误的是()A合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节B侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C通过形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病解析A项,HIV的遗传物质是RNA,经逆转录形成DNA整合到患者细胞的基因组中,再通过转录和翻译合成子代病毒的蛋白质外壳。B项,侵染细胞时,HIV的RNA连带蛋白质衣壳一并进入细胞内,进入细胞后衣壳解聚,释放RNA,同
11、时逆转录酶开始催化RNA逆转录产生DNA。C项,经逆转录形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上。D项,若抑制逆转录过程,则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA,因此科研中可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。答案B备战学业考试1(2022浙江7月学考,32,2分)下列关于遗传信息表达的叙述,正确的是()A转录成的RNA能与编码链形成RNADNA杂交区域BDNA聚合酶与DNA的启动部位相结合即开始转录C核糖体认读到mRNA上的终止密码时翻译即终止D翻译过程所需的原料是四种核糖核苷酸分子解析:选C。转录成的RNA能与模板链形成RNADNA杂交区域,A错误;RNA聚合酶与DNA的启动部位相结合
12、即开始转录,B错误;核糖体认读到mRNA上的终止密码时翻译即终止,C正确;翻译过程所需的原料是游离的氨基酸,D错误。2(2022广东学考6单选)有关细胞内蛋白质合成的叙述,正确的是()A蛋白质主要在细胞核中合成B翻译时,核糖体沿着tRNA移动CtRNA随机结合氨基酸,并将它转运到核糖体DtRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对解析:选D。蛋白质在细胞质中的核糖体合成,A错误;翻译时,核糖体沿着mRNA移动,B错误;tRNA将特定氨基酸转运到核糖体,C错误;tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对,D正确。3(2022浙江会考,28,2分)如图是高等生物细胞中基因R表达过程的示意图,“”
13、表示信息传递或物质转移的路径和方向,表示物质。下列有关叙述正确的是()A基因R表达过程只发生在细胞核内B过程a需要DNA聚合酶参与C组成和的碱基种类不同D多个核糖体串在上,增大了合成的效率解析:选D。基因的表达包括转录和翻译,其中翻译在核糖体中进行,A错误;过程a转录需要RNA聚合酶参与,B错误;和都是RNA,碱基组成种类相同,C错误;多个核糖体串在mRNA上,增大了肽链合成的效率,D正确。4(2022浙江会考,17,1分)遗传学上的“密码子”是指()ADNA一条链上的3个相邻碱基B核糖体RNA上的3个相邻碱基C转运RNA上一端的3个相邻碱基D信使RNA上决定一种氨基酸的3个相邻碱基解析:选D
14、。密码子位于mRNA上,由3个相邻碱基组成,共同决定一种氨基酸。5(2022广东学考6单选)下表所示为遗传信息表达的过程。分析下表,可知()基因。TAT。ATA。mRNA。UAU。tRNA。AUA。肽链。酪氨酸。A。整个过程共有3种核苷酸参与B整个过程在核糖体上完成C基因和mRNA有相同的密码子DAUA是反密码子解析:选D。AUA位于tRNA上,与密码子配对,是反密码子,D正确。冲刺高中选考6(2022高考江苏卷)右图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是()A图中结构含有核糖体RNAB甲硫氨酸处于图中的位置C密码子位于tRNA的环状结构上DmRNA上碱基改变即可改变肽链
15、中氨基酸的种类解析:选A。A项,分析题干中关键信息“形成肽键”可知,图中正在进行脱水缩合反应,进而推知这是发生在核糖体中的翻译过程,图中的长链为mRNA,三叶草结构为tRNA,核糖体中含有核糖体RNA(rRNA)。B项,甲硫氨酸是起始氨基酸,图中位置对应的氨基酸明显位于第2位。C项,密码子位于mRNA上,而不是tRNA上。D项,由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变时,肽链中的氨基酸不一定发生变化。7下列有关遗传信息表达的叙述,错误的是()A转录时,包括一个或几个基因的DNA片段的双螺旋解开需要RNA聚合酶B转录时,会形成RNADNA杂交区域C翻译时,若干个mRNA串联在一个核糖体上的多肽链合
16、成方式,增加了翻译效率D翻译时,mRNA上决定氨基酸种类的密码由结合在其上的核糖体认读解析:选C。翻译时,若干个核糖体串联在一个mRNA上的多肽链合成方式,增加了翻译效率,C错误。8(2022高考四川卷)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一些细胞进行体外培养。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mRNAC连续分裂n次后,子细胞中32P标记的细胞占1、2n1D该基因翻译时所需tRNA种类数可能多于氨基酸种类解析:选C。A项,小鼠乳腺细胞属于真核细胞,其细胞中的核酸有两种:DN
17、A和RNA,DNA中含氮碱基有A、G、C、T4种,RNA中含氮碱基有A、G、C、U4种,故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U5种;根据含氮碱基与戊糖的不同,细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种,RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种,故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。B项,基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时,以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板,遵循碱基互补配对原则合成mRNA,将遗传信息由模板链传递到mRNA。C项,将小鼠乳腺细胞进行体外培养(原料中不含32P),连续分裂n次后,产生的子细胞有2n个,根据DNA的半保留复制特点可知,其中只有2个细胞含32P,因
18、此,子细胞中含32P标记的细胞占2、2n,即1、2n1D项,基因翻译时,每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子,决定氨基酸的密码子共61种,而合成蛋白质的氨基酸约20种,所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。9(2022高考浙江卷)生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是()A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNARNA杂交区域中A应与T配对CmRNA翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中解析:选A。题图表示边转录边翻译的现象,当RNA聚合酶与DNA的其中一部位结合时,DNA片段的双螺旋解开,以其中的一条链为模板,以游离的核糖核苷酸为原料,遵
19、循碱基互补配对原则完成转录,故A项正确。而DNARNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对,RNA上的A与DNA上的T配对,故B项错误。由图可知,一个mRNA分子可以同时结合多个核糖体,从而同时合成多条肽链,故C项错误。边转录边翻译的现象发生在原核细胞中,在真核细胞的线粒体和叶绿体中也有发生,因此该过程既可发生在真核细胞中,也可发生在原核细胞中,故D项错误。10(2022浙江杭州七校期末联考)关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述错误的是()A一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数小于n、2个BDNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上C在细胞周期中,mRN
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- 15 遗传信息 表达
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