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返 回 学 案 20 基 因 的 表 达 1.RNA的 基 本 单 位 及 组 成 ； ； 碱 基 ： ； 。 2.RNA的 结 构 ： 一 般 是 ， 比 DNA短 。 有 的 存 在 局 部碱 基 配 对 现 象 ， 从 而 具 有 双 链 和 局 部 环 状 结 构 。3.RNA的 分 布 ： 在 内 合 成 ， 通 过 进 入 细 胞 质 。4.RNA的 分 类（ 1） mRNA:将 遗 传 信 息 从 传 递 到 细 胞 质 中 。（ 2） tRNA: ， 识 别 密 码 子 。（ 3） rRNA： 的 组 成 成 分 。核 糖 体磷 酸 核 糖A、 U、 G、 C核 糖 核 苷 酸 单 链细 胞 核 核 孔细 胞 核 内运 输 氨 基 酸 5.根 据 下 图 补 填 下 表 内 容过 程 名 称场 所 主 要 是模 板原 料 4种 游 离 的产 物 蛋 白 质转 录 翻 译细 胞 核 细 胞 质DNA的 一 条 链 mRNA核 糖 核 苷 酸 20种 氨 基 酸RNA 6.密 码 子（ 1） 概 念 ： 上 决 定 1个 氨 基 酸 的 三 个 相 邻 碱 基 。（ 2） 种 类 ： 种 。 其 中 决 定 氨 基 酸 的 密 码 子 有 种（ 种 起 始 密 码 子 ） ， 有 3种 。7.中 心 法 则 DNA的 复 制 ； ； ； ； 。8.基 因 对 性 状 的 控 制（ 1） 基 因 通 过 来 控 制 代 谢 过 程 ， 进 而 控制 生 物 体 的 性 状 ， 如 白 化 病 。（ 2） 基 因 还 能 通 过 控 制 直 接 控 制 生 物 体 的 性状 ， 如 囊 性 纤 维 病 。 蛋 白 质 的 结 构mRNA64 612 终 止 密 码 子转 录 翻 译 RNA的 复 制逆 转 录 控 制 酶 的 合 成 考 点 1 DNA复 制 、 转 录 和 翻 译 的 比 较考点精讲1.区 别 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 细 胞 质 的 核糖 体模 板 的 两 条 单 链 的 一条 链 mRNA原 料 种 脱 氧 核 苷 酸 种 核 糖 核苷 酸 种 氨 基酸 复 制 转 录 翻 译产 物 两 个 双 链 一 个 单 链 多 肽 链特 点 边 解 旋 边 复制 、 半 保 留复 制 边 解 旋 边 转 录 一 条 mRNA上 同时 结 合 多 个 核糖 体 ， 合 成 多条 肽 链碱 基配 对 - ， - , - ， - - , - , - ， - - , - , - ， -遗 传信 息的 传 递 2.联 系说 明 ： （ 1） 3种 RNA都 参 与 翻 译 过 程 ， mRNA参 与 遗 传 信 息 的传 递 ， rRNA组 成 蛋 白 质 的 合 成 场 所 ， tRNA转 运 氨 基 酸 。（ 2） 上 述 3种 过 程 ， 病 毒 不 一 定 全 部 发 生 ， 所 有 发 生 过 程均 发 生 在 宿 主 细 胞 内 ， 病 毒 本 身 只 提 供 遗 传 物 质 。 典例剖析【 例 1】 如 图 表 示 细 胞 内 某 些 重 要 物 质 的 合 成 过 程 。 该 过 程 发 生 在 （ ） 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 图 可 知 ： 基 因 的 转 录 还 未 结 束 翻 译 已 经 开 始 ， 符 合 原 核 细 胞基 因 表 达 的 特 点 。 真 核 细 胞 由 于 核 膜 的 存 在 ， 转 录 和 翻 译 在 时 间 和 空 间 上 是 分 开 的 ， 故 A、 D项 错 误 ； 翻 译 时 核 糖 体 在 mRNA上 移 动 ， 故 B项 错 误 。C 【 知 识 链 接 】 （ 1） 在 翻 译 过 程 中 ， 一 条 mRNA上 可 同 时 结合 多 个 核 糖 体 ， 可 同 时 合 成 多 条 多 肽 链 ， 但 不 能 缩 短 每 条肽 链 的 合 成 时 间 。（ 2） 翻 译 在 核 糖 体 上 进 行 ， 但 从 核 糖 体 上 脱 离 下 来 的 只是 多 肽 链 ， 还 要 在 相 应 的 细 胞 器 内 加 工 ， 最 后 才 能 合 成 具有 一 定 空 间 结 构 的 蛋 白 质 。 对应训练1.如 图 表 示 真 核 细 胞 中 遗 传 信 息 的 表 达 过 程 ， 字 母 表 示 细 胞 结 构 或 物 质 ， 数 字 表 示 过 程 。 下 列 有 关 叙 述 错 误 的 是 （ ） A.A物 质 的 稳 定 性 比 B物 质 高 B.红 霉 素 影 响 C在 B上 的 移 动 ， 故 影 响 基 因 的 转 录 过 程 C. 过 程 表 示 基 因 的 表 达 过 程 ， 需 要 多 种 酶 参 与 D. 过 程 有 碱 基 A与 U配 对 解 析 ： 物 质 A是 DNA， 物 质 B是 RNA， DNA是 双 链 结 构 ，RNA是 单 链 结 构 ， 因 此 ， A物 质 的 稳 定 性 比 B物 质 高 ， 故 A正确 ； C是 核 糖 体 ， B是 mRNA， 红 霉 素 影 响 C在 B上 的 移 动 ， 影响 的 是 翻 译 过 程 ， 故 B错 误 ； 表 示 转 录 过 程 ， 表 示 翻译 过 程 ， 转 录 和 翻 译 合 称 基 因 的 表 达 过 程 ， 该 过 程 需 要 多种 酶 参 与 ， 同 时 也 有 碱 基 A与 U配 对 ， 故 C、 D正 确 。答 案 ： B 考 点 2 基 因 与 生 物 性 状 的 关 系考点精讲1.不 同 生 物 遗 传 信 息 的 传 递 过 程 归 纳生 物 种类 遗 传 信 息 的 传 递 过 程DNA病毒 RNA 蛋 白 质(性 状 )RNA病毒 蛋 白 质 (性 状 )逆 转 录病 毒 RNA RNA 蛋 白 质 (性 状 )原 核 生物 RNA 蛋 白 质 (性状 ) 转 录 翻 译翻 译逆 转 录 转 录 翻 译转 录 翻 译 转 录 翻 译 说 明 ： 中 心 法 则 体 现 了 DNA的 两 大 基 本 功 能 对 遗 传 信 息 的 传 递 功 能 ： 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 。 对 遗 传 信 息 的 表 达 功 能 ： 它 是 通 过 转 录 和 翻 译 完 成 的 ，发 生 在 个 体 发 育 过 程 中 。 2.基 因 控 制 生 物 性 状 的 途 径直 接 途 径 间 接 途 径方式 基 因 通 过 控 制 “ 蛋 白 质的 结 构 ” 直 接 控 制 生 物性 状 基 因 通 过 控 制 “ 酶 或 激 素 ”的 合 成 影 响 代 谢 过 程 ， 从 而控 制 生 物 性 状图解举例 a.镰 刀 型 细 胞 贫 血 症 ： 血红 蛋 白 基 因 突 变 血 红蛋 白 结 构 异 常 红 细 胞呈 镰 刀 状b.囊 性 纤 维 病 ： CFTR基 因 缺 失 3个 碱 基 CFTR蛋 白 结 构 异 常 功 能 异常 a.豌 豆 粒 型 ： 豌 豆 淀 粉 分 支酶 基 因 异 常 (插 入 外 来 核 苷 酸序 列 )不 能 正 常 合 成 淀 粉 分支 酶 淀 粉 少 、 蔗 糖 多 水分 保 留 少 皱 粒b.白 化 病 ： 酪 氨 酸 酶 基 因 异常 缺 少 酪 氨 酸 酶 制 约 酪氨 酸 转 化 为 黑 色 素 白 化 病 3.基 因 与 生 物 性 状 的 关 系（ 1） 基 因 是 控 制 生 物 性 状 的 遗 传 物 质 的 结 构 和 功 能 单 位 。（ 2） 生 物 体 的 一 个 性 状 有 时 受 多 个 基 因 的 影 响 ， 如 玉 米 叶绿 素 的 形 成 至 少 与 50多 个 不 同 的 基 因 有 关 。（ 3） 一 般 而 言 ， 一 个 基 因 只 决 定 一 种 性 状 。（ 4） 环 境 因 素 会 影 响 生 物 性 状 ， 如 人 类 身 高 不 完 全 取 决 于基 因 ， 也 受 后 天 营 养 及 锻 炼 状 况 的 影 响 。说 明 ： 生 物 的 大 多 数 性 状 是 受 单 基 因 控 制 的 ， 这 里 的“ 单 基 因 ” 是 指 成 对 的 基 因 ， 并 不 是 单 个 基 因 。 表 现 型 是 基 因 型 和 环 境 共 同 作 用 的 结 果 。 基 因 是 内 因 ，环 境 是 外 因 。 4.中 心 法 则 与 基 因 表 达 的 关 系 (如 图 所 示 ) 典例剖析【 例 2】 2012年 新 课 标 全 国 卷 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 （ ） 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 ： 本 题 以 细 胞 的 成 分 为 切 入 点 ， 综 合 考 查 蛋 白 质的 组 成 、 结 构 、 转 录 、 翻 译 等 过 程 ， 但 比 较 基 础 ， 考 生容 易 得 分 。 在 两 种 蛋 白 质 合 成 过 程 中 ， tRNA种 类 、 核 糖体 成 分 、 同 一 密 码 子 所 决 定 的 氨 基 酸 均 相 同 。 B 【 知 识 链 接 】 遗 传 信 息 、 密 码 子 和 反 密 码 子 的 比 较（ 1） 区 别 存 在 位置 含 义 生 理 作 用遗 传信 息 DNA 脱 氧 核 苷 酸(碱 基 对 )的 排列 顺 序 直 接 决 定 mRNA中 碱 基 的 排 列顺 序 ， 间 接 决定 氨 基 酸 的 排列 顺 序密 码子 mRNA mRNA上 3个 相邻 的 碱 基 直 接 决 定 翻 译的 起 止 和 氨 基酸 的 排 列 顺 序 (2)联 系 遗 传 信 息 是 基 因 中 脱 氧 核 苷 酸 的 排 列 顺 序 ， 通 过 转 录 ，遗 传 信 息 传 递 到 m 中 核 糖 核 苷 酸 的 排 列 顺 序 上 。 m 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 识 别 密 码 子 的 作 用 。(3)对 应 关 系 （ 如 图 所 示 ） 对应训练2.中 科 院 花 卉 研 究 所 在 培 育 新 型 观 赏 植 物 时 发 现 ， 某 种 二 倍 体 蔷 薇 花 瓣 的 颜 色 有 红 色 和 蓝 色 两 种 色 素 ， 二 者 混 合 呈 紫 色 。 两 种 色 素 分 别 由 白 色 化 合 物 1和 白 色 化 合 物 2在 相 应 酶 的 作 用 下 生 成 ， 红 色 色 素 是 由 黄 色 的 中 间 产 物 形 成 。 色 素 形 成 过 程 如 图 所 示 。 当 黄 色 中 间 产 物 无 法 转 化 为 红 色 色 素 时 ， 它 含 量 增 加 ， 并 与蓝 色 色 素 混 合 呈 绿 色 ； 无 上 述 有 色 化 合 物 时 ， 花 瓣 呈 白 色 。(假 设 三 对 基 因 分 别 位 于 不 同 对 的 同 源 染 色 体 上 )。 现 将 四 个 纯种 蔷 薇 品 系 ， 相 互 杂 交 ， 得 到 如 下 结 果 。 根 据 上 述 信 息 ， 分 析回 答 ： 杂 交 组合 亲 本 后 代 表 现 型1 白 花 品 系 1 黄 花品 系 2 全 部 红 花2 白 花 品 系 1 红 花品 系 3 全 部 红 花3 黄 花 品 系 2 蓝 花品 系 4 全 部 紫 花 (1)图 中 过 程 称 为 ， 该 图 体 现 了 基 因 通 过 控 制 的 合 成 来 控 制 代 谢 过 程 ， 进 而 控 制 生 物 的 性 状 。(2)写 出 杂 交 组 合 1亲 本 的 基 因 型 ： 白 花 品 系 1 ， 黄 花 品 系 2 。(3)杂 交 组 合 1和 杂 交 组 合 2的 后 代 相 交 ， 请 在 下 面 方 框 绘 制 柱 形 图 表 示 后 代 的 表 现 型 及 比 例 。(4)若 利 用 上 述 后 代 蔷 薇 自 交 的 方 法 ， 培 育 绿 花 纯 合 蔷 薇 新 品 种 。 应 选 择 杂 交 组 合 的 后 代 自 交 ， 后 代 中 绿 花 比 例 占 ， 其 中 纯 合 子 占 。 答 案 ： (1)基 因 的 表 达 酶(2)aaBBee AAbbee(3)(4)3 9/64 1/9解 析 ： 由 图 示 可 以 看 出 ， 酶 1、 酶 2、 酶 3分 别 由 显 性 基 因 A、B、 E控 制 产 生 ， 只 要 抓 住 这 一 点 本 题 就 会 迎 刃 而 解 。 1.如 图 表 示 基 因 指 导 蛋 白 质 合 成 的 过 程 。 下 列 有 关 该 图 的 分 析 ， 错 误 的 是 （ ） A.图 中 表 示 脱 氧 核 苷 酸 ， 表 示 DNA解 旋 酶 B.图 中 表 示 tRNA， 其 作 用 是 识 别 并 转 运 氨 基 酸 C.核 糖 体 在 上 的 移 动 方 向 是 向 右D.若 在 中 插 入 一 个 碱 基 ， 则 可 能 导 致 肽 链 的 长 度 和 氨 基 酸 的 序 列 发 生 改 变解 析 ： 图 中 甲 过 程 表 示 转 录 ， 表 示 核 糖 核 苷 酸 ， 表 示RNA聚 合 酶 ， 故 A错 误 ； 图 中 乙 过 程 表 示 翻 译 ， 表 示 tRNA，其 作 用 是 识 别 并 转 运 氨 基 酸 ， 表 示 mRNA， 核 糖 体 在 上 的移 动 方 向 是 向 右 移 动 ， 若 在 中 插 入 一 个 碱 基 ， 则 可 能 导 致肽 链 的 长 度 和 氨 基 酸 的 序 列 发 生 改 变 ， 故 B、 C、 D正 确 。A 2.研 究 发 现 ， 某 植 物 白 花 和 红 花 性 状 的 遗 传 机 理 如 图 所 示 实 验 发 现 ， 用 各 种 不 同 品 系 的 纯 合 白 花 相 互 杂 交 ， 得 到 如 下 几 种 理 论 结 果 ：P 白 花 白花 白 花 白花 白 花 白花 白 花 白花F1 白 花 红 花 红 花 红 花F 2 白 花 9红 花 7白 花 27红 花 37白 花 81红 花 175白 花 据 此 分 析 下 列 说 法 错 误 的 是 （ ）A.基 因 能 通 过 控 制 酶 的 合 成 控 制 代 谢 过 程 ， 进 而 控 制 生 物 性 状B.这 种 花 色 的 遗 传 符 合 基 因 的 自 由 组 合 定 律C.这 种 植 物 的 花 色 性 状 至 少 受 4对 等 位 基 因 控 制D.上 述 各 个 杂 交 实 验 得 到 的 F1红 花 植 株 中 ， 既 有 纯 合 子 ， 也 有 杂 合 子解 析 ： 上 述 各 个 杂 交 实 验 得 到 的 F 1红 花 植 株 中 ， 全 为 杂合 子 。 D 3.如 图 是 转 运 RNA分 子 的 结 构 ， 氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 是 催 化 一 个 特 定 的 氨 基 酸 结 合 到 相 应 的 tRNA分 子 上 的 酶 ， 每 种 氨 基 酰 - tRNA合 成 酶 能 够 识 别 某 种 特 定 氨 基 酸 的 所 有 tRNA。 研 究 发 现 在 结 合 氨 基 酸 的 部 位 的 突 变 能 使 携 带 甲 种 氨 基 酸 的 tRNA不 仅 保 留 对 甲 种 氨 基 酸 的 特 异 性 ， 而 且 也 能 携 带 乙 种 氨 基 酸 或 丙 种 氨 基 酸 。 据 此 判 断 下 列 说 法 错 误 的 是 （ ） A.氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 有 20种 B.氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 也 是 蛋 白 质 ， 所 以 与 其 他 蛋 白 质 的 合 成 相 同 C.决 定 tRNA特 异 性 的 因 素 有 反 密 码 子 和 结 合 氨 基 酸 部 位 的 碱 基 序 列 D.依 据 上 述 推 测 tRNA可 能 有 61种 解 析 ： 由 于 每 种 氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 能 够 识 别 某 种 特 定 氨基 酸 的 所 有 tRNA， 而 组 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 有 20种 ， 所 以 ，氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 有 20种 ， 据 此 不 能 推 测 出 tRNA的 种 类 ，故 A正 确 、 D错 误 ； 由 于 氨 基 酰 -tRNA合 成 酶 是 蛋 白 质 ， 所 以与 其 他 蛋 白 质 的 合 成 相 同 ， 故 B正 确 ； 由 材 料 和 题 图 可 以 看出 决 定 tRNA特 异 性 的 因 素 有 反 密 码 子 和 结 合 氨 基 酸 部 位 的碱 基 序 列 ， 故 C正 确 。答 案 ： D 4.日 本 研 究 人 员 在 最 新 一 期 自 然 神 经 科 学 杂 志 网 络 版 上 发 表 论 文 说 ， 他 们 在 利 用 实 验 鼠 进 行 的 实 验 中 ， 发 现 一 种 小 核 糖 核 酸 与 脑 神 经 和 视 网 膜 神 经 的 形 成 有 关 。 进 一 步 研 究 表 明 小 核 糖 核 酸 -124a是 一 类 不 编 码 制 造 蛋 白 质 的 单 链 核 糖 核 酸 分 子 ， 主 要 参 与 控 制 基 因 表 达 。 下 列 分 析 不 正 确 的 是 （ ） A.小 核 糖 核 酸 -124a在 翻 译 中 可 作 为 模 板 合 成 蛋 白 质 B.小 核 糖 核 酸 -124a可 能 通 过 与 某 些 mRNA结 合 控 制 基 因 表 达 C.小 核 糖 核 酸 -124a一 定 不 含 有 胸 腺 嘧 啶 ， 但 可 能 含 有 尿 嘧 啶 D.小 核 糖 核 酸 -124a可 能 与 神 经 干 细 胞 的 分 化 有 关解 析 ： 小 核 糖 核 酸 -124a是 一 类 不 编 码 制 造 蛋 白 质 的 单 链核 糖 核 酸 分 子 ， 因 此 ， 小 核 糖 核 酸 -124a在 翻 译 过 程 中 不 可能 作 为 模 板 来 合 成 蛋 白 质 。 A 5.如 图 表 示 某 植 物 在 红 光 照 射 下 ， 叶 肉 细 胞 中 发 生 的 一 系 列 生 化 反 应 （ 图 中 的 SSU、 LSU和 LHCP表 示 三 种 不 同 的 蛋 白 质 ） 。 请 分 析 回 答 ：（ 1） 完 成 图 中 的 过 程 时 ， 既 需 要 作 为 原 料 ， 还 需 要 与 基 因 启 动 部 位 结 合 的 酶 进 行 催 化 。 由 图 分 析 ， 过 程 发 生 在 位 于 的 核 糖 体 上 。（ 2） 若 图 中 的 LHCP中 有 一 段 氨 基 酸 序 列 为 “ 丝 氨 酸 谷 氨 酸 ” ， 携 带 丝 氨 酸 和 谷 氨 酸 的 tRNA上 的 反 密 码 子 分 别 为 AGA、 CUU， 则 基 因 b中 供 转 录 用 的 模 板 链 碱 基 序 列 为 。 从 图 中 分 析 ， LHCP合 成 后 转 移 至 上 发 挥 作 用 。 图 中 的 SSU和 LSU组 装 成 Rubisco酶 ， 说 明 Rubisco酶 的 合 成 受 控 制 。 从 其 分 布 位 置 推 断 ， Rubisco酶 与 光 合 作 用 的 阶 段 有 关 。 解 析 ： （ 1） 图 中 过 程 表 示 转 录 过 程 ， 此 过 程 既 需 要 核 糖核 苷 酸 作 为 原 料 ， 还 需 要 RNA聚 合 酶 进 行 催 化 。 过 程 表 示 翻译 过 程 ， 发 生 在 位 于 细 胞 质 基 质 和 叶 绿 体 基 质 的 核 糖 体 上 。（ 2） 若 图 中 的 LHCP中 有 一 段 氨 基 酸 序 列 为 “ 丝 氨 酸 谷 氨酸 ” ， 携 带 丝 氨 酸 和 谷 氨 酸 的 tRNA上 的 反 密 码 子 分 别 为 AGA、CUU， 则 基 因 b中 供 转 录 用 的 模 板 链 碱 基 序 列 为 AGACTT 。 从图 中 分 析 ， LHCP合 成 后 转 移 至 类 囊 体 上 发 挥 作 用 。 图 中 的 SSU和 LSU组 装 成 Rubisco酶 ， 说 明 Rubisco酶 的 合 成 受 细 胞 核 基 因和 叶 绿 体 基 因 的 共 同 控 制 。 从 其 分 布 位 置 推 断 ， Rubisco酶 与光 合 作 用 的 暗 反 应 阶 段 有 关 。 返 回答 案 ： （ 1） 核 糖 核 苷 酸 RNA聚 合 细 胞 质 基 质 和 叶绿 体 基 质（ 2） AGACTT 类 囊 体 细 胞 核 基 因 和 叶 绿 体 基 因的 共 同 暗 反 应
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