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第六单元基因的本质与表达,第3讲基因的表达,1RNA的组成、结构与类型,DNA,核糖核苷酸,蛋白质,2遗传信息的转录和翻译(1)转录的过程,(2)翻译概念,密码子：_上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有_种。反密码子：位于_上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。,解旋酶一条链核糖核苷酸mRNADNA模板链,核糖体,mRNA,氨基酸,mRNA,61,tRNA,3DNA复制、转录和翻译的区别和联系(1)区别,(2)三者联系,【教材深挖】1针对右图分析：(1)图中翻译方向如何？判断依据是什么？方向为从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(2)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？意义为少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？它们是否具生物学活性？图中多条多肽链的氨基酸序列应相同，因为其模板mRNA相同。由于合成的仅是“多肽链”，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工，形成特定空间结构后方可具备生物学活性。,2下图过程发生在大肠杆菌中，与上图相比有何区别？两图的区别在于1题图所示转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。2题图所示转录、翻译同时进行。3两图中af分别是什么物质或结构？af依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。,1.(2017广东肇庆实验中学，11)下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是()A在细胞内存在的主要部位相同B构成的五碳糖不同C核苷酸之间的连接方式不同D构成的碱基相同,【解析】DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；二者的核苷酸的连接方式相同，都是靠磷酸二酯键连接；构成DNA和RNA的碱基不完全相同。,B,2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】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。,C,3.下图中a、b、c表示生物体内三种生理过程。下列叙述正确的是(),Aa过程需要的原料为四种核糖核苷酸B在不同功能细胞中进行b过程的基因存在差异C转运氨基酸的RNA含有起始密码子序列D分生区细胞能进行b和c过程，不能进行a过程,【解析】a为DNA复制过程，需要的原料为四种脱氧核糖核苷酸，A错误；在不同功能细胞中进行b转录过程属于基因的选择性表达，表达的基因存在差异，B正确；转运氨基酸的是tRNA上的反密码子，密码子在mRNA上，C错误；分生区的细胞通过有丝分裂进行增殖，故能进行b和c过程以及a过程，D错误。,B,4甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(),A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次,D,【解析】据图可知，甲所示过程为DNA复制，乙所示过程为转录。DNA复制为半保留复制，其产物是双链DNA分子，转录结束后DNA是全保留的，其产物为单链RNA，A错误；DNA复制和转录的主要场所都是细胞核，DNA复制需要解旋酶，转录需要RNA聚合酶，B、C错误；一个细胞周期中DNA只进行一次复制，而转录则可多次发生，D正确。,5.一个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数最少、合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是()Am、m/31Bm、m/32C2(mn)、m/31D2(mn)、m/32,【解析】DNA分子的AT数是mRNA中AU数的2倍，即2(mn)个；合成蛋白质时脱去的水分子数为氨基酸数1，氨基酸数是mRNA中碱基的1/3，即为m/32，D项正确，A、B、C三项均错误。,D,1DNA和RNA的区分技巧(1)DNA和RNA的判断含有碱基T或脱氧核糖DNA；含有碱基U或核糖RNA。(2)单链DNA和双链DNA的判断(3)DNA和RNA合成的判断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。,2辨析遗传信息、密码子和反密码子(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子,(2)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系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。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。密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。,3基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系,即：蛋白质中氨基酸的数目1/3mRNA中的碱基数目1/6DNA(基因)中的碱基数目。,1根据中心法则图解填写序号的名称(1)总表达式,_；_；_；_；_。(2)写出下列各类生物遗传信息的传递过程(中心法则),DNA复制,转录,翻译,RNA的复制,逆转录,2.基因控制性状的途径,ba,蛋白质的结构,酶的合成,【教材深挖】1从中心法则的名称上可以看出遗传信息的流动过程在生物学中的重要地位，这个法则反映了遗传物质的哪两大功能？中心法则反映了遗传物质的传递与表达这两大功能。2下图为生物遗传信息流动过程，针对下图回答：,(1)细胞分裂间期发生了上述哪些过程？分裂期发生了哪些过程？a、b、c；c。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的是哪个过程？能进行AU，GC配对的过程有哪些？c；b、c、e。(3)健康的人体内不会发生上述哪些过程？d和e。3HIV的寄主细胞是什么？它进行蛋白质合成的场所是什么？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？艾滋病病毒的寄主细胞是T淋巴细胞，该病毒进行蛋白质合成的场所是寄主细胞的核糖体，其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由寄主细胞提供。,1.根据图示分析，下列叙述正确的是(),A生物的遗传信息只能储存在DNA的脱氧核苷酸序列中，不能储存在RNA的核苷酸序列中B核苷酸序列不同的基因一定表达出不同的蛋白质C遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链,C,【解析】核酸分子中核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，A错误；由于密码子的简并性等原因，不同的核苷酸序列可表达出相同的蛋白质，B错误；基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；构成基因的两条链是互补的，其碱基排列顺序不同，D错误。,2如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列表述中不恰当的是(),A.正常人体细胞内不会进行4、6、7过程B1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料C1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与D病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程,【解析】图甲表示DNA的复制、转录和翻译过程，图乙表示RNA的复制和翻译过程，图丙表示RNA的逆转录、DNA的复制、转录和翻译过程。正常人体细胞内不会进行4、6RNA的复制、7逆转录过程，A正确；1、4、6、8过程的产物均为RNA，需要核糖核苷酸作为原料，但10过程表示DNA的复制，需要脱氧核糖核苷酸作为原料，B错误；1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与，C正确；病毒不具有独立代谢的能力，不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程，D正确。,B,3.(2017山东陵县一中月考，2)豌豆的圆粒和皱粒产生的机理如图所示，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序列导致基因数目增加D豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状,【解析】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。,D,4下图所示是人体内苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径，图中的数字分别代表三种酶。相关叙述错误的是(),A人体中的苯丙氨酸和酪氨酸，它们的来源均有三个渠道B苯丙酮酸大量积累引起的苯丙酮尿症，属于常染色体隐性遗传病C酶的缺乏会导致白化病，该病属于常染色体隐性遗传病D酪氨酸是甲状腺激素合成的重要原料之一,【解析】人体内的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，非必需氨基酸有三个来源：食物、体内蛋白质分解和通过氨基转换作用形成，但苯丙氨酸属于必需氨基酸，不能在细胞内通过氨基转换作用形成，所以苯丙氨酸只有两个来源，A错误；苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病，B正确；据图分析可知，缺乏酶则不能合成黑色素，会导致白化病，该病属于常染色体隐性遗传病，C正确；酪氨酸是甲状腺激素合成的重要原料之一，D正确。,A,1“三看法”判断中心法则各过程,2.利用图示分类剖析中心法则,图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。,1(2016江苏高考，18)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(),ACas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C向导RNA可在逆转录酶催化下合成D若链剪切点附近序列为TCCAGAATC则相应的识别序列为UCCAGAAUC,【解析】核糖体是蛋白质的合成场所，故Cas9蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；向导RNA中的双链区碱基对间遵循碱基配对原则，B正确；向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，C错误；由于链与识别序列的互补链序列相同，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，D正确。,C,2(2015安徽高考，4)Q噬菌体的遗传物质(QRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QRNA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QRNA。下列叙述正确的是(),AQRNA的复制需经历一个逆转录的过程BQRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条QRNA模板只能翻译出一条肽链DQRNA复制后，复制酶基因才能进行表达,【解析】QRNA的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来的单链相同的子代RNA，所以A错误，B正确；由图可以看出一条QRNA模板翻译出的肽链不止一条，可翻译出多条多肽链，C错误；由题意可知：QRNA复制酶基因的表达在QRNA的复制之前，有了QRNA复制酶，QRNA的复制才能进行，D错误。,B,3(2015江苏高考，12)下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中氨基酸的种类,【解析】A项，图中结构包括核糖体、mRNA、tRNA，核糖体由rRNA和蛋白质构成；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，tRNA的环状结构上有反密码子；D项，由于密码子的简并性，mRNA上的碱基发生改变，肽链中氨基酸的种类不一定改变。,A,1DNA与RNA的区别看“两点”(1)物质组成：组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，特有碱基T；组成RNA的五碳糖是核糖，特有碱基U。(2)结构特点：DNA一般是双链，RNA一般是单链。2转录与翻译的六点差异(1)场所不同：转录主要在细胞核内，翻译是在细胞质中的核糖体上。(2)模板不同：转录的模板是DNA的一条链，翻译的模板是mRNA。(3)原料不同：转录的原料是4种游离的核糖核苷酸，翻译的原料是20种氨基酸。(4)所需酶不同：转录需RNA聚合酶，翻译需多种酶。(5)产物不同：转录的产物是RNA，翻译的产物是多肽。(6)碱基配对方式不同：转录特有TA，翻译特有UA。3密码子和反密码子的两点比较(1)位置：密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。(2)数目：密码子有64种，决定氨基酸的密码子有61种；反密码子有61种。,4中心法则要点遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。蛋白质是生物性状的体现者。5基因对性状控制的两条途径(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,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【点拨】(1)“解旋酶”在DNA分子复制时使氢键断裂。(2)“限制酶”使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(3)“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。(4)“DNA连接酶”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”在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。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情况，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。,易错点3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。,
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