资源描述
专题十五 遗传信息的传递 与表达,内容索引,考点一 DNA分子的复制,考点二 遗传信息的表达,考点三 活动：探究DNA的复制过程,探高考 练模拟,考点一 DNA分子的复制,1.DNA分子的复制过程图解,答案,解旋,脱氧,互补配对,双螺旋,2.DNA分子复制的时间、场所、条件、特点和意义,答案,亲代DNA,子代DNA,有丝分裂,减数第一次分裂前,细胞核,亲代DNA的两条链,细胞呼吸,DNA聚合酶,形成子代DNA分子,半保留复制,连续性,答案,答案,思考诊断,提示,1.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制 ( ) 2.DNA复制需要消耗能量 ( ) 3.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期 ( ) 提示 DNA的复制发生在有丝分裂间期。 4.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 ( ) 5.DNA分子复制是边解旋边双向复制的 ( ),题型一 DNA分子的复制过程和特点 1.(2016温州模拟)下列关于DNA复制的叙述中正确的是( ) A.需要解开DNA的双螺旋结构 B.以DNA分子的一条链作为模板 C.以4种游离的核糖核苷酸作为原料 D.A与U互相配对，G与C互相配对 解析 DNA复制过程中，需要在相关酶的作用下进行解旋，以解旋的两条链为模板，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，按A与T、G与C的配对原则合成子链。,解析,1,2,3,4,2.下面为真核细胞DNA复制过程示意图。据图分析，下列相关叙述中错误的是( ) A.由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的 B.合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向 是相反的 C.细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、 线粒体 D.解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP,解析,1,2,3,4,解析 由题图可知，A、B正确； 细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制；解旋不需要DNA聚合酶参与。,1,2,3,4,题型二 DNA分子复制的相关计算,DNA复制的有关计算规律,解题技巧,DNA复制n次(注：x代表一个DNA分子中某脱氧核苷酸的个数，n代表复制次数)图示如下：,1,2,3,4,(1)子代DNA数为2n (2)子代DNA的链数为2n1 (3)复制n次需要的某种脱氧核苷酸数：(2n1)x。 (4)第n次复制需要的某种脱氧核苷酸数：(2n2n1)x2n1x。,1,2,3,4,解析,3.(2016杭州五校联考)下列关于DNA的相关计算，正确的是( ) A.具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞 嘧啶200个 B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需2nm个胸腺嘧啶 C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n1m个胸腺嘧啶 D.无论是双链DNA还是单链DNA，(AG)所占的比例均是1/2,1,2,3,4,解析 具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则DNA中含胞嘧啶400个，因此一条链上的胞嘧啶数可为0400个，A项错误； 具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后DNA数由1个变为2n个，因此需要(2n1)m个胸腺嘧啶，其第n次复制DNA数由2n1个变为2n个，这一过程需要(2n2n1)m个胸腺嘧啶，B项错误，C项正确； 只有在双链DNA中才遵循卡伽夫法则，即AT，GC，在单链DNA中不存在这一关系，因此只有双链DNA中(AG)所占的比例为1/2，单链DNA中该比值不一定为1/2，D项错误。,1,2,3,4,解析,4.一个双链均被32P标记的DNA分子由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是( ) A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3104个 B.复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17 D.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为13,1,2,3,4,解析 由题意可知，该DNA分子中，AT10 00020%2 000(个)，CG10 00030%3 000(个)，则含有的氢键数为2 00023 00031.3104(个)；DNA复制3次形成8个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3 00072.1104(个)；子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为17；子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P的分子数之比为2613。,1,2,3,4,题后反思,只含15N的DNA在含14N的环境中进行复制阶段，DNA分子数、脱氧核苷酸链数的变化,1,2,3,4,返回,1,2,3,4,考点二 遗传信息的表达,1.DNA的功能 (1)携带和传递遗传信息 遗传信息蕴藏在4种碱基的 之中。以自身为模板，半保留地进行 ，保持遗传信息的 性。 (2)表达遗传信息 DNA能根据它所贮存的 决定蛋白质的结构。,答案,排列顺序,复制,稳定,遗传信息,小贴士,2.RNA与DNA的区别、RNA的结构与分类,答案,DNA,RNA,双,单,T,U,U,T,绿,红,核糖核苷酸,核糖核苷酸,核孔复合体,翻译,蛋白质,识别并转运氨基酸,核糖体,3.遗传信息的转录和翻译 (1)转录,答案,RNA,游离的核糖核苷酸,RNA,(2)翻译 场所或装配机器： 。 条件 遵循原则：碱基互补配对原则。 产物： 在一个mRNA上有 个核糖体同时进行翻译，提高了翻译的效率。,答案,核糖体,多肽链,若干,(3)密码子和反密码子 密码子存在于 上，共有 种。决定氨基酸的密码子有 种；终止密码子有 种，不决定氨基酸；起始密码子有 种，决定氨基酸。 反密码子存在于 上。 生物界的遗传密码是 的，这可以作为生物界统一性的证据。,答案,mRNA,64,61,3,2,tRNA,统一,4.中心法则与基因的概念 (1)中心法则 提出者： 。 要点：遗传信息由 传递到 ，然后由 决定 的特异性。 内容图解(用简式表示)：_ 。,答案,克里克,DNA,RNA,RNA,蛋白质,(2)基因 作用：遗传的一个 ，它在适当的环境条件下控制生物的性状。 与染色体的关系：以一定的次序排列在 上。 本质：有功能的 ，在大多数生物中是一段 ，而在RNA病毒中则是一段 。,答案,基本功能单位,染色体,核酸分子片断,DNA,RNA,易错提示 转录和翻译的易错易混点 (1)转录、翻译过程中的四个易错点 转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。 翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。 转录和翻译过程中的碱基配对不是AT，而是AU。 并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。,(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种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。,答案,思考诊断,提示,1.密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上 ( ) 提示 密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。 2.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与 ( ) 3.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基 ( ) 提示 反密码子是位于tRNA上相邻的3个碱基。,答案,提示,4.以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录 ( ) 5.每种氨基酸仅由一种密码子编码，每种tRNA只转运一种氨基酸 ( ) 提示 每种氨基酸由一种或多种密码子编码。每种tRNA只转运一种氨基酸。 6.终止密码子不编码氨基酸。核糖体可在mRNA上移动 ( ),1.DNA复制、转录和翻译的比较,2.遗传信息、密码子与反密码子,3.氨基酸、密码子和反密码子的对应关系 (1)每种氨基酸对应一种或几种密码子，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(终止密码子无对应的氨基酸)，且一种tRNA只能转运一种氨基酸。 (3)基因、密码子和反密码子的对应关系,解析,1,2,3,4,5,6,题型一 DNA的功能及基因的概念 1.下列不属于DNA的功能的是( ) A.传递遗传信息 B.控制细胞内外物质的进出 C.控制生物体的形态 D.控制生物体的生理特征,解析 遗传物质存在于细胞核里，染色体是细胞核内的容易被碱性染料染成深色的物质，由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传物质的载体，它的结构像一个螺旋形的梯子，即双螺旋结构；DNA分子上具有特定遗传信息、能够决定生物的某一性状的片断叫做基因。控制细胞内外物质的进出的是细胞膜的功能，故B的说法错误。,1,2,3,4,5,6,解析,2.(2015浙江7月学考)下列关于基因的叙述，错误的是( ) A.基因是遗传的基本功能单位 B.基因是一段有功能的核酸 C.基因由葡萄糖脱水缩合形成 D.基因具有携带和表达遗传信息的 解析 基因是遗传的基本功能单位，是一段有功能的核酸片断，具有携带和表达遗传信息的功能，它可以由脱氧核苷酸或者核糖核苷酸形成，C错误。,1,2,3,4,5,6,题型二 转录、翻译及中心法则,解题必备,翻译过程的三种模型图解读,(1)图甲翻译模型分析 、分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。 一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。,1,2,3,4,5,6,翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。 翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。 (2)图乙表示真核细胞的翻译过程，其中是mRNA，是核糖体，、表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下 数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 方向：从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。,1,2,3,4,5,6,结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。 形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。 (3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中是DNA模板链，、表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。,1,2,3,4,5,6,3.下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，有关说法正确的是( ) A.甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B.乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板 C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左 D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同,解析,1,2,3,4,5,6,解析 由甲图可知，翻译过程中一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链；转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种，而翻译的模板只是信使RNA；甲图中多肽链最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同。,1,2,3,4,5,6,解析,4.(2015重庆，5)结合下图分析，下列叙述错误的是( ) A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 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,1,2,3,4,5,6,解析 生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确； 由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确； 表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确； 编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。,1,2,3,4,5,6,各种生物的信息传递归纳,题后反思,1,2,3,4,5,6,解析,题型三 复制、转录和翻译的异同(加试) 5.(2016嘉兴统考)下图表示真核细胞内两种物质的合成过程。下列叙述正确的是( ) A.甲过程在细胞核内进行，乙过程在细胞溶胶中进行 B.在细胞周期中，甲过程在间期进行，乙过程在分裂期进行 C.甲、乙两过程中，都需要整个DNA的两条链作为模板 D.甲、乙两过程中，都需要在酶的催化下形成磷酸二酯键,1,2,3,4,5,6,解析 甲图所示过程为DNA的复制过程，乙过程为转录过程，甲过程可发生在细胞核或线粒体、叶绿体内，A项错误； 细胞周期的分裂间期主要进行DNA的复制和蛋白质的合成，因此甲、乙过程均主要发生在分裂间期，B项错误； DNA的复制以DNA的两条链为模板，转录过程以DNA的一条链为模板，C项错误； 甲、乙过程都有核苷酸链的形成，都需要在酶的催化下形成磷酸二酯键，D项正确。,1,2,3,4,5,6,解析,返回,6.图甲是DNA复制示意图，其中一条链首先合成较短的片段(如a1、a2，b1、b2等)，然后再由相关酶连接成DNA长链；图乙是基因表达示意图。下列叙述正确的是( ) A.图甲中复制起点在一个细 胞周期中可起始多次 B.图甲中连接b1与b2片段的 酶是RNA聚合酶 C.图乙过程的编码链中每个脱氧核糖均连有一个磷酸和一个碱基 D.图乙过程中能与物质b发生碱基配对的分子含有氢键,1,2,3,4,5,6,返回,解析 图甲中复制起点在一个细胞周期中起始一次，A错误； 图甲中连接b1与b2片段的酶是DNA连接酶，B错误； 图乙过程的编码链中除末端的一个脱氧核糖连接一个磷酸和一个碱基外，其余每个脱氧核糖均连有两个磷酸和一个碱基，C错误； 图乙过程中能与物质b(mRNA)发生碱基配对的分子是tRNA，其含有氢键，D正确。,1,2,3,4,5,6,考点三 活动：探究DNA的复制过程,1.实验原理 (1)实验方法： 技术和 技术。 (2)实验原理：若DNA的两条链都用15N标记，那么DNA分子密度较大，离心后应该在试管的 部；若两条链中都含有14N，那么DNA分子密度较小，离心后应该在试管的 部；若DNA的两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么DNA分子密度居中，离心后应该在试管的 部。,答案,放射性同位素示踪,离心,下,上,中,2.实验过程,3.实验分析 预期结果a：若第二代DNA分子中15N15N占1/2，14N14N占1/2；第三代DNA分子中15N15N占1/4, 14N14N占3/4，说明DNA复制方式是 复制。 预期结果b：若第二代DNA分子全部是15N14N；第三代DNA分子中15N14N占1/2,14N14N占1/2，说明DNA复制方式是 复制。 4.实验结论：实验结果与预期b一致，表明DNA的复制方式为_ 复制。,全保留,半保留,半保留,答案,DNA半保留复制的实验过程分析,(1)实验预期：离心后应出现3条DNA带。 重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 (2)过程分析 立即取出，提取DNA离心全部重带。 繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。 繁殖两代后取出，提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。 (3)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。,(1)DNA是肉眼看不见的，如何才能分辨DNA的复制方式呢？ 提示 回忆以前学习过的经典实验，我们要追踪亲代DNA的两条链在子代DNA中出现的情况，要采用化学上的同位素标记法和物理学的梯度离心法。 (2) 影响DNA复制的外界因素有哪些？ 提示,问题探究,提示,题型一 实验基础 1.(2016西安二模)将大肠杆菌放在含有15N的培养基中培养若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再转移到14N培养基中培养，每隔4 h(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次，测定其不同世代细菌DNA分子的密度。DNA分子的密度梯度离心实验结果如下图所示。,1,2,(1)中带DNA中含有的氮元素是 。,14N、15N,解析,答案,1,2,解析 两条DNA单链均被15N标记的DNA分子为全重DNA分子，在离心管的最下边；含全重DNA分子的大肠杆菌转入含14N的培养基中培养后，第1代全部为一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子，在离心管的中间；第2代为1/2中带DNA分子，1/2轻带DNA分子；第4代为2/24中带DNA分子，(242)/24轻带DNA分子。根据这一实验结果可以证明：DNA分子复制的方式是半保留复制。,1,2,(2)如果测定第4代DNA分子的密度，含15N的DNA分子所占比例为 。 (3)如果将第1代(全中)DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的四条DNA单链在试管中的分布位置应为 。 (4)上述实验表明，DNA分子复制的方式是 。,1/8,1/2重带、1/2轻带,半保留复制,答案,1,2,题型二 实验应用 2.DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。,1,2,实验步骤： a.在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)。 b.在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。 c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。,1,2,实验预测： (1)如果与对照(14N14N)相比，子代能分辨出两条DNA带：一条 带和一条 带，则可以排除_ _。 解析 从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的DNA分子，一个是两条子链形成的DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。,轻(14N14N),重(15N15N),半保留复制和分 散复制,1,2,解析答案,(2)如果子代只有一条中密度带，则可以排除 ，但不能肯定是 。 (3)如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA密度鉴定：若子代可以分离出 和 ，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不能分离出 密度两条带，则排除 ，同时确定为 。,全保留复制,半保留复制或分散复制,一条中密度带,一条轻密度带,中、轻,半保留复制,分散复制,答案,返回,1,2,探高考 练模拟,解析,1,2,3,4,5,1.有关真核细胞DNA分子的复制，下列叙述正确的是( ) A.复制过程中先是全部解旋，再半保留复制 B.复制过程中不需要消耗ATP C.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 D.复制后产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团,解析 双链DNA复制的主要特点是“边解旋边复制、半保留复制”，故A项错误； 复制过程需要“原料、酶、能量、模板、适宜的温度和pH等”，故B项错误； DNA聚合酶是催化游离的脱氧核苷酸与一段脱氧核苷酸链之间形成磷酸二酯键，故C项错误。,1,2,3,4,5,解析,1,2,3,4,5,2.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是( ),1,2,3,4,5,解析 DNA的复制方式为半保留复制，复制第一次时，由1个DNA复制成的2个DNA都是一条链白色，一条链灰色；第二次复制时，2个DNA复制成4个DNA，有8条链，新产生的4条链为黑色，分别与原来的链结合。,解析,1,2,3,4,5,3.下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是( ) A.过程中碱基配对情况相同 B.过程发生的场所相同 C.过程所需要的酶相同 D.过程中核糖体的移动方向是从左向右,1,2,3,4,5,解析 为DNA复制过程，碱基互补配对方式为AT、GC，为转录，碱基互补配对方式为AU、GC、TA； 转录主要发生在细胞核中，还可发生在叶绿体和线粒体中，翻译主要发生在细胞质中的核糖体上； 过程需要解旋酶和DNA聚合酶，过程需要RNA聚合酶；根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右。,解析,1,2,3,4,5,4.下图表示生物界完整的中心法则，有关叙述不正确的是( ) A.过程都需要模板、原料、酶和能量， 且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体 中进行 B.若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子 用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养， 分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA数目可能是0 C.在蓝细菌中，过程可在细胞同一区域同时发生 D.过程发生在某些病毒体内,1,2,3,4,5,解析 过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径，但该途径必须发生于寄主细胞而不是病毒体内。,答案,1,2,3,4,5,5.在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题： (1)将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是 。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸 个。,半保留复制,61,解析,1,2,3,4,5,解析 用放射性同位素示踪法可以有力地证明DNA分子的复制方式为半保留复制。DNA分子复制两次，净增加3个DNA分子，此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则每个DNA分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为183361(个)，双链DNA分子中，腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目相等，故为61个。分泌蛋白合成和分泌的过程是先在核糖体中将氨基酸合成多肽链，然后进入内质网中加工，再运输到高尔基体中进一步加工、包装，最后分泌到细胞外。,1,2,3,4,5,(2)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体上出现后，依次经过 、_和 ，最后出现在细胞外。,内质网,高尔基体,细胞膜,答案,返回,
展开阅读全文