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1、（驗證性實驗的設計思路） 一、 DNA復制、 轉錄和翻譯的比較 1. 三者的區(qū)別續(xù)表續(xù)表 2.聯(lián)系 (1)對細胞結構生物而言，DNA復制發(fā)生于細胞分裂過程中，而轉錄和翻譯則發(fā)生于細胞分裂、分化等過程。(2)DNA中含有T而無U，而RNA中含有U而無T，因此可通過放射性同位素標記T或U，研究DNA復制或轉錄過程。(3)復制和轉錄發(fā)生在DNA存在的部位，如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質粒等部位。(4)轉錄出的RNA有3類，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。(5)一個mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈。(6)從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈，多肽鏈還要在相應的細胞器(內質網、高爾

2、基體)內加工，最后才形成具有一定空間結構的有活性的蛋白質。 【例1】在遺傳信息的傳遞過程中，一般不可能發(fā)生的是() ADNA復制、轉錄及翻譯過程都遵循堿基互補配對原則 B核基因轉錄形成的mRNA穿過核孔進入細胞質中進行翻譯過程 CDNA復制、轉錄都是以DNA的一條鏈為模板，翻譯則是以mRNA為模板 DDNA復制、轉錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D【解析】 DNA復制是分別以DNA的兩條鏈為模板進行復制，而不是以DNA的一條鏈為模板復制。 二、遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較存在位置含義生理作用遺傳信息DNA脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決

3、定氨基酸的排列順序密碼子mRNAmRNA上3個相鄰的堿基直接決定氨基酸的排列順序反密碼子tRNA與密碼子互補的三個堿基識別密碼子 1區(qū)別 2.聯(lián)系 (1)遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。 (2)mRNA的密碼子直接控制蛋白質分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到識別密碼子并轉運相應氨基酸的作用。 3對應關系 密碼子、tRNA與氨基酸的數量對應關系為：一種氨基酸可有多種密碼子，可由多種tRNA來運輸，而一種密碼子只決定一種氨基酸，一種tRNA只運輸一種氨基酸。 【例2】下列關于遺傳信息和遺傳密碼在核酸中的位置和堿基構成的敘述中，正

4、確的是() A遺傳信息位于mRNA上，遺傳密碼位于DNA上，堿基構成相同 B遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA、tRNA或rRNA上，堿基構成相同 C遺傳信息和遺傳密碼都位于DNA上，堿基構成相同 D遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA上，堿基構成不同 【解析】遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA上，堿基構成不同。D基因表達過程中有關DNA、RNA、氨基酸的計算1轉錄時，以基因的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，產生一條單鏈mRNA，則轉錄產生的mRNA分子中堿基數目是基因中堿基數目的一半，且基因模板鏈中AT(或CG)與mRNA分子中UA(或CG)相等。2翻譯過程中，mR

5、NA中每3個相鄰堿基決定一個氨基酸，不考慮終止密碼子，所以經翻譯合成的蛋白質分子中氨基酸數目是mRNA中堿基數目的1/3，是雙鏈DNA堿基數目的1/6 一、理論歸納1概述驗證性實驗通常是指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果、鞏固和加強有關知識內容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復性實驗。驗證性實驗是建立在已知結論基礎上的，實驗原理、實驗結果是已知的，因此實驗步驟的設計也應合乎實驗結果產生的必然。2實驗設計思路及方法當我們需要回答設計實驗步驟時，首先必須弄清單一變量(實驗變量)，從而做到在實驗設計中有的放矢。一般性的設計如下所列：(1)如果需要提取、配制、處理實驗材料則把提取、配制等操作

6、作為第一步。(2)編組標號。研究對象、器皿等要編組標號，設立實驗組和對照組；注意控制無關變量，在措辭中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有測量應測量記錄初始值。(3)實驗處理。分別對實驗組和對照組施加單一變量；實驗處理要遵循“單一變量和對照原則”。(4)培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄等。依然在措辭中體現對無關變量的控制，經常有“相同條件下”等字眼，觀察記錄實驗現象或記錄測定的實驗數據。3預測實驗結果驗證性實驗由于有明確的實驗目的，預測的結果是科學的、合理的、唯一的。預測實驗結果，要搞清楚實驗結論的作出是以什么作為依據的，也就是實驗進行后可以觀察、分析、比較的實驗事實是什么。在闡述當中盡量采用專業(yè)的

7、語言和名詞。一般的語言組織程序是“外因(人為施加的單一變量)由此引起的內因變化(生理活動)內因變化的直接結果(代謝結果)外部變化最終結果(實驗結果、現象等)”。(2009全國)已知2H2O2=2H2OO2，可以通過觀察反應過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應的速度。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結果、得出結論，并回答問題。實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。二、演練(1)實驗步驟： 。 。 。(2)實驗結

8、果預測及結論：整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是 。由此可得出的結論是 。(3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80，重做上述實驗，O2釋放的速度最快的是 ，原因是 。取3支試管，各加入等量且適量H2O2溶液，放入37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液觀察各管中釋放氣泡的快慢加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性加FeCl3溶液的試管在此溫度下，FeCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性【解析】(1)要驗證過氧化氫酶具有催化作用，應選用反應中加入蒸餾水與加入

9、過氧化氫酶進行對比，要驗證過氧化氫酶具有高效性，應用過氧化氫酶與無機催化劑的催化效率對比，所以應取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37恒溫水浴鍋中保溫適當時間，分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液，觀察各試管中釋放氣泡的速度。(2)酶的催化效率最高，加入酶的試管中反應速度最快；其次是加FeCl3溶液的試管；加蒸餾水的試管中因沒有催化劑，所以反應速度最慢。由此可以得出結論：酶具有催化作用和高效性。(3)80 高溫會使酶的結構破壞而失去催化能力，與加入蒸餾水的試管反應情況相同，因此加FeCl3溶液的試管反應速度最快。 1.(2011江蘇)關于轉錄和

10、翻譯的敘述，錯誤的是( )A轉錄時以核糖核苷酸為原料B轉錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列CmRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質D不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性C【解析】轉錄是指以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程，所以所需的原料為核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；轉錄時，RNA聚合酶能夠識別基因編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)中的RNA聚合酶結合位點并與之特異性結合，激活DNA的轉錄功能；翻譯過程中核糖體首先結合到mRNA上并沿著mRNA向前移動，翻譯出多肽鏈；一種氨基酸可能有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并性，其對生物體生存的意義在于減少因基因突變所引起的性狀上的改變。2.

11、(2011上海)右圖表示兩基因轉錄的mRNA分子數在同一細胞內隨時間變化的規(guī)律。若兩種mRNA自形成至翻譯結束的時間相等，兩基因首次表達的產物共存至少需要(不考慮蛋白質降解)( )A4 h B6 h C8 h D12 h B3.(2011上海)原核生物的mRNA通常在轉錄完成之前便可啟動蛋白質的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質，針對這一差異的合理解釋是( ) A原核生物的tRNA合成無需基因指導 B真核生物tRNA呈三葉草結構 C真核生物的核糖體可進入細胞核 D原核生物的核糖體可以靠近DNAD 4.根據表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是( ) C A.TGU BU

12、GA CACU DUCU 【解析】據表可推知mRNA的密碼子最后的堿基為U；DNA的一條鏈為TG，另一條鏈為AC，若DNA轉錄時的模板鏈為TG鏈，則mRNA的密碼子為ACU，若DNA轉錄時的模板鏈為AC鏈，則mRNA的密碼子為UGU。5.下表有關基因表達的選項中，不可能的是( )基因表達的細胞表達產物A. 細菌抗蟲蛋白基因 抗蟲棉葉肉細胞細菌抗蟲蛋白B.人酪氨酸酶基因正常人皮膚細胞人酪氨酸酶C.動物胰島素基因大腸桿菌工程菌細胞動物胰島素D.兔血紅蛋白基因兔成熟紅細胞兔血紅蛋白D 【解析】抗蟲棉葉肉細胞中存在細菌抗蟲蛋白基因，細菌抗蟲蛋白基因能夠表達產生細菌抗蟲蛋白；正常人皮膚細胞中含有人酪氨酸

13、酶基因，人酪氨酸酶基因能夠表達產生人酪氨酸酶；大腸桿菌工程菌細胞存在動物胰島素基因，動物胰島素基因能夠表達產生動物胰島素；兔成熟紅細胞中無細胞核，所以無兔血紅蛋白基因，不能表達產生兔血紅蛋白。 7.鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe3的蛋白，鐵蛋白合成的調節(jié)與游離的Fe3、鐵調節(jié)蛋白、鐵應答元件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調節(jié)蛋白發(fā)生特異性結合，阻遏鐵蛋白的合成。當Fe3濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合Fe3而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻譯(如下圖所示)?；卮鹣铝袉栴}： (1)圖中甘氨酸的密碼子

14、是_，鐵蛋白基因中決定_的模板鏈堿基序列為_。 (2)Fe3濃度低時，鐵調節(jié)蛋白與鐵應答元件結合干擾了_，從而抑制了翻譯的起始；Fe3濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合Fe3而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調節(jié)機制既可以避免_對細胞的毒性影響，又可以減少_ _。GGU甘天色CCACTGACC核糖體在mRNA上的結合與移動 細胞內物質和能量的浪費Fe3 (3)若鐵蛋白由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是_ _。 (4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過改變DNA模板鏈上的一個堿基來實現，即由_。 mRNA兩端存在不翻譯的序列CA 【解析】本題考查基因表達的有關知識。鐵應答元件位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游，其與鐵調節(jié)蛋白結合，導致核糖體不能沿mRNA移動，從而無法進行翻譯。Fe3對細胞有毒，鐵調節(jié)蛋白能夠儲存多余的Fe3，這樣就避免了Fe3對細胞的毒性影響，又可充分利用Fe3，減少物質和能量的浪費。mRNA兩端(遠離起始密碼和終止密碼)存在不翻譯的序列，所以mRNA的堿基數遠大于氨基酸數的3倍。