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2019-2020年高中生物 第十三講 基因及其表達(dá)學(xué)案 蘇教版必修2 測試內(nèi)容 測試要求 五年考情 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 B xx、xx、xx、xx、xx(選)、 xx(主) 基因與性狀的關(guān)系 基因?qū)π誀畹目刂? 基因與染色體的關(guān)系 B A xx、xx(選)、xx(主) 1. RNA與DNA的比較 比較項(xiàng)目 DNA RNA 全　稱 __ __ 分　布 __ __ 化學(xué)組成 __ __ 基本組成單位 __ __ 堿　基 __ __ 五碳糖 __ __ 酸 __ __ 空間結(jié)構(gòu) __ __ 分　類 __ __ 相同點(diǎn)：化學(xué)組成成分中都有________和堿基________。 聯(lián)系：RNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的。 2. 轉(zhuǎn)錄：在________中，以________為模板，按照________原則，合成________的過程。除模板外，該過程還需要原料________、酶和能量。其結(jié)果是遺傳信息從________傳遞到________。 3. 翻譯：按照mRNA上的密碼子的信息指導(dǎo)________合成________的過程。該過程進(jìn)行的場所是________，需要的原料是__________________，搬運(yùn)工具是________。其結(jié)果是遺傳信息從________傳遞到________。 4. 遺傳密碼子是指________上決定一個氨基酸的________，共有________個，其中有三種________密碼子(不具有對應(yīng)氨基酸)。由________個密碼子決定________種氨基酸。一個密碼子對應(yīng)________氨基酸。一種氨基酸可以對應(yīng)________密碼子。 5. 1957年，克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即________；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的________和________。而遺傳信息從RNA流向RNA的________和遺傳信息從RNA流向DNA的________，則是對中心法則的補(bǔ)充和完善。中心法則的內(nèi)容實(shí)質(zhì)上就是________的流動過程。 6. 基因通過控制________的合成來控制代謝過程，________控制生物體的性狀，如基因通過控制________酶的合成從而影響黑色素的形成進(jìn)而影響人的膚色；基因還能通過控制________結(jié)構(gòu)________控制生物體的性狀，如基因通過控制________的形成，使紅細(xì)胞維持正常形狀和功能。 1. DNA(基因)的基本功能——遺傳信息的傳遞和表達(dá) 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 時間 細(xì)胞分裂的間期 生物個體發(fā)育的整個過程 場所 主要在細(xì)胞核 主要在細(xì)胞核 核糖體 模板 DNA的兩條單鏈 DNA的一條鏈 mRNA 原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸 條件 解旋酶、DNA 聚合酶、ATP RNA聚合酶、ATP 酶、ATP、 tRNA 產(chǎn)物 2個雙鏈DNA 1個單鏈RNA 多肽鏈 堿基 配對 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C 2. mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系 (1) 數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體。 (2) 目的意義：少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。 (3) 方向：從左向右(見上圖)，判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。 (4) 結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)往往還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。 (5) 圖示中4個核糖體合成的4條多肽鏈，由于模板mRNA相同，所以合成了4條相同的多肽鏈，而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，也不是合成出4條不同的肽鏈。 3. 正確區(qū)分基因(遺傳信息)、密碼子和反密碼子 (1) 基因、密碼子、反密碼子的對應(yīng)關(guān)系 (2) 氨基酸與密碼子、反密碼子的關(guān)系 ①每種氨基酸對應(yīng)1種或幾種密碼子(密碼子簡并性)，可由1種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。 ②1種密碼子只能決定1種氨基酸，1種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。 ③密碼子有64種(3種終止密碼子，61種決定氨基酸的密碼子)，反密碼子理論上有61種。 4. 蛋白質(zhì)合成的計(jì)算 (1) 基因中堿基數(shù)與mRNA中堿基數(shù)的關(guān)系 轉(zhuǎn)錄時，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，產(chǎn)生一條單鏈mRNA，則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半，且DNA模板鏈中A＋T(或C＋G)與mRNA分子中U＋A(或C＋G)相等。 (2) mRNA中堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系 翻譯過程中，mRNA中每3個相鄰堿基決定一個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3，是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6。 綜上可知：DNA(或基因)中堿基數(shù)∶mRNA中堿基數(shù)∶蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6∶3∶1。 【例1】　(xx屆南通模擬)下列關(guān)于染色體、DNA、基因之間關(guān)系的敘述，正確的是(　　) A. 染色體是DNA的唯一載體　　B. 一條染色體上只有1個DNA分子 C. 基因是DNA分子的任意片段　　D. 基因在染色體上呈線性排列 筆記：__ __ 【例2】　(xx屆無錫模擬)如圖所示的堿基配對關(guān)系發(fā)生在(　　) A. DNA復(fù)制過程中　　B. RNA復(fù)制過程中 C. 轉(zhuǎn)錄過程中　　D. 翻譯過程中 筆記：__ __ 【例3】　(xx屆南京模擬)圖①～③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題： 　　　 　　　　　　　　 ① ② ③ (1) 細(xì)胞中過程①主要發(fā)生在細(xì)胞分裂的________期。 (2) 在人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞、漿細(xì)胞、記憶細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞中，過程①②③都能發(fā)生的細(xì)胞是________。 (3) 已知過程①的DNA所含氮元素都是14N，若將該DNA的片段放入15N的環(huán)境中復(fù)制3次，則含有14N的鏈占總鏈數(shù)的________。 (4) 若要過程③中合成的肽鏈中含有的色氨酸(密碼子為UGG)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(shí)現(xiàn)，即由________。 (5) 人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時啟用的起始點(diǎn)____________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其根本原因是________。 筆記：__ __ 1. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)基因編輯技術(shù)是當(dāng)前生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它通過修飾基因而改變基因的表達(dá)。下圖表示細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)過程，其中過程M稱為(　　) A. 復(fù)制　　B. 轉(zhuǎn)錄　　C. 翻譯　　D. 逆轉(zhuǎn)錄 2. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下列關(guān)于真核細(xì)胞中基因和DNA的敘述，正確的是(　　) A. 一個DNA分子中只有一個基因　　B. 基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 C. DNA 中任一片段都是基因　　D. 基因只存在于DNA分子的一條鏈上 3. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下圖為中心法則圖解，其中表示翻譯過程的是(　　) A. ①　　B. ②　　C. ③　　D. ④ 4. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下圖是人體細(xì)胞內(nèi)基因控制蛋白質(zhì)合成中的一個過程示意圖，相關(guān)敘述正確的是(　　) A. 該過程表示轉(zhuǎn)錄　　B. 該過程表示翻譯 C. 該過程以脫氧核苷酸為原料　　D. 該過程不需要消耗能量 5. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下列關(guān)于真核生物中基因、染色體和性狀的敘述，正確的是(　　) A. 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段　　B. 染色體的主要成分是RNA和蛋白質(zhì) C. 染色體主要分布在細(xì)胞質(zhì)中　　D. 生物體性狀的表現(xiàn)不受環(huán)境影響 6. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)細(xì)胞中的翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程，該過程不需要的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)是(　　) A. 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA　　B. 核糖體　　C. 氨基酸　　D. 脫氧核苷酸 7. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)基因是控制生物性狀的基本單位。下列有關(guān)細(xì)胞中基因的敘述，正確的是(　　) A. 基因能夠存儲生物的遺傳信息　　B. 等位基因位于同一個DNA分子上 C. 基因中只有一條脫氧核苷酸鏈　　D. 生物體的性狀完全由基因決定 8. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下列有關(guān)細(xì)胞中基因的敘述，正確的是(　　) A. 基因是染色體的主要載體　　B. 基因的基本單位是氨基酸 C. 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段　　D. 基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段 9. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)tRNA具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的功能，右圖tRNA攜帶的氨基酸是(各選項(xiàng)括號中內(nèi)容為相應(yīng)氨基酸的密碼子)(　　) A. 精氨酸(CGC) B. 丙氨酸(GCG) C. 甘氨酸(GGC) D. 脯氨酸(CCG) 10. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)某DNA分子一條鏈上的堿基排列順序?yàn)椤狢—C—A—T—G—C…，若以該鏈為模板，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后得到的mRNA的堿基排列順序是(　　) A. …—G—G—T—A—C—G…　　B. …—C—C—A—U—G—C… C. …—C—C—A—T—G—C…　　D. …—G—G—U—A—C—G… 11. (xx年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)下圖表示發(fā)生在細(xì)菌體內(nèi)遺傳信息的傳遞過程，請據(jù)圖回答問題： (1) 圖中酶Ⅰ和酶Ⅱ的名稱分別是________、________。(在a～d中選擇填空) a．RNA聚合酶　　　　　b．DNA聚合酶　　　　　c．蛋白酶　　　　　　d．脂肪酶 (2) 與mRNA相比較，DNA分子結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是________。 (3) 已知由圖中DNA分子片段轉(zhuǎn)錄形成的mRNA含有1 000個堿基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的40%。若該DNA分子片段連續(xù)復(fù)制3次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸________個。 (4) 圖中一條mRNA上同時結(jié)合了多個核糖體，其生物學(xué)意義是__。 (5) 與真核細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核遺傳信息傳遞相比，圖中遺傳信息傳遞的特點(diǎn)是__。 1. (xx屆徐州模擬)下列關(guān)于基因和性狀的敘述，正確的是(　　) A. 生物體的性狀完全由基因決定　　B. 一個生物性狀只能由1對基因控制 C. 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段　　D. 基因的基本組成單位是核糖核苷酸 2. (xx屆徐州模擬)若反密碼子的堿基序列為CGA，則DNA模板鏈對應(yīng)的堿基序列為(　　) A. GCA　　B. GCT　　C. CGU　　D. CGA 3. (xx屆鹽城模擬)下列關(guān)于真核生物的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯的敘述中，不正確的是(　　) A. DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制　　B. 轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA C. 翻譯的場所是細(xì)胞核　　D. DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程都耗能 4. 遺傳信息的翻譯過程中，轉(zhuǎn)運(yùn)游離氨基酸的是(　　) A. 核糖體　　B. mRNA　　C. tRNA　　D. rRNA 5. (xx屆南通模擬)關(guān)于人體細(xì)胞中血紅蛋白基因表達(dá)的敘述，錯誤的是(　　) A. 轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行　　B. 翻譯的原料是氨基酸 C. 翻譯時有多種RNA參與　　D. 表達(dá)只在成熟的紅細(xì)胞中進(jìn)行 6. (xx屆南師附中模擬)下圖是某基因(片段)的表達(dá)過程，其中起始密碼為AUG(甲硫氨酸)。相關(guān)敘述不正確的是(　　) A. 基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，翻譯過程在核糖體上進(jìn)行 B. 該基因轉(zhuǎn)錄的模板是b鏈，該鏈上嘌呤數(shù)總等于嘧啶數(shù) C. 基因在表達(dá)時需將雙鏈解開，轉(zhuǎn)錄結(jié)束后再配成雙鏈，保持其穩(wěn)定性 D. 若多肽鏈由n個氨基酸脫水縮合而成，則形成的肽鍵數(shù)應(yīng)為n－1 7. (xx屆前黃中學(xué)模擬)一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)，依次為(　　) A. 33　11　　B. 36　12　　C. 12　36　　D. 11　36 8. (xx屆無錫模擬)下列有關(guān)真核生物基因的敘述錯誤的是(　　) A. 基因的堿基有A、T、C、G、U 5種　　B. 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 C. 一個DNA分子上有多個基因　　D. 染色體是基因的主要載體 9. (xx屆揚(yáng)州模擬)圖甲表示細(xì)胞合成并分泌胰島素的過程，①～⑤表示相關(guān)結(jié)構(gòu)，圖乙表示基因控制胰島素合成的某一過程。據(jù)圖回答： 　　　　 甲 乙 (1) 圖甲細(xì)胞的名稱是________，該圖中沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是________(填序號)。 (2) 圖甲中，從胰島素的合成至分泌到細(xì)胞外，依次經(jīng)過的細(xì)胞器是________(填序號)，在此過程中，所需能量主要來自于________(填序號)。 (3) 圖乙表示遺傳信息的________過程，進(jìn)行的場所是________(填序號)。  第十三講　基因及其表達(dá) 知識掃描 1. 脫氧核糖核酸　核糖核酸　細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體　細(xì)胞質(zhì)　脫氧核糖核苷酸　核糖核苷酸　A、T、C、G　A、U、C、G　脫氧核糖　核糖　磷酸　磷酸　規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)　通常呈單鏈結(jié)構(gòu)　通常為1種　3種：mRNA、tRNA、rRNA　磷酸　A、G、C 2. 細(xì)胞核　DNA的一條鏈　堿基互補(bǔ)配對　mRNA　游離的核糖核苷酸　DNA　RNA 3. 氨基酸分子　蛋白質(zhì)　細(xì)胞質(zhì)中的核糖體　20種氨基酸　tRNA　mRNA　蛋白質(zhì) 4. mRNA　3個相鄰的堿基　64　終止　61　20　一種　一個或多個 5. DNA的自我復(fù)制　轉(zhuǎn)錄　翻譯　RNA的自我復(fù)制　逆轉(zhuǎn)錄　遺傳信息 6. 酶　間接　酪氨酸　蛋白質(zhì)　直接　血紅蛋白 典例透析 例1　D　[解析] 染色體是DNA的主要載體，A錯誤；一條染色體上可以有許多個基因，例如人的X染色體上有1 098個基因；基因是有遺傳學(xué)效應(yīng)的DNA片段。 例2　C　[解析] 題圖為DNA的一條鏈和RNA，故為轉(zhuǎn)錄，C正確。 例3　(1) 間　(2) 記憶細(xì)胞　(3) 1/8　(4) C→A　(5) 不完全相同　不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)(合理即可) [解析] ①以DNA分子兩條鏈為模板完成DNA復(fù)制，②以DNA分子一條鏈為模板完成轉(zhuǎn)錄；③為翻譯；(1) DNA復(fù)制主要在細(xì)胞分裂間期；(2) ①②③都發(fā)生意味著該細(xì)胞既能增殖又可以控制蛋白質(zhì)合成。人成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器不符合條件；漿細(xì)胞不能增殖，不符合條件；記憶細(xì)胞可以增殖，可以控制蛋白質(zhì)合成，符合條件；效應(yīng)T細(xì)胞不能增殖，不符合條件；(3) 無論復(fù)制多少次含有14 N的鏈都是兩條，復(fù)制3次，總鏈數(shù)是24＝16條，所以答案是1/8；(5) 轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)不一定相同，因?yàn)椴煌M織細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)，可能表達(dá)相同基因，也可能表達(dá)不同基因。 真題薈萃 1. B　2. B　3. C　4. A　5. A　6. D　7. A　8. C　9. B　10. D 11. (1) a　b　(2) 具有雙螺旋結(jié)構(gòu)(兩條脫氧核苷酸鏈)　(3) 4200　(4) 迅速合成大量肽鏈(同時進(jìn)行多條肽鏈的合成)　(5) DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進(jìn)行 仿真體驗(yàn) 1. C　2. D　3. C　4. C　5. D　6. B　7. B　8. A 9. (1) 胰島B細(xì)胞?、凇?2) ②→①→③?、堋?3) 轉(zhuǎn)錄　⑤