2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第三節(jié) 基因控制蛋白質(zhì)的合成教學(xué)案 蘇教版必修2

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1、第三節(jié) 基因控制蛋白質(zhì)的合成 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.基因的本質(zhì)，基因、DNA和染色體的關(guān)系 2．轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程 3．基因的功能及中心法則的內(nèi)容 4．基因、環(huán)境與性狀的關(guān)系 5．人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容 [教材梳理] 一、從基因到蛋白質(zhì) 1．基因的概念 基因是DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的片段；基因的表達(dá)是通過基因控制蛋白質(zhì)的合成來實(shí)現(xiàn)的。 2．轉(zhuǎn)錄和翻譯 (1)轉(zhuǎn)錄： ②過程： ③遺傳密碼子： a．概念：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。 b．種類：64種。 (2)翻譯： ①概念：按照mRNA上密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸分子合成多肽鏈的過程。 ②場所：細(xì)胞

2、質(zhì)。 ③條件：mRNA、tRNA、核糖體、多種氨基酸和多種酶的共同參與。 ④過程： ⑤遺傳信息傳遞方向：mRNA→多肽。 二、基因?qū)π誀畹目刂? 1．基因的主要功能：把遺傳信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛商囟ǖ陌被岚匆欢ǖ捻樞驑?gòu)成的多肽和蛋白質(zhì)，從而決定生物體的性狀。 3．信息流：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即完成DNA的自我復(fù)制過程，也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 4．完善：歷經(jīng)考驗(yàn)后的中心法則，補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA這兩條途徑，比以往更加完善。 5．基因?qū)π誀畹目刂? (1)生物體的性狀包括生物體所表現(xiàn)出來的形

3、態(tài)特征和生理生化特性。 (2)生物體的一個(gè)性狀有時(shí)由1個(gè)基因決定，有時(shí)受多個(gè)基因的影響；單個(gè)基因也會(huì)影響同一生物體的多種性狀。 三、人類基因組計(jì)劃 1．啟動(dòng)時(shí)間：1990年。 2．主要內(nèi)容：完成人體24條染色體上的全部基因的遺傳圖譜、物理圖譜和序列圖譜和基因圖譜繪制。 [牛刀小試] 一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 1．結(jié)合第四章第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)，比較DNA和RNA。 2.遺傳信息、密碼子、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(duì))的排列順序 直接決定mRNA中堿基的排列順序，間接決定氨基酸的排列順序 密碼子 mRN

4、A mRNA上 3個(gè)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(bǔ)的3個(gè)堿基 識(shí)別密碼子 3.仔細(xì)分析教材P77圖4－12，探究下列問題： 如下所示為一段DNA分子，如果以β鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，試回答下列問題： (1)寫出對(duì)應(yīng)的mRNA的堿基序列。 提示：……AUGAUAGGGAAAC……。 (2)轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有何關(guān)系？與DNA的另一條鏈的堿基序列相比有哪些異同？ 提示：①轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列互補(bǔ)配對(duì)。 ②相同點(diǎn)：a.堿基數(shù)目相等；b.都含A、G、C 3種

5、堿基。不同點(diǎn)：RNA中含有U，DNA中含有T。 二、遺傳信息的翻譯 1．結(jié)合教材P79表4－1中20種氨基酸的密碼子表思考： (1)密碼子有多少種？在蛋白質(zhì)合成過程中都決定氨基酸嗎？ 提示：密碼子共有64種，但有3種為終止密碼子，不決定氨基酸，決定氨基酸的密碼子有61種。 (2)一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱做密碼的簡并，密碼的簡并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？ 提示：密碼的簡并在遺傳的穩(wěn)定性和提高翻譯速率上有一定的意義，具體如下： ①當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡并，可能并不會(huì)改變對(duì)應(yīng)的氨基酸。 ②當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸

6、可以保證翻譯的速率。 2．結(jié)合圖解，思考： (1)基因中的堿基數(shù)、mRNA分子中的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之間有何數(shù)量關(guān)系？ 提示：基因中的堿基、mRNA分子中的堿基與蛋白質(zhì)分子中的氨基酸三者之間的數(shù)量比為6∶3∶1。 (2)在蛋白質(zhì)合成過程中，DNA中堿基數(shù)、mRNA中堿基數(shù)、氨基酸數(shù)是否一定遵循以上數(shù)量關(guān)系？ 提示：不一定。因在一段多肽鏈對(duì)應(yīng)的mRNA中含有不編碼氨基酸的終止密碼子，而在其對(duì)應(yīng)的DNA中，還含有一些不能轉(zhuǎn)錄為mRNA的DNA片段。 3．判斷正誤 (1)氨基酸與密碼子之間具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。(×) (2)轉(zhuǎn)錄過程也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T配對(duì)，

7、G與C配對(duì)。(×) (3)基因上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基是一個(gè)密碼子。(×) (4)tRNA只含三個(gè)堿基，它在翻譯過程中起到重要作用。(×) (5)終止密碼子是能使轉(zhuǎn)錄過程終止的密碼子。(×) 4．連線 三、基因?qū)π誀畹目刂坪腿祟惢蚪M計(jì)劃 1．閱讀教材P82～83，探究下列不同生物的遺傳信息是如何傳遞的。(用中心法則表示) (1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物中遺傳信息是如何傳遞的？請(qǐng)書寫傳遞過程圖解。 提示：。 (2)在以RNA為遺傳物質(zhì)的生物中遺傳信息是如何傳遞的？請(qǐng)書寫傳遞過程圖解。 ①含有RNA復(fù)制酶的生物： 提示：。 ②含有逆轉(zhuǎn)錄酶的生物： 提示：。

8、2．病毒的遺傳信息傳遞過程能發(fā)生在病毒自身體內(nèi)嗎？ 提示：不能。只能發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)。 3．判斷正誤 (1)細(xì)胞生物可發(fā)生“中心法測”中的全部箭頭所表示的信息流。(×) (2)由于人體細(xì)胞中X、Y染色體差別較大，故“人類基因組計(jì)劃”要測定24條染色體的遺傳序列。(√) [重難突破] 一、DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 項(xiàng)目 DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 場所 主要是細(xì)胞核 主要是細(xì)胞核 主要是細(xì)胞質(zhì)中的核糖體 模板 DNA的兩條鏈 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 時(shí)間 細(xì)胞分裂間期 生物生長發(fā)育的過程

9、中 產(chǎn)物 2個(gè)相同的DNA RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 有一定氨基酸排列 順序的蛋白質(zhì) 特點(diǎn) 邊解旋邊復(fù)制， 半保留復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄， DNA仍保留 1個(gè)mRNA分子可結(jié)合多個(gè)核糖體，提高合成蛋白質(zhì)的速度 研究 方法 可用放射性 同位素標(biāo)記“T” 可用放射性 同位素標(biāo)記“U” 可用放射性同位素 標(biāo)記“氨基酸” 聯(lián)系 [特別提醒] (1)一個(gè)mRNA翻譯出的多肽鏈不一定是一條，可以同時(shí)附著多個(gè)核糖體，翻譯出多條多肽鏈。 (2)從核糖體上脫離下來的只是肽鏈，肽鏈還要進(jìn)一步加工，才能成為具有生物活性的蛋白質(zhì)。 二、轉(zhuǎn)錄、翻

10、譯中的有關(guān)計(jì)算 1．基因中堿基、RNA中堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系 (1)轉(zhuǎn)錄時(shí)只以DNA的一條鏈為模板，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中的堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。 (2)翻譯過程中，mRNA中每3個(gè)堿基決定1個(gè)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。 2．基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的幾種數(shù)量關(guān)系 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。 [特別提醒] (1)上述比例關(guān)系只是針對(duì)基因中的堿基，而不是整個(gè)DNA分子。 (2)由于終止密碼子的存在，mRNA中堿基數(shù)比氨基酸數(shù)的3倍還要多一些，注意題目中是否有限定詞，如“最少”

11、等。 三、基因與性狀的關(guān)系 1．生物體的性狀是由基因決定的，常見的是一個(gè)基因決定一個(gè)性狀，但有些基因還會(huì)影響多種性狀。另外，生物體的一個(gè)性狀有時(shí)還受多個(gè)基因的影響，如身高。 2．生物的性狀是由基因決定的，同時(shí)還受環(huán)境條件的影響，性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。 [考向聚焦] [例1]　(浙江高考)某生物基因表達(dá)過程如圖所示，下列敘述與該圖相符的是(　　) A．在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開 B．DNA－RNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與T配對(duì) C．mRNA翻譯只能得到一條肽鏈 D．該過程發(fā)生在真核細(xì)胞中 [解析]　在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶與D

12、NA分子的某一啟動(dòng)部位相結(jié)合，使DNA片段的雙螺旋解開，選項(xiàng)A正確；圖示DNA上的堿基A應(yīng)與RNA上的堿基U配對(duì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖示一個(gè)mRNA分子上有若干個(gè)核糖體同時(shí)進(jìn)行多條多肽鏈的合成，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖示知，轉(zhuǎn)錄該細(xì)胞和翻譯是同時(shí)進(jìn)行的，只能發(fā)生在原核細(xì)胞內(nèi)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [答案]　A [例2]　 科學(xué)家證實(shí)：引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列能正確表示HIV感染人體過程的“遺傳信息流”的示意圖是(　　) A. B. C. D. [解析]　 HIV是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，能控制宿主細(xì)胞合成逆轉(zhuǎn)錄酶，以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄生成DNA，該DNA和人

13、體細(xì)胞核內(nèi)的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人體細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄出RNA，以RNA為模板翻譯成病毒的蛋白質(zhì)。該DNA轉(zhuǎn)錄而來的RNA可作為HIV的遺傳物質(zhì)。該病毒無法控制宿主細(xì)胞合成RNA復(fù)制所需要的酶，故HIV的RNA不能復(fù)制。 [答案]　D [例3]　下面為脈孢霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖： 從圖中可得出(　　) A．一種物質(zhì)的合成只受一個(gè)基因的控制 B．基因可通過控制酶的合成來控制代謝 C．若基因②不表達(dá)，則基因③和④也不表達(dá) D．若基因③不存在，但瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸 [解析]　基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。由示意

14、圖可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的參與，而它們分別受基因①②③④的控制?；蚓哂幸欢ǖ莫?dú)立性，基因②不表達(dá)時(shí)，基因③、④仍可表達(dá)，只是無法合成精氨酸。若基因③不存在，酶③不能合成，則瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途徑不能進(jìn)行。 [答案]　B 基因、蛋白質(zhì)、環(huán)境和性狀之間的關(guān)系 ———————————————[課堂歸納]———————————————— [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 填充：①轉(zhuǎn)錄　　?、诜g　　?、勰孓D(zhuǎn)錄 ④核糖體　?、莺颂呛塑账? [關(guān)鍵語句] 1．以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA的過程稱轉(zhuǎn)錄。 2．轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA有信使RNA(

15、mRNA)、核糖體RNA(rRNA)和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)等。通過轉(zhuǎn)錄，DNA分子把遺傳信息傳遞到mRNA上。 3．mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基叫做一個(gè)遺傳密碼子，在全部64個(gè)密碼子中，有61個(gè)密碼子負(fù)責(zé)20種氨基酸的編碼，其余3個(gè)為終止密碼子，不編碼任何氨基酸，作用是終止翻譯過程。 4．翻譯是指在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，嚴(yán)格按照mRNA上密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸分子合成為多肽鏈的過程。 5．tRNA的一端攜帶一個(gè)氨基酸，另一端有相對(duì)應(yīng)的3個(gè)特定堿基，這3個(gè)堿基只能專一性地與mRNA上相對(duì)應(yīng)的3個(gè)堿基配對(duì)。 6．基因的主要功能：把遺傳信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛商囟ǖ陌被岚匆欢ǖ捻樞驑?gòu)成的多肽

16、和蛋白質(zhì)，從而決定生物體的性狀。 7．生物體的基因組成(基因型)是性狀表現(xiàn)必須具備的內(nèi)在因素，生物體的一個(gè)性狀有時(shí)受多個(gè)基因影響，而有些基因還會(huì)影響多種性狀。表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境。 8．人類基因組計(jì)劃的主要內(nèi)容：完成人體24條染色體上的全部基因的遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜和基因圖譜的繪制。 知識(shí)點(diǎn)一、從基因到蛋白質(zhì) 1．對(duì)一個(gè)基因的正確描述是(　　) ①基因是DNA分子上特定的片段?、谒姆肿咏Y(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)?、鬯鼪Q定著某一遺傳性狀或功能?、芩幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化 A．①和②　　　　　　　B．①和③ C．③和④ D．①和④ 解析：選B　基

17、因是指具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，即特定的片段；基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來實(shí)現(xiàn)對(duì)某遺傳性狀的控制或決定某一功能，如催化功能(酶)、調(diào)節(jié)功能(激素)；基因的化學(xué)結(jié)構(gòu)在一定的內(nèi)、外環(huán)境條件影響下也會(huì)發(fā)生變化。 2．(海南高考)關(guān)于RNA的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．少數(shù)RNA具有生物催化作用 B．真核細(xì)胞內(nèi)mRNA和tRNA都是在細(xì)胞質(zhì)中合成的 C．mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基稱為密碼子 D．細(xì)胞中有多種tRNA，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 解析：選B　真核細(xì)胞內(nèi)的mRNA和tRNA主要是在細(xì)胞核中合成的；少數(shù)RNA是酶，具有催化作用；mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基

18、稱為一個(gè)密碼子；tRNA具有特異性，一種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。 3．[多選]DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的共同點(diǎn)是(　　) A．需要多種酶參與 B．只在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行 C．遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 D．不需要ATP提供能量 解析：選AC　DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板，DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，但在葉綠體和線粒體中也含有少量的DNA，故DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄可在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，也可在葉綠體和線粒體中進(jìn)行。DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都需要ATP提供能量。 4．下列對(duì)中心法則所包含的各個(gè)過程的理解，不正確的是(　　) A．都在細(xì)胞核中進(jìn)行 B．都需要細(xì)胞提供能量 C．都需要模板、酶和原料 D．

19、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 解析：選A　中心法則的內(nèi)容是： ，翻譯過程在核糖體上進(jìn)行。 5．同一物種的兩類細(xì)胞各產(chǎn)生一種分泌蛋白，組成這兩種蛋白質(zhì)的各種氨基酸含量相同，但排列順序不同。其原因是參與這兩種蛋白質(zhì)合成的(　　) A．tRNA種類不同 B．mRNA堿基序列不同 C．核糖體成分不同 D．同一密碼子所決定的氨基酸不同 解析：選B　蛋白質(zhì)中各種氨基酸的排列順序是由mRNA上堿基序列所決定的。 知識(shí)點(diǎn)二、基因?qū)π誀畹目刂? 6．如圖為人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的一個(gè)過程，據(jù)圖回答： (1)圖中所合成肽鏈的原料來自________和________。 (2)圖中所示屬于基因控制蛋白

20、質(zhì)合成過程中的________步驟；該步驟發(fā)生在細(xì)胞的________部分。 (3)圖中Ⅰ是________，Ⅱ是________。按從左到右的次序?qū)懗觫騼?nèi)mRNA區(qū)段所對(duì)應(yīng)的DNA中模板鏈的堿基排列順序________________________。 (4)該過程不可能發(fā)生在(　　) A．神經(jīng)細(xì)胞 B．肝細(xì)胞 C．成熟的紅細(xì)胞 D．脂肪細(xì)胞 解析：圖示為翻譯步驟：以mRNA為模板，以tRNA為轉(zhuǎn)運(yùn)工具，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，形成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核，不再合成蛋白質(zhì)。 答案：(1)食物　人體自

21、身合成或原有蛋白質(zhì)的分解　(2)翻譯　細(xì)胞質(zhì)(或核糖體)　(3)tRNA(或轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)　核糖體　TGATTCGAA　(4)C (時(shí)間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題2分，共20分) 1．“人類基因組計(jì)劃”最新研究表明：人體24條染色體上含有2萬到3.5萬個(gè)基因，這一事實(shí)說明(　　) A．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 B．一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因 C．基因是染色體片段 D．基因主要存在于染色體上 解析：選B　每條染色體上含有1個(gè)DNA分子，人類24條染色體上有24個(gè)DNA，卻有2萬到3.5萬個(gè)基因，說明一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因。 2．下列關(guān)于“中心法

22、則及其發(fā)展”含義的敘述，不正確的是(　　) A．表示遺傳信息的傳遞方向 B．表示基因控制蛋白質(zhì)合成的過程 C．DNA只能來自DNA的復(fù)制 D．基因通過控制蛋白質(zhì)的合成控制生物的性狀 解析：選C　中心法則及其發(fā)展中還包含以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程。所以DNA不僅僅來自DNA的復(fù)制。 3．對(duì)于下列圖解，正確的說法有(　　) ①表示DNA復(fù)制過程?、诒硎綝NA轉(zhuǎn)錄過程?、酃灿?種堿基　④共有8種核苷酸?、莨灿?種核苷酸?、轆均代表同一種核苷酸 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤ 解析：選C　由圖

23、可知，此過程是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程，整個(gè)過程涉及5種堿基：A、T、G、C、U，但由于組成DNA鏈的是四種脫氧核苷酸，組成RNA鏈的是四種核糖核苷酸，因此圖解中共有8種核苷酸。 4．(上海高考)原核生物的mRNA通常在轉(zhuǎn)錄完成之前便可啟動(dòng)蛋白質(zhì)的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯成蛋白質(zhì)，針對(duì)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(dǎo) B．真核生物tRNA呈三葉草結(jié)構(gòu) C．真核生物的核糖體可進(jìn)入細(xì)胞核 D．原核生物的核糖體可以靠近DNA 解析：選D　由題意可知原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同步進(jìn)行，翻譯的場所核糖體與DNA靠得很近。 5．一個(gè)m

24、RNA分子有m個(gè)堿基，其中G＋C有n個(gè)；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A＋T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)分別是(　　) A．m、m/3－1 B．m、m/3－2 C．2(m－n)、m/3－1 D．2(m－n)、m/3－2 解析：選D　由mRNA分子有m個(gè)堿基且G＋C＝n可知，此mRNA分子中A＋U＝m－n，控制其合成的DNA分子模板鏈中T＋A＝m－n個(gè)，模板DNA分子中A＋T＝2(m－n)個(gè)；由mRNA分子有m個(gè)堿基可知，其模板DNA分子中有2m個(gè)堿基，能控制合成含2m/6個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)分子。題中給出，

25、此蛋白質(zhì)分子有兩條肽鏈，脫去水分子數(shù)應(yīng)為m/3－2。 6．合成一條含1 000個(gè)氨基酸的多肽鏈，需要轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的個(gè)數(shù)、信使RNA上的堿基個(gè)數(shù)和雙鏈DNA上的堿基對(duì)數(shù)至少依次是(　　) A．1 000個(gè)，3 000個(gè)和3 000對(duì) B．1 000個(gè)，3 000個(gè)和6 000對(duì) C．300個(gè)，300個(gè)和3 000對(duì) D．1 000個(gè)，3 000個(gè)和1 000對(duì) 解析：選C　選A　DNA分子控制蛋白質(zhì)合成時(shí)，氨基酸數(shù)目∶tRNA的個(gè)數(shù)∶信使RNA上的堿基個(gè)數(shù)∶雙鏈DNA上的堿基對(duì)數(shù)＝1∶1∶3∶3，本題中即為1 000∶1 000∶3 000∶3 000。 7．(四川高考)將牛催乳素基

26、因用32P標(biāo)記后導(dǎo)入小鼠乳腺細(xì)胞，選取僅有一條染色體上整合有單個(gè)目的基因的某個(gè)細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．小鼠乳腺細(xì)胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸 B．該基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，遺傳信息通過模板鏈傳遞給mRNA C．連續(xù)分裂n次后，子細(xì)胞中32P標(biāo)記的細(xì)胞占1/2n＋1 D．該基因翻譯時(shí)所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等 解析：選C　A項(xiàng)，小鼠乳腺細(xì)胞屬于真核細(xì)胞，其細(xì)胞中的核酸有兩種：DNA和RNA，DNA中含氮堿基有A、G、C、T 4種，RNA中含氮堿基有A、G、C、U 4種，故小鼠乳腺細(xì)胞中含氮堿基共有A、G、C、T、U 5種；根據(jù)含氮堿基與五碳糖的不同，細(xì)胞中D

27、NA的基本組成單位脫氧核糖核苷酸有4種，RNA的基本組成單位核糖核苷酸有4種，故小鼠乳腺細(xì)胞中共有8種核苷酸。B項(xiàng)，基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。轉(zhuǎn)錄時(shí)，以基因(有遺傳效應(yīng)的DNA片段)的一條鏈為模板，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成mRNA，將遺傳信息由模板鏈傳遞到mRNA。C項(xiàng)，將小鼠乳腺細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)(原料中不含32P)，連續(xù)分裂n次后，產(chǎn)生的子細(xì)胞有2n個(gè)，根據(jù)DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn)可知，其中只有2個(gè)細(xì)胞含32P，因此，子細(xì)胞中含32P標(biāo)記的細(xì)胞占2/2n，即1/2n－1。D項(xiàng)，基因翻譯時(shí)，每種tRNA上的反密碼子對(duì)應(yīng)mRNA上一種決定氨基酸的密碼子，決定氨基酸的密碼子共61種，而合成蛋

28、白質(zhì)的氨基酸約20種，所以翻譯時(shí)所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等。 8.如圖為真核細(xì)胞中多聚核糖體合成蛋白質(zhì)的示意圖，據(jù)圖判斷，下列敘述不正確的是(　　) A．①主要在細(xì)胞核內(nèi)合成，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) B．②徹底水解產(chǎn)物的種類比③徹底水解產(chǎn)物的種類多 C．此過程還需要RNA聚合酶參與 D．圖示過程可提高蛋白質(zhì)合成速率 解析：選C　此過程為翻譯過程，不需要RNA聚合酶的參與。①是RNA，在細(xì)胞核中合成，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。②是核糖體，由rRNA和蛋白質(zhì)組成，徹底水解產(chǎn)物包括20多種氨基酸和4種核糖核苷酸；③是多肽鏈，徹底水解產(chǎn)物包括20多種氨基酸。一條mRNA鏈可同時(shí)附著多個(gè)

29、核糖體，翻譯出多條多肽鏈，從而提高蛋白質(zhì)合成速率。 9．(江蘇高考)研究發(fā)現(xiàn)，人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的 RNA 在宿主細(xì)胞內(nèi)不能直接作為合成蛋白質(zhì)的模板。依據(jù)中心法則(如圖)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．合成子代病毒蛋白質(zhì)外殼的完整過程至少要經(jīng)過④②③環(huán)節(jié) B．侵染細(xì)胞時(shí)，病毒中的蛋白質(zhì)不會(huì)進(jìn)入宿主細(xì)胞 C．通過④形成的DNA可以整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上 D．科學(xué)家可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物來治療艾滋病 解析：選B　HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄④形成DNA可以整合到患者細(xì)胞的基因組中，再通過轉(zhuǎn)錄②和翻譯③合成子代病毒的蛋白質(zhì)外殼；侵染細(xì)胞時(shí)，

30、HIV中的逆轉(zhuǎn)錄酶能進(jìn)入宿主細(xì)胞；若抑制逆轉(zhuǎn)錄過程，則不能產(chǎn)生子代病毒的蛋白質(zhì)和RNA，故科研中可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物來治療艾滋病。 10. 下列有關(guān)遺傳信息傳遞過程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 B．核基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA穿過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中參與翻譯過程 C．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸 D．DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都是以DNA的一條鏈為模板，翻譯則以mRNA為模板 解析：選D　DNA復(fù)制以DNA的兩條鏈為模板，而轉(zhuǎn)錄以DNA的一條鏈為模板，翻譯則以mRNA為模板。 二、非選擇題(共30分)

31、 11．(9分)根據(jù)下表蛋白質(zhì)合成中遺傳信息的傳遞過程，在下面表格中的空白處填入相應(yīng)的字母并回答問題。 (1)丙氨酸的密碼子是________，決定合成該氨基酸密碼子的堿基是________。 (2)第二個(gè)氨基酸應(yīng)是________。[半胱氨酸(UGC)、絲氨酸(UCC)、蘇氨酸(ACC)、精氨酸(AGG)]。 (3)________鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，b鏈?zhǔn)莾?chǔ)存遺傳信息的鏈，密碼子位于________鏈上。 (4)在控制合成胰島素(含51個(gè)氨基酸)的基因中，至少含有________個(gè)脫氧核苷酸。 解析：首先根據(jù)mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子的堿基是互補(bǔ)的，即c鏈和d

32、鏈堿基互補(bǔ)，得出c鏈上第四個(gè)堿基是U，而恰好與a鏈相應(yīng)位置上的A互補(bǔ)，又得出c鏈?zhǔn)且詀鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄得來的。理清上述關(guān)系，就可以很快填出表中的空，如下表。剩下的問題就迎刃而解了。 答案：(1)GCA　CGT　(2)半胱氨酸 (3)a　c　(4)306 12．(11分)如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞過程的模擬實(shí)驗(yàn)，分析回答： (1)圖①表示________過程，在植物體內(nèi)進(jìn)行的場所是____________________，圖④所示實(shí)驗(yàn)過程與圖③相比較，需要的特定的酶是____________________。 (2)需要解旋酶的過程有__________________，在高等動(dòng)

33、物細(xì)胞中普遍存在的生理過程是________(填代號(hào))。 (3)各過程中，遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”的有________(填代號(hào))。 解析：這5個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)就是經(jīng)完善后的“中心法則”，其中遺傳信息流動(dòng)的5條途徑中，各條途徑所需要的條件與原料不同，得到的產(chǎn)物也不同。DNA中加入核糖核苷酸將得到RNA, 而加入脫氧核苷酸將得到DNA，RNA中加入氨基酸將得到蛋白質(zhì)。 答案：(1)轉(zhuǎn)錄　細(xì)胞核、線粒體、葉綠體　逆轉(zhuǎn)錄酶　(2)①②?、佗冖荨?3)①②③④⑤ 13．(10分) 如圖所示，圖1為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖，圖2為其中一個(gè)生理過程的模式圖。請(qǐng)回答下列問題： (1)結(jié)構(gòu)

34、Ⅰ、Ⅱ代表的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)分別為：________、__________________。 (2)完成過程①需要的物質(zhì)是從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核的。它們是________________________________。 (3)據(jù)圖分析，基因表達(dá)過程中轉(zhuǎn)錄的發(fā)生場所有__________________________。 (4)根據(jù)表格判斷：[Ⅲ]為__________(填名稱)，攜帶的氨基酸是________。若蛋白質(zhì)2在線粒體內(nèi)膜上發(fā)揮作用，推測其功能可能是參與有氧呼吸的第________階段。 解析：(1)由圖可知，結(jié)構(gòu)Ⅰ是雙層膜結(jié)構(gòu)的核膜，Ⅱ是線粒體DNA。(2)過程①是核DNA轉(zhuǎn)錄合成

35、RNA的過程，需要核糖核苷酸為原料，還需要酶和ATP。(3)核基因表達(dá)過程中的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，線粒體DNA的轉(zhuǎn)錄場所是線粒體。(4)Ⅲ是tRNA，上面的3個(gè)特定的堿基(反密碼子)和mRNA上的密碼子是互補(bǔ)配對(duì)的，即mRNA上的密碼子是ACU，故該tRNA攜帶的氨基酸是蘇氨酸。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，其中第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，故蛋白質(zhì)2應(yīng)該是參與有氧呼吸第三階段的酶。 答案：(1)核膜　線粒體DNA (2)ATP、核糖核苷酸、酶　(3)細(xì)胞核、線粒體　(4)tRNA　蘇氨酸　三 [知識(shí)歸納整合] 解答此類問題，首先要識(shí)別模式圖表示的生理過程，再根據(jù)復(fù)制、

36、轉(zhuǎn)錄和翻譯的相關(guān)知識(shí)解答，歸納如下： 1．DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄圖形的識(shí)別方法 (1)DNA兩條鏈都作模板?復(fù)制。 (2)DNA的一條鏈作模板?轉(zhuǎn)錄。 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(gè)mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體，形成多聚核糖體。 (2)目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。 (3)方向：從左向右(見圖)，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)多聚核糖體中，每個(gè)核糖體合成的多肽鏈都相同。 [強(qiáng)化針對(duì)訓(xùn)練] 1．(安徽高考)如

37、圖表示細(xì)胞內(nèi)某些重要物質(zhì)的合成過程。該過程發(fā)生在(　　) A．真核細(xì)胞內(nèi)，一個(gè) mRNA 分子上結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)合成多條肽鏈 B．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄促使 mRNA 在核糖體上移動(dòng)以便合成肽鏈 C．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束便啟動(dòng)遺傳信息的翻譯 D．真核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)核糖體進(jìn)入細(xì)胞核啟動(dòng)遺傳信息的翻譯 解析：選C　依圖示，該細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行，可直接判斷出該過程發(fā)生在原核細(xì)胞內(nèi)。在翻譯過程中，核糖體是在mRNA上移動(dòng)的。 2．如圖甲、乙是真核生物遺傳信息傳遞過程中的某兩個(gè)階段的示意圖，丙為圖乙中部分片段的放大示意圖。對(duì)此分析合理的是(　　) A．甲、乙兩過程均主要發(fā)

38、生在細(xì)胞核內(nèi) B．甲過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，乙過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)內(nèi) C．催化甲、乙兩過程的酶1、酶2、酶3是相同的 D．圖丙中含有2種單糖、5種堿基、5種核苷酸 解析：選A　圖甲為DNA的復(fù)制過程，圖乙為轉(zhuǎn)錄過程，兩過程均主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，故A正確，B錯(cuò)誤。由于酶具有專一性，所以酶3與酶1、酶2不同，C錯(cuò)誤。圖丙中既含有脫氧核苷酸又含有核糖核苷酸，因此含有8種核苷酸，D錯(cuò)誤。 3．如圖是蛋白質(zhì)合成過程示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖中共有2種RNA B．圖示過程中堿基間的配對(duì)方式有3種 C．氨基酸②將與氨基酸①脫水縮合形成肽鍵 D．終止密碼子位于b端 解析：選D

39、　圖示為翻譯過程。圖中共有mRNA、tRNA、rRNA 3種RNA。堿基間的配對(duì)方式有A與U、G與C、U與A、C與G，共4種。翻譯方向?yàn)橛蒩端到b端，氨基酸③將與氨基酸②脫水縮合形成肽鍵。 4．(江蘇高考改編)如圖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(qǐng)回答下列問題： (1)細(xì)胞中過程②發(fā)生的主要場所是________。 (2)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________。 (3)由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致過程③合成的肽

40、鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG)，則該基因的這個(gè)堿基對(duì)替換情況是___________________________________________________。 (4)人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)____________(選填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是___________________________________。 解析：(1)細(xì)胞中過程②是以DNA一條鏈為模板合成RNA的轉(zhuǎn)錄過程，轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核。(2)α鏈中G＋U＝54%，G＝29%，則U＝25%，故其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段中C＝29%，A＝25%；又其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段中G＝19%，則T＝1－54%－19%＝27%，故另一條鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段中，A＝27%，則整個(gè)DNA區(qū)段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根據(jù)異亮氨酸和蘇氨酸的密碼子可知，異亮氨酸變?yōu)樘K氨酸很可能是T—A替換為C—G造成的。(4)由于不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)，故DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄過程啟用的起始點(diǎn)不完全相同。 答案：(1)細(xì)胞核　(2)26%　(3)T—A替換為C—G(A—T替換為G—C)　(4)不完全相同　不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá) 20