第4章基因的表達第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成十一學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過比較DNA和RNA的結(jié)構(gòu)，歸納RNA適用于作DNA的信使的條件。2.通過分析、歸納教材中的圖文資料，概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。3.運用數(shù)學(xué)方法，分析DNA的堿基、mRNA的堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。4.通過模擬活動，概述遺傳信息的翻譯過程。5.基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實，闡明生物界的統(tǒng)一性，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源，初步形成生物進化觀。6.通過了解中心法則的提出和修正過程，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的，形成生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體的生命觀念。1.遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較核心歸納項目存在位置含義生理作用遺傳信息DNA堿基的排列順序直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決定氨基酸排列順序密碼子mRNAmRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基直接決定翻譯的起止和氨基酸排列順序反密碼子tRNAtRNA上與密碼子互補配對的三個堿基識別密碼子核心歸納2.DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間分裂前的間期個體發(fā)育的整個過程場所主要是細胞核主要是細胞核主要是細胞質(zhì)模板DNA的兩條鏈DNA一條鏈的部分片段mRNA酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸產(chǎn)物DNARNA肽鏈堿基配對特點核心歸納A—T、T—AC—G、G—CA—U、T—AC—G、G—CA—U、U—AC—G、G—C邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA上同時結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同肽鏈與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的酶1.如圖為真核細胞中某生理過程示意圖，下列與該過程有關(guān)的說法正確的是A.圖示過程在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和葉綠體中都能夠進行B.轉(zhuǎn)運肽鏈起始端氨基酸的tRNA中含有起始密碼子C.轉(zhuǎn)運肽鏈最末端氨基酸的tRNA能識別終止密碼子D.一條mRNA可以結(jié)合多個核糖體同時合成多條肽鏈答案：D2.(2022·江蘇南通高一期中)四環(huán)素、鏈霉素、紅霉素等抗生素能抑制細菌的生長，它們有的能干擾細菌核糖體的形成，有的能阻止tRNA和mRNA結(jié)合，這些抗生素阻斷了A.翻譯過程B.DNA復(fù)制過程

C.轉(zhuǎn)錄過程 D.染色體活動答案：A隨堂訓(xùn)練3.當(dāng)細胞中缺乏氨基酸時，負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)會轉(zhuǎn)化為空載tRNA參與基因表達的調(diào)控，過程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是A.①過程需解旋酶和RNA聚合酶共同參與B.②過程中一種負載tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸C.空載tRNA可抑制蛋白激酶從而抑制②過程D.核糖體d距離模板mRNA上的終止密碼子最近答案：B隨堂訓(xùn)練三、中心法則請根據(jù)DNA復(fù)制和基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程畫一張流程圖，表示遺傳信息的傳遞方向？①DNA的復(fù)制：遺傳信息從

流向

。②

：遺傳信息從

流向

。③翻譯：遺傳信息從

流向

。④

：遺傳信息從

流向

。⑤

：遺傳信息從

流向

。DNADNA轉(zhuǎn)錄DNARNARNA蛋白質(zhì)RNA的復(fù)制RNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNADNA三、中心法則中心法則是由

提出的。圖中屬于中心法則內(nèi)容的過程為

。正常細胞生命活動種能發(fā)生的過程是

；⑤過程需要的酶是

。請參照圖中模式，寫出胰島素基因控制胰島素合成過程中遺傳信息的流動過程：

。在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的

，蛋白質(zhì)是信息的

，而

為信息的流動提供能量，可見，生命是

、能量和

的統(tǒng)一體?？死锟刷佗冖邰佗冖勰孓D(zhuǎn)錄酶載體表達產(chǎn)物ATP物質(zhì)信息胰島素基因→mRNA→胰島素轉(zhuǎn)錄翻譯請寫出新型冠狀病毒(一種RNA復(fù)制病毒)遺傳信息傳遞表達的過程及發(fā)生場所但要注意病毒遺傳信息的傳遞過程發(fā)生于宿主活細胞內(nèi)中心法則各過程的適用范圍三、中心法則4.(2022·陜西西安高一期末)如圖表示“中心法則”的內(nèi)容，圖中①、②、③、④、⑤分別表示相關(guān)過程。下列相關(guān)說法正確的是A.人體造血干細胞中可以進行①、②和③B.人體口腔上皮細胞內(nèi)只能進行①、②C.乳酸菌可以發(fā)生①、④過程D.④和⑤需要的原料相同答案：A隨堂訓(xùn)練5.某種RNA病毒在增殖過程中，其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)變后整合到真核宿主細胞的基因組中。物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑制宿主細胞的增殖，那么物質(zhì)Y抑制該病毒增殖的機制是A.抑制該病毒RNA的轉(zhuǎn)錄過程B.抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過程C.抑制該RNA病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程D.抑制該病毒RNA的自我復(fù)制過程答案：C6.生物體內(nèi)的核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在。下列相關(guān)敘述錯誤的是A.真核細胞染色體和染色質(zhì)中都存在核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合物B.原核細胞的擬核中沒有核酸—蛋白質(zhì)復(fù)合物C.若復(fù)合物中的某蛋白質(zhì)參與DNA復(fù)制，則該蛋白質(zhì)可能是DNA聚合酶D.若復(fù)合物中正在進行蛋白質(zhì)的合成，則該復(fù)合物中含有核糖體答案：B隨堂訓(xùn)練7.新冠病毒是正鏈RNA病毒，其RNA既是遺傳物質(zhì)，也可以直接作為翻譯的模板。新冠病毒RNA進入細胞后，首先作為模板翻譯出RNA聚合酶，然后在該酶的作用下合成負鏈RNA，再以負鏈RNA為模板合成大量的正鏈RNA。負鏈RNA不能與核糖體結(jié)合。下列相關(guān)表述正確的是A.新冠病毒的RNA聚合酶的合成場所為其核糖體B.新冠病毒的RNA聚合酶與人體細胞中RNA聚合酶的作用模板相同C.合成正鏈RNA的過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶D.新冠病毒的正鏈RNA上有密碼子，而負鏈RNA上沒有答案：D隨堂訓(xùn)練在不考慮基因的內(nèi)含子和mRNA上終止密碼子的情況下：(1)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中DNA(或基因)堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶肽鏈氨基酸數(shù)＝6∶3∶1(2)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝所需tRNA數(shù)目＝mRNA中編碼氨基酸的密碼子數(shù)＝1/3mRNA的堿基數(shù)目＝1/6DNA(或基因)的堿基數(shù)目四、基因表達的計算思考：某基因含有600個堿基，其指導(dǎo)合成的多肽最多含有幾個氨基酸？實際上會少于這個數(shù)量，為什么？對種啟動子外顯子外顯子外顯子內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄區(qū)翻譯區(qū)成熟mRNA結(jié)構(gòu)四、基因表達的計算2.注意基因表達相關(guān)計算中的三個“看清楚”(1)看清楚DNA上的堿基單位，是“對”數(shù)還是“個”數(shù)。(2)看清楚是mRNA上“密碼子”的個數(shù)，還是“堿基”的個數(shù)。(3)看清楚是合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸的“個數(shù)”，還是“種類數(shù)”。實際計算過程中的“最多”“最少”問題(1)mRNA上堿基數(shù)與氨基酸數(shù)的關(guān)系翻譯時，轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子。在正常情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。所以準(zhǔn)確地說，mRNA上的堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)的3倍還要多一些。(2)DNA上堿基數(shù)與氨基酸數(shù)的關(guān)系DNA中有的片段沒有遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄。在基因中有的片段起調(diào)控作用，也不能轉(zhuǎn)錄。另外有的序列能轉(zhuǎn)錄但不能編碼氨基酸，故實際上轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA的長度小于模板DNA。因此，DNA或基因中的堿基數(shù)比對應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)的6倍還要多一些。實際計算過程中的“最多”“最少”問題(3)不能忽略“最多”或“最少”等字假設(shè)mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。注意基因表達相關(guān)計算中的三個“看清楚”(1)看清楚DNA上的堿基單位，是“對”數(shù)還是“個”數(shù)。(2)看清楚是mRNA上“密碼子”的個數(shù)，還是“堿基”的個數(shù)。(3)看清楚是合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸的“個數(shù)”，還是“種類數(shù)”。四、基因表達的計算與基因表達有關(guān)的綜合圖解類題目的解法(1)識別。試題中出現(xiàn)的圖形要認(rèn)真分析，并找出與教材知識及已有知識之間的聯(lián)系。仔細辨別DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的圖解，回憶有關(guān)過程的模板、場所與產(chǎn)物等。

①根據(jù)模板區(qū)分：DNA復(fù)制的模板為DNA的兩條鏈，轉(zhuǎn)錄的模板是DNA的一條鏈，翻譯的模板是mRNA。②根據(jù)場所區(qū)分：DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核中，翻譯發(fā)生在核糖體上。③根據(jù)產(chǎn)物區(qū)分：DNA復(fù)制的產(chǎn)物為雙鏈DNA，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物為RNA，翻譯的產(chǎn)物為肽鏈(蛋白質(zhì))。④找核糖體，由于核糖體的形態(tài)具有鮮明的特點，容易被發(fā)現(xiàn)，從而確定翻譯過程。(2)譯圖。能熟練地把圖形信息轉(zhuǎn)化為文字或數(shù)據(jù)信息，或把數(shù)據(jù)、文字信息轉(zhuǎn)化為圖形信息，從而得出正確結(jié)論。4、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)以及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含的堿基數(shù)依次為（）A.33、11、66B.36、12、72C.12、36、24D.11、36、72B隨堂訓(xùn)練1．（2022·湖南·高考真題）大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當(dāng)細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是（）A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡D．編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后，mRNA才能與核糖體結(jié)合進行翻譯【答案】D觸摸云端2．（2022·湖南·高考真題）T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，下列哪一項不會發(fā)生（）A．新的噬菌體DNA合成B．新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼合成C．噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNAD．合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合【答案】C3．（2022·廣東·高考真題）擬南芥HPR1蛋白定位于細胞核孔結(jié)構(gòu)，功能是協(xié)助mRNA轉(zhuǎn)移。與野生型相比，推測該蛋白功能缺失的突變型細胞中，有更多mRNA分布于（

）A．細胞核 B．細胞質(zhì) C．高爾基體 D．細胞膜【答案】A觸摸云端觸摸云端4．（2022年6月浙江·高考真題）“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是（

）A．催化該過程的酶為RNA聚合酶

B．a(chǎn)鏈上任意3個堿基組成一個密碼子C．b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連

D．該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞【答案】C1．（2021·河北高考真題）許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述正確的是（

）A．羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都出現(xiàn)原料匱乏B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都受到抑制C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸D．將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細胞的技術(shù)可減弱它們對正常細胞的不利影響觸摸云端BCD2.(2022湖南高考)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當(dāng)細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是（）

A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡

D．編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后，mRNA才能與核糖體結(jié)合進行翻譯D觸摸云端D

3.（2021·6月浙江月選考）某單鏈RNA病毒的遺傳物質(zhì)是正鏈RNA（+RNA）。該病毒感染宿主后，合成相應(yīng)物質(zhì)的過程如圖所示，其中①-④代表相應(yīng)的過程。下列敘述正確的是（

）

A.+RNA復(fù)制出的子代RNA具有mRNA的功能

B.病毒蛋白基因以半保留復(fù)制的方式傳遞給子代C.過程①②③的進行需RNA聚合酶的催化D.過程④在該病毒的核糖體中進行觸摸云端A4.（2021·湖南高考真題）細胞內(nèi)不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是

A．細胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因BB．真校生物核基因表達的①和②過程分別發(fā)生在細胞核和細胞質(zhì)中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子觸摸云端ABC5．（2021·河北高考真題）關(guān)于基因表達的敘述，正確的是（

）A．所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動到終止密碼子時停止轉(zhuǎn)錄C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息觸摸云端C6．（2020年全國統(tǒng)一高考生物試卷（新課標(biāo)Ⅲ·1)）關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是（

）A．遺傳信息可以從DNA流向RNA，也可以從RNA流向蛋白質(zhì)B．細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽C．細胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等D．染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子B觸摸云端7．（2020年全國統(tǒng)一高考生物試卷（新課標(biāo)Ⅲ)·3）細胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤（I），含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補配對時，