新高考生物一轮复习 第五单元 遗传分子的基础 第18讲 遗传信息的表达学案（含解析）北师大版.doc

第18讲 遗传信息的表达考点一遗传信息的转录和翻译1rna的结构与分类(1)rna与dna的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基dna脱氧核糖t(胸腺嘧啶)一般是双链rna核糖u(尿嘧啶)通常是单链(2)基本单位：核糖核苷酸。(3)种类及功能2遗传信息的转录(1)概念：遗传学上把由dna合成rna的过程称为遗传信息的转录。(2)过程(见下图)3遗传信息的翻译(1)概念：以mrna链上决定氨基酸的核糖核苷酸为模板，从一个特定的起始位点开始，按每三个核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。场所细胞质的核糖体上模板mrna原料20种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质(2)密码子：mrna上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。(3)反密码子：位于trna上的与mrna上的密码子互补配对的3个碱基。(4)过程(见下图)第1步：mrna进入细胞质，与核糖体结合。核糖体与mrna的结合部位会形成2个trna的结合位点。携带甲硫氨酸(甲硫氨酸对应的密码子是起始密码子)的trna，通过与aug互补配对，进入位点1。第2步：携带异亮氨酸(auc)的trna以同样的方式进入位点2。第3步：甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成肽键而转移到占据位点2的trna上。第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的trna离开核糖体，占据位点2的trna进入位点1，一个新的携带氨基酸的trna进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读到终止密码。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)若核酸中出现碱基t或脱氧核糖，则必为dna()(2)每种氨基酸仅由一种密码子编码()(3)转录时，rna聚合酶只能起到催化作用，不能识别dna中特定的碱基序列()(4)翻译过程中核糖体每次移动三个碱基的位置()(5)转录和翻译过程中都遵循了a与u、u与a配对的原则()2观察下图比较转录和翻译试写出与有关的知识：过程名称转录翻译场所主要是细胞核核糖体模板dna的一条链mrna原料4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸产物rna多肽链3.下图为mrna与核糖体数量、翻译速度的关系图，据图回答问题：(1)上图反映了怎样的数量关系？提示一个mrna分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。(2)从图中能判断翻译的方向吗？若能，判断依据是什么？提示方向是从左向右；判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。(3)图中所示的翻译特点，其意义是什么？提示少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白质。4密码子和反密码子的比较项目密码子反密码子位置mrnatrna作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运氨基酸特点与dna模板链上的碱基互补与mrna中密码子的碱基互补题组一dna与rna的比较1(2013新课标，1)关于dna和rna的叙述，正确的是()adna有氢键，rna没有氢键b一种病毒同时含有dna和rnac原核细胞中既有dna，也有rnad叶绿体、线粒体和核糖体都含有dna答案c解析在trna中，也存在碱基之间的互补配对，故也有氢键，a错；一种病毒中只含有一种核酸，要么是dna，要么是rna，b错；核糖体是由蛋白质和rna组成的，不含有dna，d错。2经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断()a此生物体内的核酸一定是dnab该生物一定不含dna而只含rnac若此生物只含dna，则一定是单链的d若此生物含dna，则一定是双链的答案c解析因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有rna，或同时含有dna和rna，或只含单链dna。题组二dna的复制、转录和翻译的比较3甲、乙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、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子b甲所示过程在细胞核内进行，乙在胞质溶胶中进行cdna分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶d一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次答案d解析甲过程表示多起点的dna的半保留复制，合成的产物是双链dna分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，dna只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链rna分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；dna复制和转录均需解旋，甲过程利用解旋酶，乙过程利用rna聚合酶解旋。4(2015安徽，4)q噬菌体的遗传物质(qrna)是一条单链rna，当噬菌体侵染大肠杆菌后，qrna立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和rna复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制qrna。下列叙述正确的是()aqrna的复制需经历一个逆转录的过程bqrna的复制需经历形成双链rna的过程c一条qrna模板只能翻译出一条肽链dqrna复制后，复制酶基因才能进行表达答案b解析qrna的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来的单链相同的子代rna，所以a错误，b正确；由图可以看出一条qrna模板翻译出的肽链不止一条，可翻译出多条多肽链，c错误；由题意可知：qrna复制酶基因的表达在qrna的复制之前，有了qrna复制酶，qrna的复制才能进行，d错误。5如图表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法正确的是()a是翻译过程，方向是从b到ab每种氨基酸均可由不止一种trna来转运c也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行d一条mrna可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加快了翻译的速率答案c解析由图可知，是翻译过程，随着翻译的进行，肽链由短到长，所以方向是从a到b，a错误；大多数氨基酸有多个密码子，可由不止一种trna来转运，但甲硫氨酸、色氨酸只有一种密码子，只由一种trna来转运，b错误；图中为dna的复制，为转录，为翻译，也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行，c正确；一条mrna可与多个核糖体结合，能够同时合成多条多肽链，加快了翻译的速率，d错误。题组三遗传信息、密码子和反密码子的比较6如图表示蓝细菌dna上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法中正确的是()a分析题图可知是链，完成此过程的场所是细胞核b除图中所示的两种rna之外，rna还包括trnac图中到的过程需要在核糖体上进行d能够决定氨基酸的是，其种类有61种答案c解析选项a，根据碱基互补配对原则，从图中的碱基组成可以确定链是转录模板，蓝细菌是原核生物，没有细胞核。选项b，rna包括mrna(图中)、trna(图中)和rrna(核糖体rna，图中未画出)。选项c，图中到的过程是翻译过程，在核糖体上进行。选项d，能够决定氨基酸的是mrna上的61种密码子(终止密码子除外)，是trna。7根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()dna双链tgmrnactrna反密码子a氨基酸苏氨酸atgubugacacuducu答案c解析密码子为mrna上决定氨基酸的三个相邻碱基，根据转录和翻译过程中的碱基互补配对原则，由dna信息链上的t、g碱基可推知mrna上相应位置上的碱基分别是a和c，由trna上反密码子最后一个碱基a可知mrna上相应位置上的碱基为u，因此苏氨酸的密码子为acu。题组四基因表达的相关计算8现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mrna序列中有a和u共313个，则合成的生长激素基因中g至少有()a130个b260个c313个d无法确定答案b解析此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mrna中最少有573个碱基，又知mrna中au为313个，所以mrna中gc为573313260(个)，故dna的两条链中gc共有520个，即该基因中g至少有260个。9胰岛素的a、b两条肽链是由一个基因编码的，其中a链中的氨基酸有m个，b链中的氨基酸有n个。下列有关叙述中不正确的是()a胰岛素基因中至少有碱基数是6(mn)b胰岛素基因的两条dna单链分别编码a、b两条肽链c胰岛素mrna中至少含有的密码子为(mn)个da、b两条肽链可能是经蛋白酶的作用后形成答案b解析胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是mn，所以dna中对应碱基数至少为6(mn)，a项正确；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链，b项错误；胰岛素基因转录的mrna是一条，而形成的两条肽链中氨基酸共有(mn)个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密码子)可知，与之对应的胰岛素mrna中至少含有的密码子应该为(mn)个，c项正确；a、b两条肽链可能是形成一条肽链之后，经蛋白酶作用使肽键断裂，然后再组装成胰岛素的，d项正确。1dna和rna的区分技巧(1)dna和rna的判断含有碱基t或脱氧核糖dna；含有碱基u或核糖rna。(2)单链dna和双链dna的判断若：一般为双链dna；若：嘌呤嘧啶单链dna。(3)dna和rna合成的判断用放射性同位素标记t或u，可判断dna和rna的合成。若大量消耗t，可推断正发生dna的合成；若大量利用u，可推断正进行rna的合成。2与转录和翻译有关的3点易错点(1)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。(2)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。(3)转录和翻译过程中的碱基配对没有at，而是au。3巧辨遗传信息、密码子和反密码子(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子(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。4dna和mrna之间对应碱基及数量的计算找准dna和mrna之间对应碱基及其比例关系，即dna模板链中at(或cg)与mrna中au(或cg)相等，则(at)总%(au)mrna%。考点二中心法则1根据中心法则图解填写序号的名称dna的复制；转录；翻译；rna的复制；逆转录。2不同生物遵循的中心法则(1)细胞生物及噬菌体等dna病毒的中心法则为：。(2)烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则为：。(3)hiv等逆转录病毒的中心法则为：。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)中心法则没有体现遗传信息的表达功能()(2)线粒体中的dna能控制某些蛋白质的合成()(3)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则()(4)dna病毒中没有rna，其遗传信息的传递不遵循中心法则()(5)hiv(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为：()2写出下列不同生物或细胞的遗传信息传递式(1)小白鼠的遗传信息传递式：提示(2)洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：提示dnarna蛋白质(3)洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：提示题组一通过中心法则分析遗传信息的传递过程1(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答案d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。2下表为某些抗菌药物及其抗菌作用的原理，下列分析判断错误的是()抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌dna解旋酶的活性红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合利福平抑制敏感型的结核杆菌的rna聚合酶的活性a.青霉素作用后使细菌因吸水而破裂死亡b环丙沙星可抑制细菌dna的复制过程c红霉素可导致细菌蛋白质合成过程受阻d利福平能够抑制rna病毒逆转录过程答案d解析细胞壁对细胞具有保护作用，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，所以青霉素作用后使细菌失去细胞壁的保护，导致因吸水而破裂死亡，a正确；dna复制时首先要用dna解旋酶解开螺旋，环丙沙星能抑制细菌dna解旋酶的活性，因此可抑制dna的复制，b正确；蛋白质的合成场所是核糖体，红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合，从而导致细菌蛋白质合成过程受阻，c正确；rna聚合酶作用于转录过程合成rna，而逆转录过程指导合成的是dna，利福平不能抑制rna病毒逆转录过程，d错误。题组二围绕中心法则的过程进行的模拟实验3.右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是()a若x是mrna，y是多肽，则试管内必须加入氨基酸b若x是dna，y含有u，则试管内必须加入逆转录酶c若x是trna，y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸d若x是hiv的rna，y是dna，则试管内必须加入dna酶答案a解析若x是mrna，y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此，试管内必须加入氨基酸，a项正确；若x是dna，y含有u，即y为rna，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入rna聚合酶等，b项错误；若x是trna，y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核糖核苷酸，c项错误；若x是hiv的rna，y是dna，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶，而不是dna酶，d项错误。4如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板a为单链，其部分碱基序列为gaacacguc，加入的原料b为脱氧核糖核苷酸，则该过程所需的酶b为_，模拟的过程为_。(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板a为双链，其部分碱基序列为gaacatgtt，加入的原料b为_，则该过程所需的酶b为rna聚合酶，模拟的过程为_，该生理过程主要发生在该细胞的_中。答案(1)逆转录酶逆转录(2)核糖核苷酸转录细胞核解析(1)由模板的部分碱基序列“gaacacguc”中含有u且为单链可知，该病毒为rna病毒，且可以脱氧核糖核苷酸为原料合成dna，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板a为双链”和“碱基序列为“gaacatgtt”中含t等信息可知，模板a为双链dna分子，在rna聚合酶的催化作用下可以合成rna，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。1利用图示分类剖析中心法则图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为dna复制过程；4、6为rna复制过程；7为逆转录过程。2“三看”法判断与中心法则有关的模拟实验(1)“一看”模板如果模板是dna，生理过程可能是dna复制或转录。如果模板是rna，生理过程可能是rna复制、rna逆转录或翻译。(2)“二看”原料如果原料为脱氧核糖核苷酸，产物一定是dna，生理过程可能是dna复制或逆转录。如果原料为核糖核苷酸，产物一定是rna，生理过程可能是转录或rna复制。如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)“三看”产物如果产物为dna，生理过程可能是dna复制或rna逆转录。如果产物为rna，生理过程可能是rna复制或转录。如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。知识网络答题语句网络构建要语强记1rna与dna在化学组成上的区别在于：rna中含有核糖和尿嘧啶，dna中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2转录是以dna的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于trna上，也有61种。5基因表达是指从dna到蛋白质过程，对基因表达过程的调节作用就称为基因表达的调控。无论是dna的复制、rna的合成，还是蛋白质的合成，都受调节基因等调控因素的控制。6中心法则表明遗传信息可以由dna流向dna，完成dna的自我复制；也可以由dna流向rna，完成遗传信息的转录。rna既可以自我复制；也可以在逆转录酶的作用下合成dna，使遗传信息不仅可以由rna流向rna，还可以由rna流向dna；遗传信息由rna流向蛋白质，完成遗传信息的翻译过程。探究高考明确考向1(2014江苏，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是()a一个含n个碱基的dna分子，转录的mrna分子的碱基数是n/2个b细菌的一个基因转录时两条dna链可同时作为模板，提高转录效率cdna聚合酶和rna聚合酶的结合位点分别在dna和rna上d在细胞周期中，mrna的种类和含量均不断发生变化答案d解析并不是dna的所有片段都能转录，非基因片段和基因的非编码区都不能转录，a项错误；转录是指以dna的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成rna的过程，b项错误；rna聚合酶的结合位点在dna上，c项错误；在细胞周期中，mrna的种类和含量均在不断变化，d项正确。2(2014海南，21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述：携带遗传信息能转运氨基酸能与核糖体结合能转录产生rna每三个相邻的碱基组成一个反密码子可能发生碱基对的增添、缺失或替换其中正确的是()abcd答案b解析基因是指有遗传效应的dna片段。dna能携带遗传信息；能转运氨基酸的是trna；能与核糖体结合的是mrna；能转录产生rna的是dna；反密码子是trna上的结构；dna可能发生碱基对的增添、缺失或替换。故选项b正确。3(2015江苏，12)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是()a图中结构含有核糖体rnab甲硫氨酸处于图中的位置c密码子位于trna的环状结构上dmrna上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类答案a解析a项，图中结构包括核糖体、mrna、trna，核糖体由rrna和蛋白质构成；b项，甲硫氨酸是起始氨基酸，图中位置对应的氨基酸明显位于第2位；c项，trna的环状结构上有反密码子；d项，由于密码子的简并性，mrna上的碱基发生改变，肽链中氨基酸的种类不一定改变。4(2015四川，6)m基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变，使mrna增加了一个三碱基序列aag，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是()am基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加b在m基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接c突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同d在突变基因的表达过程中，最多需要64种trna参与答案c解析由于dna分子中嘌呤碱基总是和嘧啶碱基配对，所以dna分子中嘌呤数总是等于嘧啶数，而基因是有遗传效应的dna片段，故基因中嘌呤和嘧啶的比例总是相等的，a错误；转录过程中，核糖核苷酸是通过磷酸二酯键相连，b错误；突变后的mrna增加了一个三碱基序列aag，使肽链由63个氨基酸变为64个氨基酸，假定该三碱基序列插入到一个密码子中，其变化情况可表示为以下三种：插入原相邻密码子之间，并未改变原密码子，此时新肽链与原肽链只相差一个氨基酸aag恰巧插入原密码子的第一个碱基之后aag此时将改变两个氨基酸恰巧插入原密码子的第二个碱基之后aag此时也将改变两个氨基酸由图可知，突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同，c正确；控制基因表达的密码子共有64种，但由于三个终止密码子不能编码氨基酸，故运输氨基酸的trna最多有61种，d错误。5(2014江苏，6)研究发现，人类免疫缺陷病毒(hiv)携带的rna在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是()a合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节b侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞c通过形成的dna可以整合到宿主细胞的染色体dna上d科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病答案b解析hiv属于逆转录病毒，hiv侵染细胞时其携带的逆转录酶会随同rna一起进入宿主细胞中，b项错误；hiv的遗传物质指导蛋白质合成的过程应先进行逆转录后再进行转录和翻译，a项正确；其逆转录合成的dna可以整合到宿主细胞的染色体dna上伪装成宿主细胞的基因并进行表达，c项正确；抑制逆转录酶的药物可以治疗艾滋病，d项正确。6(2014四川，3)将牛催乳素基因用32p标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()a小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸b该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mrnac连续分裂n次后，子细胞中32p标记的细胞占1/2n1d该基因翻译时所需t