高考生物一轮复习 专题6_3 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制教学案（含解析）.doc

6.3 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制 1.遗传信息的转录和翻译()。2.基因与性状的关系()。 一、DNA复制、转录和翻译的比较1.区别DNA功能传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译时间有丝分裂间期；减前的间期生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞在细胞质或核区真核细胞主要在细胞核；原核细胞在细胞质或核区细胞质原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件解旋酶、DNA聚合酶、能量解旋酶、RNA聚合酶、能量酶、ATP、tRNA碱基配对AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制；半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链产物两个双链DNA分子一条单链mRNA蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状2联系二、基因对性状的控制1.中心法则与生物种类的关系(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：RNA2基因控制性状的途径(1)直接途径：机理：基因蛋白质结构生物体性状。实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)间接途径：机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状。实例：白化病、豌豆粒形的形成原因。3基因与性状的关系(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如ABC，基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。高频考点一DNA与RNA的比较例1.关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A.DNA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【变式探究】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。高频考点二DNA的复制、转录和翻译的比较例2.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，乙在细胞质基质中进行C.DNA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【变式探究】(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()A.QRNA的复制需经历一个逆转录的过程B.QRNA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D.QRNA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。【举一反三】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。高频考点三遗传信息、密码子和反密码子的比较例3.如图表示蓝藻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【变式探究】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A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU【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。高频考点四基因表达的相关计算例4.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()A.130个B.260个C.313个D.无法确定【答案】B【变式探究】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D.A、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)；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链；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；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。高频考点五通过中心法则分析遗传信息的传递过程例5.(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【变式探究】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其会因吸水而破裂死亡，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。高频考点六围绕中心法则的过程进行的模拟实验例6.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；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；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸；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。【变式探究】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高频考点七分析基因对性状的控制方式例7.下图是基因的作用及基因与性状的关系示意图，据图分析不正确的是()A.过程是转录，它以DNA的一条链为模板合成mRNAB.过程发生的场所与该基因复制的场所一定相同C.过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成D.过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系【答案】C【解析】过程是翻译过程，该过程还需要tRNA等的参与才能完成，C项错误。【变式探究】如图为豌豆种子圆粒性状的产生机制，请据图判断下列叙述错误的是()A.淀粉分支酶基因R是豌豆种子细胞中具有遗传效应的DNA片段B.b过程能发生碱基互补配对的物质是碱基A与T，C与GC.当R中插入一小段DNA序列后，豌豆不能合成淀粉分支酶，而使蔗糖增多，其发生的变异是基因突变D.此图解说明基因通过控制酶的合成来控制代谢途径进而控制生物体性状【答案】B1.（2016上海卷.28）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为A.58 B.78 C.82 D.88【答案】C【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有20总共需要订书钉402.（2016上海卷.30）大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著地特异性。图10 A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合图10 B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子（AUG或GUG）可能是A. B. C. D.【答案】D 3.（2016海南卷.13）某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是A.抑制该病毒RNA的转录过程B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的反转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程【答案】C【解析】RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形式成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。4.（2016新课标2卷.2) 某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是A.随后细胞中的DNA复制发生障碍 B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期 D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用【答案】C【解析】某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在细胞分裂间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。5.（2016江苏卷.18）近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成D. 若链剪切点附近序列为TCCACAATC则相应的识别序列为UCCACAAUC 【答案】C 1.(2015重庆卷.5)结合题5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】核苷酸的排列顺序代表遗传信息，有些生物的遗传物质是DNA，有些生物的遗传物质是RNA，由此可知：生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中；A正确。密码子具有简并性，由此可推断核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质；B正确。基因对性状的控制有2条途径：通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状；直接控制蛋白质的分子结构直接控制生物的性状，由此可知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，但两条链上相应位置的碱基序列互补，由此可推知两条链代表的遗传信息不同；D错误。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 2(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；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；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；抑制逆转录酶的药物可以治疗艾滋病。3(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tRNA与氨基酸种类数不一定相等【答案】C【解析】小鼠乳腺细胞中的核酸有DNA和RNA两种，故含有5种碱基和8种核苷酸，A项正确；基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA，B项正确；连续分裂n次后，子细胞中含有32P标记的细胞共两个，占1/2n1，C项错误；基因翻译时，一种氨基酸可由多种tRNA转运，tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D项正确。4(2013新课标，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是()A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成【答案】D 5(2013上海高考)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C,6个G,3个A,7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A能搭建出20个脱氧核苷酸B所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C能搭建出410种不同的DNA分子模型D能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段【解析】每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖数磷酸数碱基数，因脱氧核糖和磷酸之间连接物是14个，故最多只能搭建出14个脱氧核苷酸，A项错误。DNA分子的碱基中AT、CG，故提供的4种碱基最多只能构成4个CG对和3个AT对，但由于脱氧核苷酸之间结合形成磷酸二酯键时还需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物，故7碱基对需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物是141226(个)，B项错误。设可搭建的DNA片段的n碱基对，按提供的脱氧核糖和磷酸之间连接物是14个计算，则有14n2(n1)2，得n4，故能搭建出44种不同的DNA分子片段，C项错误、D项正确。【答案】D1. 2006年诺贝尔生理学奖或医学奖及化学奖都与RNA的研究有关，下列哪项不是RNA可能具有的功能()A.信息传递B.催化反应C.物质转运D.提供能量【答案】D【解析】mRNA携带遗传信息，完成信息传递；少数酶分子的化学本质是RNA；tRNA可转运氨基酸；RNA不能为生物体提供能量。2.下列有关遗传信息传递的叙述，错误的是()A.乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子间B.HIV的遗传信息传递中只有AU的配对，不存在AT的配对C.DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则D.核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译【答案】B 3.对下列各图分析不准确的是()A.甲图中的均遵循碱基互补配对原则B.乙图中核糖体在mRNA上移动方向为从右到左，所用原料是氨基酸C.对于丙图，人体内的T细胞可以进行过程D.丁图中该段内有6种核苷酸【答案】C【解析】甲图中过程分别为转录、翻译和DNA复制过程，都存在碱基互补配对，A正确；乙图中，根据多肽链的长度可知，mRNA在核糖体上的移动方向是从右到左，所用原料是氨基酸，B正确；丙图中过程分别为DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制过程，T细胞可增殖分化成效应T细胞和记忆细胞，可发生过程，不可发生过程，C错误；丁图为转录过程，其中的DNA链中含有3种核苷酸，RNA链中也含3种核苷酸，共计6种核苷酸，D正确。4.如图所示，下列有关叙述不正确的是()A.甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶B.甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶C.甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸D.甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸【答案】C 5.下图表示人体细胞内某物质的合成过程，据图分析错误的是()A.方框A表示的结构为核糖体B.该过程主要发生在细胞核内C.该过程以核糖核苷酸为原料D.密码子只存在于图中链上【答案】A【解析】分析图示可知，图示为转录过程，其中分别为RNA、DNA非模板链和DNA模板链，方框A表示RNA聚合酶，A错误；转录主要发生在细胞核内，B正确；转录时以核糖核苷酸为原料，C正确；密码子只存在于mRNA链上，D正确。6.中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程(如下图)，相关叙述不正确的是()A.细胞分裂间期发生的过程有a、b、cB.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是cC.a和b两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质D.健康的人体细胞内不会发生d和e过程【答案】C 7.如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是()A.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料B.甲没有核膜围成的细胞核，所以转录翻译同时发生在同一空间内C.乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质D.若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子【答案】A【解析】从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故A错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故B正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的m