江苏省高中生物第十三讲基因及其表达学案苏教版必修2

第十三讲基因及其表达

程。除模板外，该过程还需要原料________、酶和能量。其结果是遗传信息从________传递到________。

3.翻译：按照mRNA上的密码子的信息指导________合成________的过程。该过程进行的场所是________，需要的原料是__________________，搬运工具是________。其结果是遗传信息从________传递到________。

4.遗传密码子是指________上决定一个氨基酸的________，共有________个，其中有三种________密码子(不具有对应氨基酸)。由________个密码子决定________种氨基酸。一个密码子对应________氨基酸。一种氨基酸可以对应________密码子。

5. 1957年，克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即________；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的________和________。而遗传信息从RNA流向RNA的________和遗传信息从RNA流向DNA的________，则是对中心法则的补充和完善。中心法则的内容实质上就是________的流动过程。

6.基因通过控制________的合成来控制代谢过程，________控制生物体的性状，如基因通过控制________酶的合成从而影响黑色素的形成进而影响人的肤色；基因还能通过控制________结构________控制生物体的性状，如基因通过控制________的形成，使红细胞维持正常形状和功能。

2. mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系

(1) 数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。

(2) 目的意义：少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。

(3) 方向：从左向右(见上图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。

(4) 结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。

(5) 图示中4个核糖体合成的4条多肽链，由于模板mRNA相同，所以合成了4条相同的多肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。

3.正确区分基因(遗传信息)、密码子和反密码子

(1) 基因、密码子、反密码子的对应关系

(2) 氨基酸与密码子、反密码子的关系

①每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性)，可由1种或几种tRNA转运。

②1种密码子只能决定1种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。

③密码子有64种(3种终止密码子，61种决定氨基酸的密码子)，反密码子理论上有61种。

4.蛋白质合成的计算

(1) 基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系

转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转

录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA分子中U＋A(或C＋G)相等。

(2) mRNA中碱基数与氨基酸的关系

翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。

综上可知：DNA(或基因)中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1。

【例1】(2018届南通模拟)下列关于染色体、DNA、基因之间关系的叙述，正确的是( )

A. 染色体是DNA的唯一载体

B. 一条染色体上只有1个DNA分子

C. 基因是DNA分子的任意片段

D. 基因在染色体上呈线性排列

笔记：__

__

【例2】(2018届无锡模拟)如图所示的碱基配对关系发生在( )

A. DNA复制过程中

B. RNA复制过程中

C. 转录过程中

D. 翻译过程中

笔记：__

__

【例3】(2018届南京模拟)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：

① ② ③

(1) 细胞中过程①主要发生在细胞分裂的________期。

(2) 在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，过程①②③都能发生的细胞是________。

(3) 已知过程①的DNA所含氮元素都是14N，若将该DNA的片段放入15N的环境中复制3次，则含有14N的链占总链数的________。

(4) 若要过程③中合成的肽链中含有的色氨酸(密码子为UGG)变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。

(5) 人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点____________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其根本原因是________。

笔记：__

__

1. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)基因编辑技术是当前生命科学和生物医

学等领域研究的热点，它通过修饰基因而改变基因的表达。下图表示细胞内基因表达过程，其中过程M称为( )

A. 复制

B. 转录

C. 翻译

D. 逆转录

2. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)下列关于真核细胞中基因和DNA的叙述，正确的是( )

A. 一个DNA分子中只有一个基因

B. 基因是具有遗传效应的DNA片段

C. DNA 中任一片段都是基因

D. 基因只存在于DNA分子的一条链上

3. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)下图为中心法则图解，其中表示翻译过程的是( )

A. ①

B. ②

C. ③

D. ④

4. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)下图是人体细胞内基因控制蛋白质合成中的一个过程示意图，相关叙述正确的是( )

A. 该过程表示转录

B. 该过程表示翻译

C. 该过程以脱氧核苷酸为原料

D. 该过程不需要消耗能量

5. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)下列关于真核生物中基因、染色体和性状的叙述，正确的是( )

A. 基因是有遗传效应的DNA片段

B. 染色体的主要成分是RNA和蛋白质

C. 染色体主要分布在细胞质中

D. 生物体性状的表现不受环境影响

6. (2013年江苏省普通高中学业水平测试)细胞中的翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程不需要的物质或结构是( )

A. 转运RNA

B. 核糖体

C. 氨基酸

D. 脱氧核苷酸

7. (2013年江苏省普通高中学业水平测试)基因是控制生物性状的基本单位。下列有关细胞中基因的叙述，正确的是( )

A. 基因能够存储生物的遗传信息

B. 等位基因位于同一个DNA分子上

C. 基因中只有一条脱氧核苷酸链

D. 生物体的性状完全由基因决定

8. (2012年江苏省普通高中学业水平测试)下列有关细胞中基因的叙述，正确的是( )

A. 基因是染色体的主要载体

B. 基因的基本单位是氨基酸

C. 基因是有遗传效应的DNA片段

D. 基因是有遗传效应的RNA片段

9. (2011年江苏省普通高中学业水平测试)tRNA具有转运氨基酸的功能，右图tRNA 携带的氨基酸是(各选项括号中内容为相应氨基酸的密码子)( )

A. 精氨酸(CGC)

B. 丙氨酸(GCG)

C. 甘氨酸(GGC)

D. 脯氨酸(CCG)

10. (2011年江苏省普通高中学业水平测试)某DNA分子一条链上的碱基排列顺序为…—C—C—A—T—G—C…，若以该链为模板，经转录后得到的mRNA的碱基排列顺序是( )

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. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)下图表示发生在细菌体内遗传信息的传递过程，请据图回答问题：

(1) 图中酶Ⅰ和酶Ⅱ的名称分别是________、________。(在a～d中选择填空)

a．RNA聚合酶b．DNA聚合酶c．蛋白酶d．脂肪酶

(2) 与mRNA相比较，DNA分子结构最主要的特点是________。

(3) 已知由图中DNA分子片段转录形成的mRNA含有1 000个碱基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基总数的40%。若该DNA分子片段连续复制3次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个。

(4) 图中一条mRNA上同时结合了多个核糖体，其生物学意义是__。

(5) 与真核细胞内细胞核遗传信息传递相比，图中遗传信息传递的特点是__。

1. (2018届徐州模拟)下列关于基因和性状的叙述，正确的是( )

A. 生物体的性状完全由基因决定

B. 一个生物性状只能由1对基因控制

C. 基因是有遗传效应的DNA片段

D. 基因的基本组成单位是核糖核苷酸

2. (2018届徐州模拟)若反密码子的碱基序列为CGA，则DNA模板链对应的碱基序列为( )

A. GCA

B. GCT

C. CGU

D. CGA

3. (2018届盐城模拟)下列关于真核生物的DNA复制、转录及翻译的叙述中，不正确的是( )

A. DNA复制的方式是半保留复制

B. 转录的产物是RNA

C. 翻译的场所是细胞核

D. DNA复制、转录及翻译过程都耗能

4.遗传信息的翻译过程中，转运游离氨基酸的是( )

A. 核糖体

B. mRNA

C. tRNA

D. rRNA

5. (2016届南通模拟)关于人体细胞中血红蛋白基因表达的叙述，错误的是( )

A. 转录在细胞核中进行

B. 翻译的原料是氨基酸

C. 翻译时有多种RNA参与

D. 表达只在成熟的红细胞中进行

6. (2017届南师附中模拟)下图是某基因(片段)的表达过程，其中起始密码为AUG(甲硫氨酸)。相关叙述不正确的是( )

A. 基因的表达包括转录和翻译两个过程，翻译过程在核糖体上进行

B. 该基因转录的模板是b链，该链上嘌呤数总等于嘧啶数

C. 基因在表达时需将双链解开，转录结束后再配成双链，保持其稳定性

D. 若多肽链由n个氨基酸脱水缩合而成，则形成的肽键数应为n－1

7. (2016届前黄中学模拟)一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为( )

A. 33 11

B. 36 12

C. 12 36

D. 11 36

8. (2016届无锡模拟)下列有关真核生物基因的叙述错误的是( )

A. 基因的碱基有A、T、C、G、U 5种

B. 基因是有遗传效应的DNA片段

C. 一个DNA分子上有多个基因

D. 染色体是基因的主要载体

9. (2017届扬州模拟)图甲表示细胞合成并分泌胰岛素的过程，①～⑤表示相关结构，图乙表示基因控制胰岛素合成的某一过程。据图回答：

甲乙

(1) 图甲细胞的名称是________，该图中没有膜结构的细胞器是________(填序号)。

(2) 图甲中，从胰岛素的合成至分泌到细胞外，依次经过的细胞器是________(填序号)，在此过程中，所需能量主要来自于________(填序号)。

(3) 图乙表示遗传信息的________过程，进行的场所是________(填序号)。

第十三讲基因及其表达

知识扫描

1.脱氧核糖核酸核糖核酸细胞核(主要)、线粒体、叶绿体细胞质脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸A、T、C、G A、U、C、G 脱氧核糖核糖磷酸磷酸规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常为1种3种：mRNA、tRNA、rRNA 磷酸A、G、C

2.细胞核DNA的一条链碱基互补配对mRNA 游离的核糖核苷酸DNA RNA

3.氨基酸分子蛋白质细胞质中的核糖体20种氨基酸tRNA mRNA 蛋白质

4. mRNA 3个相邻的碱基64 终止61 20 一种一个或多个

5. DNA的自我复制转录翻译RNA的自我复制逆转录遗传信息

6.酶间接酪氨酸蛋白质直接血红蛋白

典例透析

例1 D [解析] 染色体是DNA的主要载体，A错误；一条染色体上可以有许多个基因，例如人的X染色体上有1 098个基因；基因是有遗传学效应的DNA片段。

例2 C [解析] 题图为DNA的一条链和RNA，故为转录，C正确。

例3(1) 间(2) 记忆细胞(3) 1/8 (4) C→A(5) 不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达(合理即可)

[解析] ①以DNA分子两条链为模板完成DNA复制，②以DNA分子一条链为模板完成转录；③为翻译；(1) DNA复制主要在细胞分裂间期；(2) ①②③都发生意味着该细胞既能增殖又可以控制蛋白质合成。人成熟红细胞没有细胞核和细胞器不符合条件；浆细胞不能增殖，不符合条件；记忆细胞可以增殖，可以控制蛋白质合成，符合条件；效应T细胞不能增殖，不符合条件；(3) 无论复制多少次含有14 N的链都是两条，复制3次，总链数是24＝16条，所以答案是1/8；(5) 转录起点不一定相同，因为不同组织细胞中基因选择性表达，可能表达相同基因，也可能表达不同基因。

真题荟萃

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) 具有双螺旋结构(两条脱氧核苷酸链) (3) 4200 (4) 迅速合成大量肽链(同时进行多条肽链的合成) (5) DNA复制、转录和翻译同时进行仿真体验

1. C

2. D

3. C

4. C

5. D

6. B

7. B

8. A

9. (1) 胰岛B细胞②(2) ②→①→③④(3) 转录⑤