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第四章 基因的表達 學習目標 1.熟練掌握DNA分子的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯之間的區(qū)別、聯(lián)系和應(yīng)用 2.總結(jié)基因的表達過程中有關(guān)堿基的計算的規(guī)律 3.理解中心法則與生物種類的關(guān)系，明確基因與性狀之間的關(guān)系 預(yù)習探究 一、RNA的化學組成及分類 1．RNA的基本組成單位： ，RNA的結(jié)構(gòu)：一般是 鏈，而且比DNA ，因此能夠通過 ，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。 2.RNA的分布：主要分布在 中，可以用 進行染色觀察。 3.RNA的種類： （1）mRNA→將遺傳信息從 傳遞到細胞質(zhì)中 （2）tRNA→ ，識別密碼子 （3）rRNA→ 的組成成分 二、DNA復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別 復制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 時間 細胞分裂的 期 個體生長發(fā)育的整個過程（細胞分裂和分化過程） 場所 主要在 主要在 細胞質(zhì)的 模板 DNA的 條鏈 DNA的一條鏈 原料 4種 核苷酸 4種 核苷酸 20種氨基酸 其他 條件 酶和ATP 酶和ATP 酶、ATP和 產(chǎn)物 2個雙鏈DNA 一個單鏈RNA 特點 、 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄后DNA仍恢復原來的雙鏈結(jié)構(gòu) 翻譯結(jié)束后，mRNA分解成單個核苷酸 堿基 配對 A—T，T—A， G—C，C—G ，T—A， G—C，C—G A— ， —A， C—G，G—C 意義 遺傳信息 遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀 三、中心法則的提出及其發(fā)展 1.提出者： 2．完善后的中心法則 四、基因、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系 基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制性狀，有兩條途徑： 1、間接途徑：基因通過控制 的合成來控制 過程，從而控制性狀， 實例：白化病是由于控制 的基因異常而引起的。 2、直接途徑：基因通過控制 來直接控制性狀， 實例：囊性纖維病是由于編碼 的基因缺失3個堿基引起的。 3.基因與性狀的關(guān)系 （1）基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的 關(guān)系。有些性狀由多個基因決定，有些基因也可能影響決定多個性狀 （2）基因與 、基因與 、基因與 之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控著生物體的性狀。 課堂探究 1. 下圖為mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系圖，據(jù)圖回答問題： (1)上圖反映了怎樣的數(shù)量關(guān)系？ (2)從圖中能判斷翻譯的方向嗎？若能，判斷依據(jù)是什么？ (3)圖中所示的翻譯特點，其意義是什么？ 2. 辨析氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關(guān)系 3.DNA、mRNA、氨基酸之間對應(yīng)堿基及數(shù)量的計算 當堂達標 1.關(guān)于DNA和RNA的敘述，正確的是(　　) A.DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵 B.一種病毒同時含有DNA和RNA C.原核細胞中既有DNA，也有RNA D.葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 2.經(jīng)過對某生物體內(nèi)的核酸成分的化學分析得知，該生物體內(nèi)的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判斷(　　) A.此生物體內(nèi)的核酸一定是DNA B.該生物一定不含DNA而只含RNA C.若此生物只含DNA，則一定是單鏈的 D.若此生物含DNA，則一定是雙鏈的 3.甲、乙圖表示真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是(　　) A.甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B.甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行 C.DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D.一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次 4.Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(QβRNA)是一條單鏈RNA，當噬菌體侵染大腸桿菌后，QβRNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復制酶(如圖所示)，然后利用該復制酶復制QβRNA。下列敘述正確的是(　　) A.QβRNA的復制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄的過程 B.QβRNA的復制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程 C.一條QβRNA模板只能翻譯出一條肽鏈 D.QβRNA復制后，復制酶基因才能進行表達 5.如圖①②③表示了真核細胞中遺傳信息的傳遞方向，有關(guān)說法正確的是(　　) A.③是翻譯過程，方向是從b到a B.每種氨基酸均可由不止一種tRNA來轉(zhuǎn)運 C.①②③也能在線粒體、葉綠體及原核細胞中進行 D.一條mRNA可與多個核糖體結(jié)合，多個核糖體共同合成一條多肽鏈，加快了翻譯的速率 6.如圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應(yīng)關(guān)系。請判斷下列說法中正確的是(　　) A.分析題圖可知①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核 B.除圖中所示的兩種RNA之外，RNA還包括tRNA C.圖中②到③的過程需要在核糖體上進行 D.能夠決定氨基酸的是③，其種類有61種 7.根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是(　　) DNA雙鏈 T G mRNA C tRNA反密碼子 A 氨基酸 蘇氨酸 A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU 8.現(xiàn)代生物工程能夠?qū)崿F(xiàn)通過已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列來人工合成基因。現(xiàn)已知人體生長激素共含190個肽鍵(單鏈)，假設(shè)與其對應(yīng)的mRNA序列中有A和U共313個，則合成的生長激素基因中G至少有(　　) A.130個 B.260個 C.313個 D.無法確定 9.胰島素的A、B兩條肽鏈是由一個基因編碼的，其中A鏈中的氨基酸有m個，B鏈中的氨基酸有n個。下列有關(guān)敘述中不正確的是(　　) A.胰島素基因中至少有堿基數(shù)是6(m＋n) B.胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈 C.胰島素mRNA中至少含有的密碼子為(m＋n)個 D.A、B兩條肽鏈可能是經(jīng)蛋白酶的作用后形成 10.結(jié)合右圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A.生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B.核苷酸序列不同的基因可表達出相同的蛋白質(zhì) C.遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎(chǔ) D.編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈 11.下表為某些抗菌藥物及其抗菌作用的原理，下列分析判斷錯誤的是(　　) 抗菌藥物 抗菌機理 青霉素 抑制細菌細胞壁的合成 環(huán)丙沙星 抑制細菌DNA解旋酶的活性 紅霉素 能與細菌細胞中的核糖體結(jié)合 利福平 抑制敏感型的結(jié)核桿菌的RNA聚合酶的活性 A.青霉素作用后使細菌因吸水而破裂死亡 B.環(huán)丙沙星可抑制細菌DNA的復制過程 C.紅霉素可導致細菌蛋白質(zhì)合成過程受阻 D.利福平能夠抑制RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄過程 12.右圖為有關(guān)遺傳信息傳遞和表達的模擬實驗，下列相關(guān)敘述合理的是(　　) A.若X是mRNA，Y是多肽，則試管內(nèi)必須加入氨基酸 B.若X是DNA，Y含有U，則試管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶 C.若X是tRNA，Y是多肽，則試管內(nèi)必須加入脫氧核苷酸 D.若X是HIV的RNA，Y是DNA，則試管內(nèi)必須加入DNA酶 13.下圖是基因的作用及基因與性狀的關(guān)系示意圖，據(jù)圖分析不正確的是(　　) A.①過程是轉(zhuǎn)錄，它以DNA的一條鏈為模板合成mRNA B.①過程發(fā)生的場所與該基因復制的場所一定相同 C.③過程中只需要mRNA、氨基酸、核糖體、酶、ATP即可完成 D.⑤過程可以表示酪氨酸酶與人類膚色的關(guān)系 14.如圖為豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機制，請據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是(　　) A.淀粉分支酶基因R是豌豆種子細胞中具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 B.b過程能發(fā)生堿基互補配對的物質(zhì)是堿基A與T，C與G C.當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，其發(fā)生的變異是基因突變 D.此圖解說明基因通過控制酶的合成來控制代謝途徑進而控制生物體性狀 15..如圖為模擬中心法則信息傳遞過程的實驗研究裝置，據(jù)圖回答： (1)若圖示為模擬某種病毒的信息流動過程，裝置加入的模板A為單鏈，其部分堿基序列為－GAACACGUC－，加入的原料B為脫氧核苷酸，則該過程所需的酶B為______________，模擬的過程為______________。 (2)若圖示為模擬人體淋巴細胞的信息流動過程，裝置加入的模板A為雙鏈，其部分堿基序列為－GAACATGTT－，加入的原料B為________________，則該過程所需的酶B為RNA聚合酶，模擬的過程為________，該生理過程主要發(fā)生在該細胞的________中。