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第四章 基因的表達(dá) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.熟練掌握DNA分子的復(fù)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(dá)過程中有關(guān)堿基的計(jì)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(xí)探究 一、RNA的化學(xué)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(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。 2.RNA的分布：主要分布在 中，可以用 進(jìn)行染色觀察。 3.RNA的種類： （1）mRNA→將遺傳信息從 傳遞到細(xì)胞質(zhì)中 （2）tRNA→ ，識(shí)別密碼子 （3）rRNA→ 的組成成分 二、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 時(shí)間 細(xì)胞分裂的 期 個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過程（細(xì)胞分裂和分化過程） 場(chǎng)所 主要在 主要在 細(xì)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(gè)雙鏈DNA 一個(gè)單鏈RNA 特點(diǎn) 、 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄后DNA仍恢復(fù)原來的雙鏈結(jié)構(gòu) 翻譯結(jié)束后，mRNA分解成單個(gè)核苷酸 堿基 配對(duì) 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(shí)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(shí)例：囊性纖維病是由于編碼 的基因缺失3個(gè)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(jiǎn)單的 關(guān)系。有些性狀由多個(gè)基因決定，有些基因也可能影響決定多個(gè)性狀 （2）基因與 、基因與 、基因與 之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)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(diǎn)，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(duì)應(yīng)堿基及數(shù)量的計(jì)算 當(dāng)堂達(dá)標(biāo) 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(shí)含有DNA和RNA C.原核細(xì)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(duì)某生物體內(nèi)的核酸成分的化學(xué)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(xì)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(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B.甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 C.DNA分子解旋時(shí)，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D.一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過程在每個(gè)起點(diǎn)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(dāng)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(fù)制酶(如圖所示)，然后利用該復(fù)制酶復(fù)制QβRNA。下列敘述正確的是(　　) A.QβRNA的復(fù)制需經(jīng)歷一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄的過程 B.QβRNA的復(fù)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(fù)制后，復(fù)制酶基因才能進(jìn)行表達(dá) 5.如圖①②③表示了真核細(xì)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(yùn) C.①②③也能在線粒體、葉綠體及原核細(xì)胞中進(jìn)行 D.一條mRNA可與多個(gè)核糖體結(jié)合，多個(gè)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(lán)藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。請(qǐng)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(chǎng)所是細(xì)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(jìn)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?，F(xiàn)已知人體生長(zhǎng)激素共含190個(gè)肽鍵(單鏈)，假設(shè)與其對(duì)應(yīng)的mRNA序列中有A和U共313個(gè)，則合成的生長(zhǎng)激素基因中G至少有(　　) A.130個(gè) B.260個(gè) C.313個(gè) D.無法確定 9.胰島素的A、B兩條肽鏈?zhǔn)怯梢粋€(gè)基因編碼的，其中A鏈中的氨基酸有m個(gè)，B鏈中的氨基酸有n個(gè)。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(gè) 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(cuò)誤的是(　　) A.生物的遺傳信息儲(chǔ)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(dá)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(shí)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(cuò)誤的是(　　) 抗菌藥物 抗菌機(jī)理 青霉素 抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成 環(huán)丙沙星 抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性 紅霉素 能與細(xì)菌細(xì)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(xì)菌因吸水而破裂死亡 B.環(huán)丙沙星可抑制細(xì)菌DNA的復(fù)制過程 C.紅霉素可導(dǎo)致細(xì)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(dá)的模擬實(shí)驗(yàn)，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(chǎng)所與該基因復(fù)制的場(chǎng)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(jī)制，請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.淀粉分支酶基因R是豌豆種子細(xì)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(bǔ)配對(duì)的物質(zhì)是堿基A與T，C與G C.當(dāng)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(xì)胞的信息流動(dòng)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(xì)胞的________中。