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1、第二章基因对性状的控制第二章基因对性状的控制第一、二节认识基因基因的表达第一、二节认识基因基因的表达(一一)“基因基因”的提出的提出孟德尔在解释豌豆性状的遗传时提出，生物的性状是由孟德尔在解释豌豆性状的遗传时提出，生物的性状是由“ “遗传因子遗传因子” ”决定的；决定的；“ “基因基因” ”的概念是由的概念是由 首先提出首先提出和使用的，两者含义和使用的，两者含义 。丹麦遗传学家约翰逊丹麦遗传学家约翰逊完全一致完全一致(二二)基因概念的发展基因概念的发展1摩摩尔根通过果蝇的遗传实验证明：基因在染色体上呈尔根通过果蝇的遗传实验证明：基因在染色体上呈 排列，一条染色体上含有排列，一条染色体上含有
2、基因。基因。2比德尔和泰特姆通过链孢霉实验证明：特定的酶的产生是由一比德尔和泰特姆通过链孢霉实验证明：特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的。提出了个特定的基因负责的。提出了“ ”。3艾弗里的艾弗里的 实验证明：实验证明：基因的本质是基因的本质是 。线性形式线性形式若干个若干个一基因一酶说一基因一酶说肺炎双球菌体外转化肺炎双球菌体外转化DNA41953年年，沃森和克里克提出了，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型：从分子水双螺旋结构模型：从分子水平上认识到，基因是平上认识到，基因是 的一段核苷酸序列，是遗传的一段核苷酸序列，是遗传的的 ，可编码，可编码 。5雅各布和莫诺的大肠杆菌乳糖代谢的调
3、节实验证明：基因是可雅各布和莫诺的大肠杆菌乳糖代谢的调节实验证明：基因是可分的，从功能上可以把基因分为负责编码蛋白质的分的，从功能上可以把基因分为负责编码蛋白质的 以以及负责调节其他基因功能的及负责调节其他基因功能的 和起调控作用的和起调控作用的 、 。DNA分子分子功能单位功能单位一段肽链或一段一段肽链或一段RNA结构基因结构基因调节基因调节基因启动基因启动基因操纵基因操纵基因染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系、基因、脱氧核苷酸的关系 是是DNA的主要载体，一般情况下每条的主要载体，一般情况下每条 染色体上有染色体上有1个个DNA分子分子 是主要的遗传物质是主要的遗传物质基因是有
4、遗传效应的基因是有遗传效应的DNA序列；每个序列；每个DNA分子含有分子含有很多个基因很多个基因基因是决定生物性状的基本单位；基因在染色体上基因是决定生物性状的基本单位；基因在染色体上呈线性排列呈线性排列基因中碱基的排列顺序（或脱氧核苷酸的排列顺序）基因中碱基的排列顺序（或脱氧核苷酸的排列顺序）代表遗传信息；代表遗传信息；每个基因中含有许多个脱氧核苷酸每个基因中含有许多个脱氧核苷酸 DNA（基因）的基本组成单位（基因）的基本组成单位【深化拓展】【深化拓展】1基基因的位置：核基因因的位置：核基因(细胞核内细胞核内)，质基因，质基因(线粒体、叶绿体内线粒体、叶绿体内)。2DNA分子有许多基因，相邻
5、基因之间有一段不能控制生物性状且分子有许多基因，相邻基因之间有一段不能控制生物性状且无遗传效应的基因区间，起到无遗传效应的基因区间，起到“连接连接”或或“隔开隔开”作用。即作用。即DNA分子中包含分子中包含“基因片段基因片段”和和“非基因片段非基因片段”，只有，只有“基因基因片段片段”中脱氧核苷酸的排列顺序才代表遗传信息，并非中脱氧核苷酸的排列顺序才代表遗传信息，并非DNA 上上所有脱氧核苷酸序列都代表遗传信息。所有脱氧核苷酸序列都代表遗传信息。3生生物体内的物体内的DNA分子数目小于基因总数；生物体内所有基因的分子数目小于基因总数；生物体内所有基因的碱基总数小于碱基总数小于DNA分子的碱基总
6、数。分子的碱基总数。4DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生物界多样础。生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生物界多样性的根本原因是核酸的多样性。性的根本原因是核酸的多样性。1(2009溧阳调研溧阳调研)豌豌豆的高茎基因豆的高茎基因(D)与矮茎基因与矮茎基因(d)的根本区别的根本区别是是()A分别控制显性和隐性性状分别控制显性和隐性性状 B所含的密码子不同所含的密码子不同C脱氧核苷酸的排列顺序不同脱氧核苷酸的排列顺序不同 D染色体上位置不同染色体上位置不同解析：解析：基因是有遗
7、传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，不同的基因脱氧核苷片段，不同的基因脱氧核苷酸的排列顺序不同，因而携带的遗传信息不同。酸的排列顺序不同，因而携带的遗传信息不同。答案：答案：C2用用a表示表示DNA，b表示基因，表示基因，c表示脱氧核苷酸，表示脱氧核苷酸，d表示碱基，表示碱基，则四者的关系是则四者的关系是()解析解析：一个：一个DNA上有许多个基因，每个基因中含有成百上千上有许多个基因，每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基构成。糖、一分子含氮的碱基构成。答案答案：C1大大多数真核
8、生物的基因的编码序列在多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上是分子上是 的，的，是被不编码的序列隔开，称为是被不编码的序列隔开，称为 ，基因中的编码序列，基因中的编码序列(称称 )和非编码序列和非编码序列(称称 )往往交替排列。往往交替排列。2两个基因共用一段重叠的核苷酸序列称为两个基因共用一段重叠的核苷酸序列称为 基因。基因。3有些基因在染色体上的位置可以移动，这类基因称为有些基因在染色体上的位置可以移动，这类基因称为 基基因，也叫因，也叫 。4现代遗传学认为：基因是遗传的基本现代遗传学认为：基因是遗传的基本 单位，它携带单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个了逐代传递的信息，是组成一
9、个 区域和区域和 调节的一段调节的一段 序列序列不连续不连续断裂基因断裂基因外显子外显子内含子内含子重叠重叠可动可动转座因子转座因子物质和功能物质和功能DNA转录转录转录转录1真、原核生物基因编码序列的不同真、原核生物基因编码序列的不同原核生物的基因编码序列是连续的。真核生物的基因编码序列原核生物的基因编码序列是连续的。真核生物的基因编码序列(外显子外显子)是不连续的，而是被不编码的序列是不连续的，而是被不编码的序列(内含子内含子)隔开。隔开。2.比较两者的异同比较两者的异同3.非编码区与非编码序列的区别非编码区与非编码序列的区别非非编码区位于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游和编码区位
10、于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游和下游，而非编码序列除包括非编码区外还包括真核细胞基因编下游，而非编码序列除包括非编码区外还包括真核细胞基因编码区的内含子。码区的内含子。原核细胞的基因原核细胞的基因真核细胞的基因真核细胞的基因相相同同点点都有编码区和非编码区；都有编码区和非编码区；在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；在编码区上游均有与在编码区上游均有与RNA聚合酶结合的位点聚合酶结合的位点不不同同点点编码区连续；编码区连续；无外显子和内含子之无外显子和内含子之 分；分；结构简单结构简单编码区间隔、不连续；编码区间隔、不连续；分为能编
11、码蛋白质的外显子分为能编码蛋白质的外显子 和不能编码蛋白质的内含子；和不能编码蛋白质的内含子；结构复杂结构复杂3下下图为一个真核基因的结构示意图，根据图中所示，对该基因图为一个真核基因的结构示意图，根据图中所示，对该基因特点叙述正确的是特点叙述正确的是()A非编码区是外显子，编码区是内含子非编码区是外显子，编码区是内含子 B非编码区对该基因转录不发挥作用非编码区对该基因转录不发挥作用C编码区是不连续的编码区是不连续的 D有三个外显子和四个内含子有三个外显子和四个内含子解析：解析：外显子和内含子都位于编码区；非编码区含有启动子和外显子和内含子都位于编码区；非编码区含有启动子和操纵子等结构，对转录
12、有控制作用；真核基因的编码区是不连操纵子等结构，对转录有控制作用；真核基因的编码区是不连续的，图示中有四个外显子和三个内含子。续的，图示中有四个外显子和三个内含子。答案：答案：C4人人的凝血因子基因，含有的凝血因子基因，含有186 000个碱基对，有个碱基对，有26个外显子，个外显子，25个内含子，能编码个内含子，能编码2 552个氨基酸，这个基因中外显子的碱个氨基酸，这个基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为基对在整个基因碱基对中所占的比例为()A4% B51.76% C1.3% D25.76%解析：解析：本题考查对基因结构的理解。真核细胞的基因中，只有本题考查对基因结构的理解。
13、真核细胞的基因中，只有外显子才是能编码氨基酸序列的碱基序列。已知能编码外显子才是能编码氨基酸序列的碱基序列。已知能编码2552个个氨基酸，每编码一个氨基酸需要氨基酸，每编码一个氨基酸需要3个碱基对，所以该基因中外个碱基对，所以该基因中外显子的碱基对数就是显子的碱基对数就是255237656个，用此数除以个，用此数除以186000即即可得出答案。可得出答案。答案：答案：A1DNA的功能的功能(1)传传递遗传信息：在生物的传种接代过程中递遗传信息：在生物的传种接代过程中，通过复制把遗通过复制把遗传信息传递给下一代传信息传递给下一代。(2)表达遗传信息：在生物的个体发育过程中，使遗传信息以表达遗传信
14、息：在生物的个体发育过程中，使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与一定方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。亲代相似的性状。2RNA的种类及功能的种类及功能mRNA信使信使RNA，携带携带DNA的遗传信息的遗传信息，作，作翻译的模板；翻译的模板；tRNA转运转运RNA，搬运氨基酸的工具，其上的反密码子与搬运氨基酸的工具，其上的反密码子与mRNA上密码子的碱基配对；上密码子的碱基配对；rRNA核糖体核糖体RNA，组成核组成核糖体的主要成分糖体的主要成分。DNA和和RNA的比较的比较(注意学生用书不要注意学生用书不要)DNARNA空间结构空间
15、结构通常是规则的双螺旋结构通常是规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构基本元素基本元素C、H、O、N、P基本单位基本单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸化学组成化学组成无机酸无机酸磷酸磷酸五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮碱基含氮碱基4种种(A、T、C、G)4种种(A、U、C、G)分布分布主要存在于细胞主要存在于细胞核中核中主要存在于细胞主要存在于细胞质中质中功能功能除朊病毒外，除朊病毒外，DNA或或RNA是所有生是所有生物的遗传物质，对生物的遗传变异物的遗传物质，对生物的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的和蛋白质的生物合成有极其重要的作用作用项目项目核酸核酸
16、种类种类【深化拓展】【深化拓展】1来源来源DNA可通过可通过DNA的复制或逆转录形成，的复制或逆转录形成，RNA可通过转录或可通过转录或RNA的复制形成。的复制形成。2判断依据判断依据若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T或五碳糖是脱氧核糖，则必为或五碳糖是脱氧核糖，则必为DNA；若若AT、CG则最可能为双链则最可能为双链DNA，AT、CG则为单链则为单链DNA ；若出现碱基；若出现碱基U或五碳糖是核糖，则一定为或五碳糖是核糖，则一定为RNA。即要。即要确定是确定是DNA,还是还是RNA必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链还必须知道碱基比率。是单链还是
17、双链还必须知道碱基比率。5经经测定，甲、乙、丙测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为种生物的核酸分别为() A. 双链双链DNA、单链、单链DNA、RNA B单链单链DNA、双链、双链DNA、RNAC双链双链DNA、RNA、单链、单链DNA DRNA、单链、单链DNA、双链、双链DNA AGCTU甲甲60406040乙乙30202030丙丙41234428解析：解析：由表格中碱基种类可知，甲中有由表格中碱基种类可知，甲中有T无无U，且碱基数目，且碱基数目AT、CG，所以甲最可能是单链，所以甲最可能是单链DNA；乙中有；乙中有T
18、无无U，且碱基数目，且碱基数目AT、GC，则最可能是双链，则最可能是双链DNA；丙中有；丙中有U无无T，则为，则为RNA。答案：答案：B6甲甲生物核酸的碱基比例为：嘌呤占生物核酸的碱基比例为：嘌呤占46%、嘧啶占、嘧啶占54%，乙生物，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占、嘧啶占66%，则以下分，则以下分别表示甲、乙生物正确的是别表示甲、乙生物正确的是()A蓝藻、变形虫蓝藻、变形虫 BT2噬菌体、豌豆噬菌体、豌豆C硝化细菌、绵羊硝化细菌、绵羊 D肺炎双球菌、烟草花叶病毒肺炎双球菌、烟草花叶病毒解析：解析：对有细胞结构的生物，其遗传物质一定是对有细胞结构的
19、生物，其遗传物质一定是DNA，且碱，且碱基组成中嘌呤嘧啶基组成中嘌呤嘧啶50%，据此将，据此将A、B、C排除。排除。答案：答案：D1转录转录在在 中，中，DNA分子首先解开双链，以其中的分子首先解开双链，以其中的 为为模板，按照模板，按照 合成合成 的过程。通过转的过程。通过转录录DNA分子上的遗传信息传递到分子上的遗传信息传递到 上。上。2翻译翻译在细胞质的在细胞质的 上，严格以上，严格以 为模板，以为模板，以 为为运载工具，合成具有一定运载工具，合成具有一定 顺序的蛋白质的过程。顺序的蛋白质的过程。细胞核细胞核一条链一条链碱基互补配对原则碱基互补配对原则RNARNA核糖体核糖体mRNAtR
20、NA氨基酸氨基酸3密码子密码子(1)概念；在概念；在 上决定上决定1个特定氨基酸的碱基三联体。个特定氨基酸的碱基三联体。(2)种类：种类： 种，其中决定氨基酸的密码子有种，其中决定氨基酸的密码子有 种。种。4反密码子反密码子(1)概念：概念： 上可以与上可以与mRNA上的上的 互补配对的互补配对的3个碱基。个碱基。(2)种类：种类： 种。种。mRNA6461tRNA密码子密码子61名师点拨名师点拨：每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运；转运；但一种密码子只能决定一种氨基酸，且一种但一种密码子只能决定一种氨基酸，且一种tRNA只
21、能转运一种氨只能转运一种氨基酸。基酸。1转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较项目项目传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息表达遗传信息(DNA复制复制)转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂间期细胞分裂间期在生长发育的连在生长发育的连续过程中续过程中同左同左场所场所细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质中核糖体细胞质中核糖体原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸模板模板以以DNA解旋后的两条链解旋后的两条链为模板为模板以以DNA解旋后的解旋后的一条链为模板一条链为模板以信使以信使RNA为为模板模板条件条件解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、聚合酶、ATP等等解
22、旋酶、解旋酶、RNA聚聚合酶、合酶、ATP等等缩合酶、缩合酶、ATP等等碱基配对方式碱基配对方式AT、TA、GC、CGAU、TA、GC、CGAU、UA、GC、CG遗传信息传递遗传信息传递方向方向DNADNA DNARNARNA蛋白质蛋白质过程特点过程特点边解旋边复制、边解旋边复制、半保留复制半保留复制(每个每个子代子代DNA含一条含一条母链和一条子链母链和一条子链)边解旋边转录，边解旋边转录，完成转录后的完成转录后的DNA仍保留原仍保留原来的双链结构来的双链结构以以mRNA为模板，为模板，以以tRNA为运载为运载工具，在核糖体工具，在核糖体中，合成具有一中，合成具有一定氨基酸顺序的定氨基酸顺序
23、的蛋白质蛋白质产物产物两个相同的双链两个相同的双链DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽或蛋白质多肽或蛋白质基因功能之间的联系基因功能之间的联系3遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系比较项目比较项目存在位置存在位置数量数量相互关系相互关系遗传信息遗传信息DNA 不同基因中数量不同不同基因中数量不同DNA两条链上的碱两条链上的碱基互补基互补密码子密码子mRNA64种种(3种终止密码子、种终止密码子、61种决定氨基酸的密种决定氨基酸的密码子码子)与与DNA模板链上的模板链上的碱基互补碱基互补(T被被U取代取代)反密码子反密码子tRNA理论上理论上6
24、1种种(实际不详实际不详)与与mRNA的碱基互的碱基互补补7如如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸代表氨基酸)，下，下列叙述正确的是列叙述正确的是()A能给该过程提供遗传信息的只能是能给该过程提供遗传信息的只能是DNA B该过程合成的产物一定是酶或激素该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应D该过程中有水产生该过程中有水产生解析：解析：翻译的直接模板是翻译的直接模板是mRNA而不是而不是DNA，A项不对；翻译项不对；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不都
25、是蛋的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不都是蛋白质，白质，B项不对；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终项不对；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，止密码子对应的反密码子，C项也不对；氨基酸脱水缩合形成项也不对；氨基酸脱水缩合形成多肽，多肽，D项正确。项正确。答案：答案：D8DNA分分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表，则酸如下表，则tRNA(UGC)所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是()A.赖氨酸赖氨酸 B丙氨酸丙氨酸 C半胱氨酸半胱氨酸 D苏氨酸苏氨酸TTTCGTACGTGC赖氨酸赖
26、氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸苏氨酸苏氨酸解析：解析：考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律。根据碱基互考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律。根据碱基互补配对原则，补配对原则，DNA分子模板链上的碱基序列与分子模板链上的碱基序列与mRNA上碱基序列上碱基序列互补，互补，mRNA上碱基序列与上碱基序列与tRNA头部特定的三个碱基互补，因此，头部特定的三个碱基互补，因此，tRNA碱基序列与碱基序列与DNA分子模板链上的碱基序列相同分子模板链上的碱基序列相同(U用用T代替即代替即可可)。故。故tRNA为为UGC时，对应的时，对应的DNA模板链的碱基序列为模板链的碱基序列为TGC，即苏氨酸。即苏氨
27、酸。答案：答案：D1中心法则图解中心法则图解(如下图如下图)2中心法则五个过程的比较中心法则五个过程的比较过程过程模板模板原料原料碱基碱基互补互补产物产物实例实例DNA复制复制DNADNADNA的两的两条链条链A、T、C、G四种脱氧核苷四种脱氧核苷酸酸ATTA CGGCDNA绝大多绝大多数生物数生物DNA转录转录DNARNADNA一一条链条链A、U、C、G四种核糖四种核糖核苷酸核苷酸AUTA CGGCRNA绝大多数生物绝大多数生物翻译翻译RNA多肽多肽mRNA20种氨基酸种氨基酸AUUA CGGC多肽多肽所有生物所有生物(病毒病毒依赖宿主细胞依赖宿主细胞) RNA复制复制RNARNARNAA、
28、U、C、G四种核糖四种核糖核苷酸核苷酸AUUA CGGCRNA以以RNA为遗传物为遗传物质的生物质的生物RNA逆转录逆转录RNADNAATUA CGGC【误区警示】【误区警示】1高等动植物只有高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞
29、无信息传递。信息传递。2RNA复制和逆转录只发生在复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。对中心法则的补充和完善。3逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。4根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板为根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板为DNA，原料为脱氧核糖核苷酸，原料为脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸核糖核苷酸)即可确定为即可确定为DNA物物复制复制(转录转录)。5进行碱基互补配对的过程进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核
30、、叶绿体、线粒体、核糖体。场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。6需要解旋酶的过程：需要解旋酶的过程：DNA复制复制(两条链都作模板两条链都作模板)和转录和转录(DNA的一条链作模板的一条链作模板)。9下下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有()染色体染色体中心体中心体纺锤体纺锤体核糖体核糖体A B C D解析：解析：染色体存在于细胞核中，复制时可发生碱基互补配对现染色体存在于细胞核中，复制时可发生碱基互补配对现象；在核糖体上翻译蛋白质时，象；在核糖体上翻译蛋白质时，mRNA要与要与tRNA进行碱基互进行碱基互补配对。补配对。答案：答
31、案：B10如如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成DNA的试管是的试管是()Aa和和d Bb和和c C只有只有b D只有只有c解析解析：由图示每支试管中所加入的物质可判断每支试管内所模：由图示每支试管中所加入的物质可判断每支试管内所模拟的生理过程，即拟的生理过程，即a为为DNA复制，复制，b为为DNA转录，转录，c为为RNA自我自我复制，复制，d为逆转录，为逆转录，e为蛋白质合成为蛋白质合成(翻译翻译)。产生。产生DNA的是的是DNA物复制和物复制和RNA逆转录过程。逆转录过程。答案：答案：A、1DNA (基因基因)、mRNA上碱
32、基数目与氨基酸数目之间的关系上碱基数目与氨基酸数目之间的关系在蛋白质的合成过程中，是以在蛋白质的合成过程中，是以DNA (基因基因)的两条链中的一条为模的两条链中的一条为模板，合成一条板，合成一条mRNA单链，因此，单链，因此，DNA的碱基数目是的碱基数目是mRNA中的中的碱基数目的两倍；在翻译时，碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个相邻碱基决定一种氨每三个相邻碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为(如图如图)：综综上可知：蛋白质中氨基酸数目上可知：蛋白质中氨基酸数目1/3mRNA碱基数目碱基数目1/6DNA (或基因或基因)碱基数目。碱基数
33、目。2计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析(1)翻翻译时，译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。倍还要多一些。(2)基因或基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上在回答有关问题时，应加上“最多最多”或或“至少至少”等字。等字。如：如：mRNA上有上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，个碱基，该该mR
34、NA指导合成的蛋白质中最多有指导合成的蛋白质中最多有 个氨基酸。个氨基酸。特别提醒特别提醒：解题时应看清是：解题时应看清是DNA上上(或基因中或基因中)的碱基对数还是个的碱基对数还是个数；是数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数。上密码子的个数还是碱基的个数。11一一段原核生物的段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有通过翻译可合成一条含有11个肽键的个肽键的多肽，则此多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的要的tRNA个数以及转录此个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数，依的基因中至少含碱基数，依次为次为()A32；11；6
35、6 B36；12；72 C12；36；24 D11；36；72解析：解析：此多肽含有此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸个肽键，所以含有氨基酸12个，所以个，所以mRNA上的密码子至少上的密码子至少12个，个，mRNA上的碱基数至少为上的碱基数至少为12336个；决定氨基酸的密码子是个；决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的个，所以需要的tRNA也是也是12个；因为个；因为mRNA中碱基至少有中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱个，所以转录它的基因中碱基数至少为基数至少为36272个。个。答案：答案：B 【例【例1】(新题快递新题快递)下下图全面展示了蛋白质的合成过程。合成过程图全面展示了
36、蛋白质的合成过程。合成过程的主要步骤由数字标注，结构用字母标注。的主要步骤由数字标注，结构用字母标注。.简简要描述图中标注数字的每个步骤的名称或主要内容。要描述图中标注数字的每个步骤的名称或主要内容。(1)步骤步骤1：_；(2)步骤步骤2：_；(3)步骤步骤3：_；(4)步骤步骤4：_；(5)步骤步骤5：_；(6)步骤步骤6：_；(7)步骤步骤7：_；(8)步骤步骤8：_。. 写写出每个结构的名称。出每个结构的名称。(1)A：_(2)B：_(3)C：_(4)D：_(5)E：_(6)F：_(7)G：_(8)H：_(9)I：_(10)J：_尝试自解：尝试自解：_答案：答案：.(1)DNA双链解开双
37、链解开(2)转录转录(3)碱基配对碱基配对(4)mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质通过核孔从细胞核进入细胞质(5)携带氨基酸的携带氨基酸的tRNA进入位点进入位点(6)翻译翻译(7)卸下氨基酸的卸下氨基酸的tRNA离开位点离开位点(8)tRNA携带氨基酸携带氨基酸.(1)DNA(2)核糖核苷酸核糖核苷酸(3)RNA聚合酶聚合酶(4)mRNA(5)核膜核膜(6)核孔核孔(7)tRNA(8)氨基酸氨基酸(9)核糖体核糖体(10)肽链肽链【例【例2】(2009上海，上海，17)某某条多肽的相对分子质量为条多肽的相对分子质量为2 778，若氨，若氨基酸的平均相对分子质量为基酸的平均相对分子质量为110
38、，如考虑终止密码子，则编码，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是该多肽的基因长度至少是()A75对碱基对碱基 B78对碱基对碱基 C90对碱基对碱基 D93对碱基对碱基尝试自解：尝试自解：_思路点拨：思路点拨：根据题中条件可知，该多肽由根据题中条件可知，该多肽由30个氨基酸组成，如个氨基酸组成，如考虑终止密码子，则控制合成该肽链的密码子共考虑终止密码子，则控制合成该肽链的密码子共31个，编码多个，编码多肽的基因碱基数为肽的基因碱基数为316186，共，共93对碱基。对碱基。答案：答案：D【例【例3】如如图表示图表示DNA (基因基因)控制蛋白质合成的过程，分析回答：控制蛋白质合成的过
39、程，分析回答：DNA片段片段(基因基因)mRNA UAGAAGtRNA AUCUUC氨基酸氨基酸 (1)图中标出的碱基符号，包括图中标出的碱基符号，包括_种核苷酸种核苷酸(2)DNA双链中，双链中，_链为转录的模板链；遗传信息存在链为转录的模板链；遗传信息存在于于_链上；密码子存在于链上；密码子存在于_链上。链上。(填数字序号填数字序号)(3)如合成胰岛素，共需如合成胰岛素，共需51个氨基酸，控制合成该蛋白质的基个氨基酸，控制合成该蛋白质的基因上，至少含有脱氧核糖苷酸因上，至少含有脱氧核糖苷酸_个。个。尝试自解：尝试自解：_思路点拨思路点拨：解答本题时，可从以下三点分析：解答本题时，可从以下三
40、点分析：关键点：关键点：准确把握遗传信息、密码子概念的实质。准确把握遗传信息、密码子概念的实质。正确识图，并确定不同信息的位置。正确识图，并确定不同信息的位置。灵活运用基因表达过程中的相关物质数量关系。灵活运用基因表达过程中的相关物质数量关系。(1)DNA为为，包括，包括4种碱基，有种碱基，有4种脱氧核糖核苷酸，种脱氧核糖核苷酸，RNA为为，也包括，也包括4种碱基，有种碱基，有4种核糖核苷酸，共有种核糖核苷酸，共有8种核苷酸。种核苷酸。 (2)DNA中能够与信使中能够与信使RNA碱基互补配对的是转录的模板链，其上碱基互补配对的是转录的模板链，其上脱氧核糖苷酸的排列顺序代表遗传信息；信使脱氧核糖
41、苷酸的排列顺序代表遗传信息；信使RNA上决定一个氨上决定一个氨基酸的基酸的3个相邻碱基代表遗传密码子。个相邻碱基代表遗传密码子。(3)信使信使RNA上每上每3个相邻的个相邻的碱基决定碱基决定1个特定的氨基酸，据此可知，控制合成含个特定的氨基酸，据此可知，控制合成含51个氨基酸的个氨基酸的蛋白质的基因上至少有蛋白质的基因上至少有306个脱氧核糖核苷酸。个脱氧核糖核苷酸。答案：答案：(1)8(2)(3)306对照实验的设计对照实验的设计所所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去同
42、的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证：保证：“其他条件的完全相同其他条件的完全相同”。具体来说有如下四个方面：。具体来说有如下四个方面：1所选用生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、所选用生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。2所所用实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的用实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。大小型号要完全一样。3所用实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤所用实验试剂
43、要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。其要注意体积上等量的问题。4所用处理方法要相同：如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振所用处理方法要相同：如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。【样题】【样题】(2009海口调研海口调研)在在克里克得出克里克得出3个碱基可以排列成个碱基可以排列成1个遗个遗传密码的实验结论后，科学家们开始探索一个特定的遗传密码传密码的实验结论后，科学家们开始探索一个特
44、定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了入除去了DNA和和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的多聚的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，如下图请回答。丙氨酸的肽链，如下图请回答。(1)实实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是_。(2)细胞提取液为该实验具体提供了细胞提
45、取液为该实验具体提供了_。(3)实验中所用的细胞提取液需除去实验中所用的细胞提取液需除去DNA和和mRNA的原因是的原因是_。(4)要确保实验结论的科学性，需设计对照实验。本题目所给实验要确保实验结论的科学性，需设计对照实验。本题目所给实验中，对照实验是中，对照实验是_。(5)要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？(简述简述)_。(6)本本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：对大肠杆菌进行振荡裂解；对大肠杆菌进行振荡裂解；_；_。经上述操作，得到了除去经上述操作
46、，得到了除去DNA和和mRNA的细胞提取液。的细胞提取液。(大肠杆菌大肠杆菌中中mRNA约在约在3060分钟内自行分解，因此操作中可不考虑分钟内自行分解，因此操作中可不考虑)。尝试自解：尝试自解：_思路点拨思路点拨：本题是密码子破译的实验，对照类型为相互对照本题是密码子破译的实验，对照类型为相互对照：相同的多聚核苷酸相同的多聚核苷酸+不同的氨基酸不同的氨基酸肽链肽链；不同的多聚核苷酸不同的多聚核苷酸+不同的氨基酸不同的氨基酸不不同的肽链。同的肽链。由此，即可破译各种氨基酸的密码子由此，即可破译各种氨基酸的密码子。在实验过程中多聚尿嘧啶在实验过程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于核苷酸的作用相当于m
47、RNA，细胞提取液为转录提供了能量、酶、细胞提取液为转录提供了能量、酶、核糖体核糖体、tRNA。实验中需除去实验中需除去DNA和和mRNA的原因是排除的原因是排除DNA、 mRNA对体外合成蛋白质的影响。对体外合成蛋白质的影响。答案：答案：(1)作作为模板，为模板，mRNA直接控制蛋白质直接控制蛋白质(多肽多肽)合成合成(2)能量、酶、核糖体、能量、酶、核糖体、tRNA(3)排除细胞中的排除细胞中的DNA、mRNA对对体外合成蛋白质的影响体外合成蛋白质的影响(4)加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验基酸的实验(5)依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸中的多聚尿嘧啶核苷酸(6)离心、过滤、获取匀浆离心、过滤、获取匀浆用用DNA酶处理匀浆，除去酶处理匀浆，除去DNA 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册点击此处进入点击此处进入 随堂双基演练随堂双基演练