专题复习：基因的表达

1、PAGE22遗传与进化专题遗传的分子基础考纲解读考纲内容及能力要求考向定位1人类对遗传物质的探索过程分子结构的主要特点3基因和遗传信息的关系4DNA分子的复制5遗传信息的转录和翻译1探索遗传物质的几个经典实验的设计思路、方法、原理及问题分析2DNA分子结构和复制的关系及相关问题计算3DNA分子的多样性和特异性及在人类亲缘关系鉴定、刑事侦破中的应用4遗传信息的转录和翻译过程及相关计算5基因与蛋白质及性状的关系考点5基因的表达基础知识自主疏理1DNA分子与RNA分子的比较化学组成基本单位结构主要分布部位磷酸碱基五碳糖DNA磷酸AGC通常呈链结构RNA通常呈链结构2遗传信息是指eqoac,11中控制

2、遗传性状的脱氧核苷酸顺序。脱氧核苷酸的eqoac,12、eqoac,13、eqoac,14决定了遗传信息的多样性，从而决定了eqoac,15的多样性。3遗传学上把eqoac,16上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫一个密码子；密码子共有eqoac,17种，其中决定氨基酸的密码子有eqoac,18种。4每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，叫eqoac,19，tRNA共有eqoac,20种，而氨基酸只有eqoac,21种，故一种氨基酸可由一种或多种tRNA来转运。5遗传信息的转录：DNA主要存在于细胞核中，因此，转录过程发生在eqoac,22中，RNA是

3、在细胞核中以DNA的eqoac,23为模板合成的，在此过程中用到eqoac,24酶，在转录的过程中也存在着碱基互补配对，配对关系是eqoac,25。转录过程：第一步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。第二步：游离的eqoac,26随机地与DNA链上的碱基碰撞，当两者eqoac,27时，便以eqoac,28相结合。第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的eqoac,29上。第四步：合成的mRNA从DNA链上释放，而后eqoac,30恢复双螺旋。6遗传信息的翻译：mRNA进入细胞质以后，游离在细胞质中的各种氨基酸，就以eqoac,31为模板合成具有一定氨基酸顺序的eqoac,32，这一过

4、程叫eqoac,33。在此过程中用到的“工人”是eqoac,34。翻译过程：（以课本的图解为例）第一步：mRNA进入细胞质，与eqoac,35结合。携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。第二步：携带组氨酸的eqoac,36以同样的方式进入位点2。第三步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成eqoac,37而转移到占位点2的tRNA上。第四步：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个eqoac,38，原来占据位点1的tRNA离开核糖体，占主据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤二、三、四，直到核糖体读取到mRNA的eqoac,39。7中

5、心法则：遗传信息从eqoac,40传递给eqoac,41，再从eqoac,42传递给eqoac,43的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的eqoac,44过程，叫做“中心法则”。后来，某些病毒的eqoac,45过程以及RNA的eqoac,46的发现，又补充和发展了“中心法则”。8基因对性状的控制（1）通过控制eqoac,47来控制代谢过程，从而控制生物的性状。（2）通过控制eqoac,48来直接控制性状。版本差异的内容9遗传密码的破译人民教育版1遗传密码的阅读方式非重叠的阅读方式：以3个碱基决定1个氨基酸，依次阅读。重叠的阅读方式：同一个碱基，被不同密码重复读取，解读出不同的含

6、义。2克里克的实验证据克里克以T4噬菌体为实验材料。实验发现：a在相关的碱基序列中增加或删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；b增加或删除两个碱基、也不能产生正常功能的蛋白质。实验证明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有间隔。3遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术方法：每个试管中分别加入一种氨基酸，加入除去DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。结论：尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。后续研究：科学家沿着蛋白质体外合成的思路，破译出全部的密码子，并编制

7、出了密码子表。起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸4种类普通密码子：59种，只编码氨基酸61种编码氨基酸终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸，只是终止信号校对：TU脱氧核糖核糖脱氧核苷酸核糖核苷酸双单细胞核细胞质eqoac,11基因eqoac,12种类eqoac,13数量eqoac,14排列顺序eqoac,15蛋白质eqoac,16mRNAeqoac,1764eqoac,1861eqoac,19反密码子eqoac,2061eqoac,2120eqoac,22细胞核eqoac,23一条链eqoac,24RNA聚合eqoac,25A-U，G-Ceqoac,26核糖核苷酸

8、eqoac,27碱基互补eqoac,28氢键eqoac,29mRNA分子eqoac,30DNA双链eqoac,31mRNAeqoac,32蛋白质eqoac,33翻译eqoac,34tRNAeqoac,35核糖体eqoac,36tRNAeqoac,37肽键eqoac,38密码子eqoac,39终止密码eqoac,40DNAeqoac,41RNAeqoac,42RNAeqoac,43蛋白质eqoac,44复制eqoac,45逆转录eqoac,46自我复制eqoac,47酶的合成eqoac,48蛋白质的分子结构自主检测过关1设某一多肽链中有1000个肽键，那么，作为合成该多肽链的模板mRNA和用来转

9、录该mRNA的DNA分子，至少分别含有碱基的个数是A1000个和2000个B3000个和6000个C3003个和6006个D2997个和5994个2某基因中碱基CG占30，由其转录出的RNA碱基A占25，那么该信使RNA上U占碱基总数的A30B25C45D553下列关于转运RNA（tRNA）和氨基酸之间相互关系的说法正确的是A一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸B每种氨基酸都可由几种tRNA携带C每种氨基酸都有它特定一种转运RNAD一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来将它携带到核糖体上4据测定，胰腺细胞中原颗粒（无活性酶）可达胰腺细胞自身蛋白质总数的40%，由此可以推测细胞由下列哪种物

10、质的数量比一般细胞要多A信使RNABDNAC基因D染色体5填表并回答参照课本密码子表DNA双链片段a链Cb链TCA信使RNACAU转运RNA密码子GCA氨基酸色氨酸1转录中的DNA模板链是双链中的。2DNA复制过程中，互补配对的碱基对是，进行的主要场所是。3转录时互补配对的碱基对是，进行的主要场所是。4翻译时互补配对的碱基对是，进行的场所是。5经有关生物学家的测定:肝细胞中的核糖体可占细胞干重的25，这可以证明肝脏的能力是很强的。1C解析氨基酸数为1001个，则mRNA中的碱基为10013，DNA中的碱基为10016。2C解析基因中碱基CG占30，AT占70%，则转录链、互补链中AT占70%比

11、例不变，推出信使RNA中AU占70%。3D解析每种转运RNA只能识别并转运一种氨基酸，故A错；每种氨基酸可能被一种或多种转运RNA转运，故B和D错。4A解析不同的组织细胞由同一受精卵经过有丝分裂形成，细胞核中DNA相同，排除B、C、D。5解析：考查碱基互补配对的方式及DNA复制、转录和翻译的场所。答案：1a链；2AT、GC；细胞核；3AU、TA、CG、GC；细胞核；4AU、GC；核糖体；5合成蛋白质。考点详解及类型讲解一、不同过程和概念的比较1复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时期细胞分裂的间期在生长发育的连续过程中在生长发育的连续过程中场所细胞核（线粒体、叶绿体）细胞核（线粒体、叶绿体）细胞

12、质中核糖体上模板以DNA解旋的两条链为模板以DNA解旋的一条链为模板以mRNA为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核酸20种氨基酸条件酶、能量酶、能量酶、能量、tRNA碱基配对方式ATTACGGCAUTACGGCAUUACGGC遗传信息传递方向DNADNADNARNARNA蛋白质特点边解旋边复制半保留复制边解旋边转录，转录后的DNA仍然保留原来的双链结构mRNA分子可被多个核糖体结合进行多肽链的合成产物两个双链DNA分子1条单链的mRNA多肽或蛋白质2遗传信息、密码子、反密码子遗传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷碱基排列顺序。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序。反密码

13、子是指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序。密码子的特点：密码子具有通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。密码子具有简并性：大多数的氨基酸都可以具有几组不同的密码子。密码子不重叠：两个密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。密码子具有一定的方向性遗传信息、密码子、反密码子区别位置不同。遗传信息位于DNA分子的基因上，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。这里要注意的是，DNA分子上并不是所有片段都代表着遗传信息，非基因上的脱氧核苷酸的排列不含遗传信息。作用不同。遗传信息决定着mRNA上密码子的排序，密码子决定着氨基酸

14、的种类，tRNA上的反密码子则保证了tRNA准确的运载相应的氨基酸。不同的生物个体具有不同的基因遗传信息，合成不同的mRNA，但共用一套密码子与反密码子，因此不同生物的密码子、反密码子和tRNA的种类是相同的。规律总结：1密码子和反密码子的特点分别是什么密码子特点：简并性：一种氨基酸可以有多个密码子；通用性：说明所有生物可能有共同的起源或在生命本质上是统一的。反密码子的特点：反密码子的三个碱基与相应DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U。二、中心法则1图解2含义：包括五个方面，而且都表现出碱基互补配对原则。DNA的复制；遗传信息从DNA传递给信使RNA的转录；

15、在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；以RNA为模板复制RNA（如某些只有RNA的病毒）；以RNA为模板翻译成蛋白质，体现生物性状。（1以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递2以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递3中心法则与基因表达的关系1DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。2DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的发育过程中。问题探究：（1）基因工程中的哪一过程用到人工合成目的基因，逆转录酶能以已知的mRNA为模板，催化合成目的基因。（2）DNA复制和DNA转录和翻译发生的时期相同吗为什么DNA复制只发生在细胞分裂间期，而在高

16、度分化的细胞（不具分裂能力的细胞）中不再发生。而转录和翻译无论细胞能否分裂，只要是活的细胞均可能进行（成熟红细胞除外）三、细胞质基因与细胞核基因的比较项目细胞质基因细胞核基因例子人的线粒体肌病基因，水稻、玉米等的不育基因人的白化病、血友病、色盲病的基因等存在部位线粒体、叶绿体、细菌质粒细胞核是否与蛋白质结合否，DNA分子裸露与蛋白质结合成为染色体结构都是双链DNA功能都能复制、转录、翻译数量少多遗传方式母系遗传遵循孟德尔遗传规律联系（l）细胞质基因的活动受细胞核基因的控制、制约2核基因的复制、转录在细胞核内进行，翻译在细胞质的核糖体上进行；质基因的复制、转录、翻译均在细胞质的线粒体、叶绿体内完

17、成，因为这两类细胞器中均有自己的核糖体3）生物的性状受核基因和质基因共同控制3关于中心法则的有关计算基因对性状的控制是通过对蛋白质的合成过程进行控制来实现的。包括转录和翻译两个过程，这两个过程都要遵循碱基互补配对原则。有关知识可以总结出关系式：氨基酸数1/3RNA的碱基数1/6基因中的碱基数。在双链DNA及其转录的RNA之间：在碱基数量上，a链上的（AT）b链上的（AT）RNA分子中（AU）1/2DNA分子中的（AT）；a链上的（GC）b链上的（GC）RNA分子中（GC）1/2DNA分子中的（GC）。4基因对生物性状的控制规律总结：密码子有64个，但有3个终止密码子不编码氨基酸。构成生物的氨基

18、酸有20种，但RNA不止20种，一共有61种。每种RNA上的反密码子要与RNA上的密码子互补配对。一种氨基酸可由几种RNA运载，但每种RNA只能运载一种氨基酸。在转录时，DNA中的双链只能以一条链为模板，故基因中碱基对的数目与RNA上碱基的个数相等。问题探究：1从疯牛病的实例中真的就能说明蛋白质也可以作为遗传物质吗？1因引起疯牛病的朊病毒只有蛋白质，可以推测其遗传物质为蛋白质，但还有待科学论证2生物的有些性状并不是由蛋白质来体现的，这与基因控制生物性状相矛盾吗为什么？2不矛盾。虽然有些性状不是蛋白质构成的，但控制这些性状的酶是蛋白质，这些酶的合成要受基因控制类型一DNA和RNA的区别例1大豆根

19、尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有8754解析：大豆根尖细胞所含的核酸中包括DNA和RNA两种，因此A、C、G各有2种核苷酸，T为DNA特有碱基，只有1种核苷酸。答案：B变式1tRNA与mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的（）A细胞核中B核糖体上C核膜上D核孔处解析：RNA与RNA碱基互补配对的现象出现在以RNA为模板，氨基酸为原料，翻译形成蛋白质的过程中，此过程在核糖体上进行。答案：B题型二对基因表达的理解例子1有关基因转录与翻译的比较，正确的是（）两个过程的完成都需要碱基互补配对两个过程的完成都需要运载工具两个过程的产物都以碳链为骨架两个过程都以核酸作为模板

20、ABCD解析：两个过程的完成都需要碱基互补配对，产生的产物是mRNA和多肽链，都以碳链为骨架；基因转录与翻译的模板分别是DNA和RNA，都是核酸；基因翻译需转运RNA运载。答案：B变式1某蛋白质分子由一条含176个氨基酸的肽链构成。下列叙述中正确的是（）A参与合成该多肽的细胞器应该有4种B组成该多肽的氨基酸应该有20种C该多肽的模板mRNA上能被翻译的密码子最多可有64种D参与合成该多肽的tRNA最多可有61种解析：参与合成该多肽的细胞器是核糖体和线粒体，内质网和高尔基体不参与多肽的合成；构成生物蛋白质的氨基酸有20种，但多肽中不一定有全部的20种；能被翻译的密码子最多可有61种，有三种没有翻

21、译能力；tRNA有61种，一个tRNA转运一个氨基酸，176个氨基酸最多可有61种tRNA。答案：D。类型三中心法则例1（08徐州一模）下图是中心法则示意图，各个数字代表不同的过程。据图回答问题。（1）若某蛋白质是由3条肽链290个氨基酸组成的，那么在合成该蛋白质的过程中至少需要DNA上个碱基，至多需要种氨基酸。（2）若用含有15N的培养基培养细菌，那么一段时间后，15N将会出现图中的物质中。（3）导致人们患白化病的最根本原因是_，从而不能合成酶。白化病在近亲结婚中远比非近亲结婚出现的机会高得多，原因是。（4）用图中物质和数字表示HIV的遗传信息传递和表达的过程：。解析:本题考查中心法则的内容

22、的综合应用。答案:（1）1740；20；（2）DNA；RNA；蛋白质；（3）基因突变；酪氨酸；白化病是隐性遗传病，近亲结婚的双方从共同祖先那里继承白化病基因的机会大大增加；（4）RNADNARNA蛋白质。变式1（08扬州一模多选）在生物体内性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的表达原则，以下叙述正确的是（）A一个成熟细胞的核DNA含量通常不变，但RNA和蛋白质含量不断变化BDNARNA的过程主要在细胞核中完成CRNA蛋白质的过程主要在细胞质完成D同一个体的不同体细胞中，核DNA相同，RNA和蛋白质不同解析：成熟的细胞一般不增殖，因此核DNA基本不变，但基因是选择性表达的；转录主要发生在细胞

23、核内，翻译主要发生在细胞质内。答案：ABCD变式2（08杭州模拟）一种动物的某种酶由150个氨基酸组成，在控制这个酶合成的基因中脱氧核苷酸的至少是（）A300个B450个C600个D900个解析：DNA片段（双链）RNA（单链）蛋白质，RNA上三个相邻碱基决定一个合成蛋白质的氨基酸。反推过去，150个氨基酸RNA上有450个碱基DNA片段中有碱基900个。答案：D变式3一段原核生物的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（）A33、11B36、12C12、36D11解析：一条含有11个肽键的多肽，有12个氨基酸，因此需12个tRNA运输，决定一个氨基酸需一个密码子，而每个密码子由mRNA上三个相邻的碱基组成，所以mRNA上至少含有123=36个。答案：B规律总结：1转录中DNA（基因）决定RNA的性质，遵循碱基互补配对原则；而翻译中，mRNA上密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。2翻译中，tRNA即转运氨基酸，又能与mRNA上的密码子互补配对，起了翻译者的作用。3翻译中，形成的肽键数=氨基酸个数一肽链条数。4mRNA、rRNA、tRNA都由DNA转录产生的，在翻译过程中一起发挥作用。题型四基因表达中相