第4章基因的表达课本原文填空-高一下学期生物人教版必修2

PAGE8第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1.细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使。后来发现细胞中的确有这样的物质，它就是______。2.RNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA很相似：它也是由基本单位——________连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是______而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基____（__________），而替换成碱基____（________）；RNA______是____链，而且比DNA短，因此能够通过______，从细胞核转移到细胞质中。3.这种作为DNA信使的RNA叫___________也叫_________。此外还有___________也叫________，以及____________，也叫________。4.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？科学家通过研究发现，RNA是在________中，通过__________酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作______。当细胞开始合成某种蛋白质时，__________酶与______这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链_______，双链的碱基得以暴露。细胞中游离的____________与DNA________上的碱基__________，在__________酶的作用下，依次连接，然后形成一个mRNA分子。5.mRNA合成以后，通过______进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做______。你已经知道，核酸的碱基序列蕴含着遗传信息。翻译的实质是将_______________翻译为_________________。6.DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。如果1个碱基决定1个氨基酸，那么，4种碱基只能决定4种氨基酸，这显然是不够的；如果2个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定16（即42）种氨基酸，还是不够。如果3个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定64（即43）种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。上述推测只是破解遗传密码过程中的一步。后来，科学家又通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知__________________________决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫做1个________，科学家将_____个密码子编制成了密码子表。7.在正常情况下，UGA是____________，但在特殊情况下，UGA可以编码____________。在______生物中，GUG也可以作____________，此时它编码__________。8从密码子表中可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，__________氨基酸都有______密码子，这一现象称做______________。9.mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。将氨基酸运到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA——________。tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，分子结构也很特别：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是__________________的部位，另一端有__________________。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作__________。10.________是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成___个tRNA的结合位点。11.mRNA进入________，与核糖体______。携带__________的tRNA，通过与碱基_______互补配对，进入位点1。携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。__________与这个氨基酸形成______，从而转移到位点2的tRNA上。核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点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。随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA上的____________，合成才告终止。肽链合成后，就从核糖体与mRNA的________上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。12.在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合____个核糖体，同时进行____条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。13.从信息传递的角度看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从______流向______，进而流向________的过程。在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家________首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了__________：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______。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充：少数生物（如一些___________）的遗传信息可以从_____流向____以及从____流向____。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的______，蛋白质是信息的__________，而ATP为信息的流动提供______，可见，生命是______、______和______的统一体。第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成（答案）1.细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使。后来发现细胞中的确有这样的物质，它就是RNA。2.RNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA很相似：它也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T（胸腺嘧啶），而替换成碱基U（尿嘧啶）；RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3.这种作为DNA信使的RNA叫信使RNA也叫mRNA。此外还有转运RNA也叫tRNA，以及核糖体RNA，也叫rRNA。4.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？科学家通过研究发现，RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。当细胞开始合成某种蛋白质时，RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露。细胞中游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，然后形成一个mRNA分子。5.mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。你已经知道，核酸的碱基序列蕴含着遗传信息。翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。6.DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。如果1个碱基决定1个氨基酸，那么，4种碱基只能决定4种氨基酸，这显然是不够的；如果2个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定16（即42）种氨基酸，还是不够。如果3个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定64（即43）种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。上述推测只是破解遗传密码过程中的一步。后来，科学家又通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫做1个密码子，科学家将64个密码子编制成了密码子表。7.在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。8从密码子表中可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称做密码子的简并。9.mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。将氨基酸运到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA——tRNA。tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，分子结构也很特别：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。10.核糖体是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。11.mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点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。随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。12.在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。13.从信息传递的角度看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从DNA流向RNA，进而流向蛋白质的过程。在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充：少数生物（如一些RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。第四章基因的表达第2节基因表达与性状的关系1.一百多年前，孟德尔曾经研究过豌豆种子的圆粒与皱粒这一对相对性状，并用遗传因子理论作出了精彩的解释。如今，如何从基因表达的层面作出更深入的解释呢？原来，与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码___________的基因，导致____________出现异常，活性大大降低，进而使细胞内______含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。2.基因通过______________来控制______过程，进而控制生物体的______。又如，人的白化症状是由于编码__________的基因异常而引起的。__________存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将________转变为黑色素；如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。3.基因还能通过__________________直接控制生物体的性状。例如，囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种______蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。4.生物体多种性状的形成，都是以___________为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是______的，而形态、结构和功能却各不相同。科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：一类是在__________________的基因，指导合成的蛋白质是______________________所必需的，如核糖体蛋白基因、__________酶基因；另一类是只在某类细胞中____________的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。细胞分化的本质就是______________________。基因的________表达与基因表达的______有关。5.基因__________表达、在__________中表达以及__________的高低都是受到_______的，这种______会直接影响性状。6.柳穿鱼是一种园林花卉。课本中所示的两株柳穿鱼花，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。柳穿鱼花的形态结构与____________的表达直接相关。课本中所示的两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列______，只是植株A的Lcyc基因在开花时_______，植株B的Lcyc基因____________。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被____________（Lcyc基因__________________________）了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株___的相似，F1自交的F2中___________的花与植株A相似，________植株的花与植株B的相似。7.某种实验小鼠的毛色受一对等位基因____和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出______的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，在Avy基因的前端（或称“上游”）有一段特殊的__________决定着该基因的__________，这段碱基序列具有____个可发生________________的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy基因______表达，小鼠表现为____色：当这些位点________后，Avy基因的表达就受到______。这段碱基序列的_______________，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越____。8.上述实例中，柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的__________没有变化，但部分碱基发生了____________，______了基因的表达，进而对______产生影响。这种DNA甲基化修饰可以______给后代，使后代出现同样的______。像这样，生物体______________________，但_________________________________的现象，叫作___________。9.__________现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如，基因组成相同的____________所具有的微小差异就与表观遗传有关；一个蜂群中，______和______都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。10.有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的________水平升高，对________上的_______也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的________水平明显升高。11.除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生________、________等修饰也会影响基因的表达。12.综上所述，基因通过其表达产物——________来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到______的。细胞分化的实质是_____________________的结果，__________能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生________的性状改变。13.在________情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到______基因的影响。例如，人的身高是由______基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定的作用。一个基因也可以影响______性状。例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了______的调控，而且对水稻的_______、______和______都有重要作用。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，______对性状也有着重要作用。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用；水毛茛两种类型叶的形成也与环境因素有关。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的__________，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地______着生物体的性状。第四章基因的表达第2节基因表达与性状的关系（答案）1.一百多年前，孟德尔曾经研究过豌豆种子的圆粒与皱粒这一对相对性状，并用遗传因子理论作出了精彩的解释。如今，如何从基因表达的层面作出更深入的解释呢？原来，与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。2.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。又如，人的白化症状是由于编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素；如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。3.基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如，囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。4.生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。5.基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控会直接影响性状。6.柳穿鱼是一种园林花卉。课本中所示的两株柳穿鱼花，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。课本中所示的两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化（Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团）了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分的花与植株A相似，少部分植株的花与植株B的相似。7.某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，在Avy基因的前端（或称“上游”）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表