資源簡介 中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺人教(2019)生物高考知識點(diǎn)梳理&對點(diǎn)訓(xùn)練6.3 基因的表達(dá)知識點(diǎn)(一) 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能―→種類 功能mRNA 蛋白質(zhì)合成的直接模板tRNA 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,識別密碼子rRNA 核糖體的組成成分病毒RNA RNA病毒的遺傳物質(zhì)酶 少數(shù)酶為RNA,可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(起催化作用)2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念:RNA是在細(xì)胞核中,通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的,這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。(2)場所:主要是細(xì)胞核,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。(3)過程。(4)產(chǎn)物:mRNA、rRNA、tRNA。3.翻譯(1)場所或裝配機(jī)器:核糖體。(2)條件。模板 原料 能量 酶 搬運(yùn)工具mRNA 氨基酸 ATP 多種酶 tRNA(3)過程。(4)產(chǎn)物:多肽蛋白質(zhì)。4.密碼子與反密碼子項(xiàng)目 密碼子 反密碼子位置 mRNA tRNA作用 直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,識別密碼子特點(diǎn) 與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ) 與mRNA中密碼子的堿基互補(bǔ)【連接教材資料】1.(必修2 P65圖4 4拓展)一個(gè)基因的兩條鏈都可以作為轉(zhuǎn)錄的模板嗎?一個(gè)DNA分子上所有基因的模板鏈都相同嗎?提示:轉(zhuǎn)錄時(shí)只能以基因的某一條鏈為模板;不同的基因模板鏈不一定是同一條鏈。2.(必修2 P66“相關(guān)信息”拓展)在蛋白質(zhì)的翻譯過程中,遺傳信息是由tRNA和rRNA流向蛋白質(zhì)的嗎?提示:tRNA和rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過程,但是這兩種RNA本身不會翻譯為蛋白質(zhì)。[知識梳理]轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的比較1.比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯項(xiàng)目 遺傳信息的傳遞 遺傳信息的表達(dá)復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯場所 主要是細(xì)胞核 主要是細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì)模板 親代DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA原料 4種游離的脫氧核苷酸 4種游離的核糖核苷酸 21種氨基酸模板去向 子代DNA分子中 DNA鏈重新聚合 降解成核糖核苷酸產(chǎn)物 完全相同的兩個(gè)DNA分子 RNA 蛋白質(zhì)(多肽)堿基配對 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C特點(diǎn) ①半保留復(fù)制 ②邊解旋邊復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 一條mRNA上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質(zhì)2.翻譯過程的三種模型圖分析圖甲分析 (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。 (2)一個(gè)核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)。 (3)翻譯起點(diǎn):起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。 (4)翻譯終點(diǎn):識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。 (5)翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動(dòng),mRNA不移動(dòng)圖乙分析 圖乙表示真核細(xì)胞的翻譯過程,其中①是mRNA,⑥是核糖體,②③④⑤表示正在合成的4條多肽鏈,具體分析如下: (1)數(shù)量關(guān)系:一個(gè)mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,形成多聚核糖體。 (2)意義:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。 (3)方向:核糖體的移動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃?,判斷依?jù)是多肽鏈的長短,長的翻譯在前。 (4)結(jié)果:合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)往往還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。 (5)形成的多條肽鏈氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA圖丙分析 圖丙表示原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,圖中①是DNA模板鏈,②③④⑤表示正在合成的4條mRNA,在核糖體上同時(shí)進(jìn)行翻譯過程[典例] (2022·襄陽模擬)圖中甲、乙、丙分別表示人體細(xì)胞中遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程。有關(guān)敘述正確的是( )A.甲過程中通常有多個(gè)核糖體共同參與一條肽鏈的合成,從而提高效率B.乙過程的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制,且多起點(diǎn)同時(shí)開始進(jìn)行C.丙過程進(jìn)行的場所包括細(xì)胞核、線粒體、葉綠體D.甲、乙、丙三過程均有氫鍵的破壞和形成,都遵循堿基互補(bǔ)配對的原則[解析] 一個(gè)核糖體只參與一條多肽鏈的合成,A錯(cuò)誤;乙過程多起點(diǎn)不是同時(shí)開始進(jìn)行的,B錯(cuò)誤;人體細(xì)胞中無葉綠體,C錯(cuò)誤;甲為翻譯,乙為DNA復(fù)制,丙為轉(zhuǎn)錄,三過程均有氫鍵的破壞和形成,都遵循堿基互補(bǔ)配對的原則,D正確。[答案] D“三步”判斷真、原核細(xì)胞的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯 [對點(diǎn)練習(xí)]1.如圖是人體某細(xì)胞中遺傳信息的傳遞及表達(dá)過程示意圖。據(jù)圖分析,以下描述正確的是( )A.①②過程中兩種酶的結(jié)合位點(diǎn)分別位于DNA和RNA分子上B.②過程生成的mRNA長度與DNA分子的每一條鏈都不同C.b中具有tRNA的結(jié)合位點(diǎn),翻譯時(shí)mRNA從右往左移動(dòng)D.該圖可表示胰島B細(xì)胞中胰島素基因指導(dǎo)胰島素的合成過程解析:選B?、龠^程是DNA復(fù)制,②過程是轉(zhuǎn)錄,③過程是翻譯,a是mRNA,b是核糖體,c是肽鏈。圖中①DNA復(fù)制和②轉(zhuǎn)錄兩個(gè)過程中兩種酶分別是DNA聚合酶和RNA聚合酶,兩種酶的結(jié)合位點(diǎn)都位于DNA分子上,A錯(cuò)誤;②轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的,而基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,因此轉(zhuǎn)錄生成的mRNA長度應(yīng)小于DNA分子的一條鏈的長度,B正確;b為核糖體,含有兩個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn),翻譯過程中核糖體沿著mRNA移動(dòng),C錯(cuò)誤;胰島B細(xì)胞已經(jīng)高度分化,不再分裂,DNA不再復(fù)制,D錯(cuò)誤。2.如圖是兩種細(xì)胞中主要遺傳信息的表達(dá)過程,據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是( )A.圖甲細(xì)胞沒有核膜包被的細(xì)胞核,所以轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)發(fā)生B.圖中所示的遺傳信息都是從DNA傳遞給mRNA再傳遞給蛋白質(zhì)的C.兩種表達(dá)過程均主要由線粒體提供能量,由細(xì)胞質(zhì)提供原料D.圖乙細(xì)胞中每個(gè)核糖體合成的多肽鏈都相同,翻譯的方向是由5′端到3′端解析:選C 分析題圖可知,圖甲、圖乙均表示轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。原核生物沒有線粒體,能量只能由細(xì)胞質(zhì)提供;真、原核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)過程所需的原料都是由細(xì)胞質(zhì)提供的,C錯(cuò)誤;圖乙細(xì)胞中翻譯過程的模板鏈相同,所以每個(gè)核糖體合成的多肽鏈相同,翻譯是由核糖體中肽鏈短的那一端向另一端進(jìn)行的,D正確。[知識梳理]遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析[對點(diǎn)練習(xí)]3.(2020·全國卷Ⅲ)細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I)。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對時(shí),存在如圖所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯(cuò)誤的是( )A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變解析:選C 根據(jù)題圖可知,反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補(bǔ)配對,說明一種反密碼子可以識別不同的密碼子,A正確;密碼子與反密碼子的堿基互補(bǔ)配對,二者的堿基之間通過氫鍵結(jié)合,B正確;tRNA分子和mRNA分子都是單鏈結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;由于某些氨基酸可對應(yīng)多種密碼子,故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變,D正確。4.如圖中甲表示酵母丙氨酸t(yī)RNA的結(jié)構(gòu)示意圖。乙和丙是甲相應(yīng)部分的放大圖,其中I表示次黃嘌呤,能夠與A、U或C配對。下列有關(guān)敘述正確的是( )A.圖中tRNA的p端是結(jié)合氨基酸的部位B.丙氨酸的密碼子與反密碼子是一一對應(yīng)的C.單鏈tRNA分子內(nèi)部不存在堿基互補(bǔ)配對D.轉(zhuǎn)錄丙所示序列的雙鏈DNA片段含有3個(gè)腺嘌呤解析:選D 圖中tRNA的3′ OH端是結(jié)合氨基酸的部位,A錯(cuò)誤;據(jù)題意可知,丙氨酸的反密碼子是IGC,則丙氨酸的密碼子可能是ACG、UCG、CCG,B錯(cuò)誤;tRNA分子的雙鏈部位存在堿基互補(bǔ)配對,單鏈部位不存在堿基互補(bǔ)配對,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)錄過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則,轉(zhuǎn)錄丙的雙鏈DNA片段為TGGACGAG/ACCTGCTC,含3個(gè)腺嘌呤,D正確。明確氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關(guān)系(1)一種氨基酸可對應(yīng)一種或幾種密碼子(即密碼子具有簡并性),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。(2)除終止密碼子外,一種密碼子只能決定一種氨基酸;一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸?! ?br/>[知識梳理]基因表達(dá)中的相關(guān)計(jì)算1.DNA模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA中A+U(或C+G)相等,則(A+T)總%=(A+U)mRNA%。2.DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系,如圖所示:可見,蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=1/3mRNA堿基數(shù)目=1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。[對點(diǎn)練習(xí)]5.(2022·亳州期末)假設(shè)大腸桿菌細(xì)胞中某個(gè)基因控制合成的蛋白質(zhì)中有30個(gè)氨基酸,基因中C占堿基總數(shù)的20%,不考慮終止密碼。下列敘述正確的是( )A.該基因復(fù)制一次,至少需要27個(gè)游離的腺嘌呤脫氧核苷酸B.基因轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中,鳥嘌呤的數(shù)目占堿基總數(shù)的20%C.翻譯合成該蛋白質(zhì)的過程中,可能需要21種tRNA參與D.該基因復(fù)制n次,含有親代DNA鏈的DNA分子所占比例為1/2n解析:選C 大腸桿菌細(xì)胞中某個(gè)基因控制合成的蛋白質(zhì)中有30個(gè)氨基酸,不考慮終止密碼,因此mRNA上共有90個(gè)堿基,控制該蛋白質(zhì)的基因堿基數(shù)至少為180個(gè),基因中C占堿基總數(shù)的20%,故C=180×20%=36(個(gè)),G=C=36個(gè),A=T=(180-36×2)÷2=54(個(gè))。該基因中腺嘌呤脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為54個(gè),該基因復(fù)制一次,需要(21-1)×54=54(個(gè))游離的腺嘌呤脫氧核苷酸,A錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)錄以基因的一條鏈為模板合成mRNA,mRNA中鳥嘌呤G的數(shù)目等于基因轉(zhuǎn)錄時(shí)模板鏈上胞嘧啶C的數(shù)目,但基因轉(zhuǎn)錄時(shí)模板鏈上胞嘧啶C的數(shù)量不知道,鳥嘌呤G的數(shù)目占該mRNA中堿基總數(shù)的比例無法計(jì)算,B錯(cuò)誤;一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn),所以30個(gè)氨基酸可能由21種tRNA參與,C正確;該基因復(fù)制n次,產(chǎn)生2n個(gè)DNA分子,有2個(gè)DNA分子含親代DNA鏈,占DNA分子總數(shù)的比例為2/2n,D錯(cuò)誤。6.一個(gè)mRNA分子有m個(gè)堿基,其中G+C有n個(gè);由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)分別是(不考慮終止密碼子)( )A.m、(m/3)-1 B.m、(m/3)-2C.2(m-n)、(m/3)-1 D.2(m-n)、(m/3)-2解析:選D mRNA分子中有m個(gè)堿基,其中G+C的數(shù)目為n個(gè),則A+U的數(shù)目為(m-n)個(gè),故模板DNA中A+T數(shù)目為2(m-n)個(gè)。根據(jù)mRNA堿基數(shù)目∶蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=3∶1可知,氨基酸數(shù)目為m/3個(gè)。合成蛋白質(zhì)時(shí),脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=(m/3)-2。知識點(diǎn)(二) 中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系1.中心法則(1)提出者:克里克。(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解。圖中序號依次表示①轉(zhuǎn)錄,②逆轉(zhuǎn)錄,③復(fù)制,④翻譯。(3)生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。①DNA、RNA是信息的載體。②蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物。③ATP為信息的流動(dòng)提供能量。2.基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑。①方式:基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。②實(shí)例:鐮狀細(xì)胞貧血、囊性纖維化等。(2)間接控制途徑。①方式:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀。②實(shí)例。白化病豌豆粒形3.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化(1)基因類型。①在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因:指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的,如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。②只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因,如卵清蛋白基因、胰島素基因。(2)細(xì)胞分化的本質(zhì):基因的選擇性表達(dá)。4.表觀遺傳(1)概念:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。(2)類型:DNA甲基化,組蛋白的甲基化和乙?;?。5.基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系(1)基因控制生物體的性狀。(2)生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。(3)基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(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。【連接教材資料】1.(必修2 P72“思考·討論”)3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因,但只檢測到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說明了什么?提示:這一事實(shí)說明,細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá),基因的表達(dá)存在選擇性。2.(必修2 P74“批判性思維”)你如何客觀評價(jià)基因決定生物體的性狀這一觀點(diǎn)?提示:生物性狀的形成往往是內(nèi)因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結(jié)果。[知識梳理]根據(jù)中心法則過程分析生物遺傳信息的傳遞[典例] (2022·東莞高三一診)下圖所示為遺傳信息傳遞的“中心法則”。研究發(fā)現(xiàn)四環(huán)素具有與細(xì)菌核糖體結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )A.四環(huán)素通過抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果B.圖中涉及堿基A與U配對的過程為②③④⑤C.細(xì)菌體內(nèi)②和③過程可在同一區(qū)域同時(shí)發(fā)生D.艾滋病病毒侵染T細(xì)胞后能發(fā)生圖中所有過程[解析] 圖中①過程為DNA復(fù)制,②過程為轉(zhuǎn)錄,③過程為翻譯,④過程為RNA復(fù)制,⑤過程為逆轉(zhuǎn)錄。艾滋病病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒,不會發(fā)生④過程,D錯(cuò)誤。[答案] D [對點(diǎn)練習(xí)]1.克里克提出了中心法則,隨著研究的不斷深入,科學(xué)家對中心法則作出了補(bǔ)充(如圖),下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.中心法則描述了生物界遺傳信息的傳遞過程B.堿基互補(bǔ)配對保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性C.圖中①~⑤過程都可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生D.中心法則揭示了生物界共用同一套遺傳密碼解析:選D 圖中①表示轉(zhuǎn)錄,②表示逆轉(zhuǎn)錄,③表示DNA復(fù)制,④表示RNA復(fù)制,⑤表示翻譯,以上過程均可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生,C正確;中心法則沒有揭示生物界共用同一套遺傳密碼,D錯(cuò)誤。2.(2022·佛山一模)新型冠狀病毒(單鏈RNA病毒)侵染人體細(xì)胞后,其增殖過程如圖所示。以下說法錯(cuò)誤的是( )A.①和④所用到的酶和原料都不同B.①除涉及病毒RNA外還有宿主細(xì)胞RNA的參與C.①②③④中都會發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的過程D.新冠病毒的遺傳物質(zhì)中嘌呤和嘧啶的數(shù)量不一定相等解析:選A?、偈欠g過程,②是RNA復(fù)制過程,③是RNA復(fù)制過程,④是翻譯過程。①和④都是翻譯過程,所用的酶和原料不完全相同,A錯(cuò)誤;新冠病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA,其嘌呤和嘧啶的數(shù)量不一定相等,D正確。[知識梳理]分析基因與性狀的關(guān)系1.細(xì)胞分化本質(zhì)注:圖中A、B、C、D、E代表基因,灰色代表表達(dá)的基因,即處于活動(dòng)狀態(tài);白色代表不表達(dá)的基因,即處于關(guān)閉狀態(tài)。(1)分化前和分化后形成的各種細(xì)胞中DNA(基因)不變。(2)表達(dá)的基因有兩類:所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因(如ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因);只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因(如胰島素基因、血紅蛋白基因)。(3)分化形成的各種細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。2.理清基因與性狀的關(guān)系[對點(diǎn)練習(xí)]3.(2022·泰安期末)下圖為人體內(nèi)苯丙氨酸代謝的途徑示意圖(基因①和基因②位于非同源染色體上)。下列相關(guān)敘述正確的是( )A.苯丙酮尿癥的發(fā)病原因說明基因可以控制蛋白質(zhì)的合成,從而直接控制性狀B.苯丙酮尿癥患者的細(xì)胞中tRNA與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系與健康人相同C.基因①和基因②都參與控制黑色素形成,它們不遵循基因自由組合定律D.老人頭發(fā)變白是基因②不進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果解析:選B 基因①通過控制酶①的合成來控制代謝,其異常會引起苯丙酮尿癥,說明基因可控制酶的合成,從而控制新陳代謝,進(jìn)而間接控制生物性狀,A錯(cuò)誤;苯丙酮尿癥患者細(xì)胞基因發(fā)生變化,tRNA與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系沒有變化,B正確;基因①和基因②都參與控制黑色素形成,但它們位于非同源染色體上,所以兩者遵循基因自由組合定律,C錯(cuò)誤;老人頭發(fā)變白的原因是酶②活性降低,黑色素合成減少,D錯(cuò)誤。4.分別用β 珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶)基因的片段為探針,與雞的成紅細(xì)胞、輸卵管細(xì)胞和胰島細(xì)胞中提取的總RNA進(jìn)行分子雜交,結(jié)果見表(注:“+”表示陽性,“-”表示陰性)。下列敘述不正確的是( )各細(xì)胞中提 取的總RNA 探針細(xì)胞β 珠蛋白基因 卵清蛋白基因 丙酮酸激酶基因成紅細(xì)胞 + - +輸卵管細(xì)胞 - + +胰島細(xì)胞 - - +A.在成紅細(xì)胞中,β 珠蛋白基因處于活動(dòng)狀態(tài),卵清蛋白基因處于關(guān)閉狀態(tài)B.輸卵管細(xì)胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因,缺少β 珠蛋白基因C.丙酮酸激酶基因的表達(dá)產(chǎn)物對維持雞細(xì)胞的基本生命活動(dòng)很重要D.上述不同類型細(xì)胞的生理功能差異與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)解析:選B 基因探針既可以用來檢測目的基因的存在,也可以檢測目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物mRNA分子,若存在,說明該基因得到表達(dá)。在成紅細(xì)胞中,不存在卵清蛋白基因?qū)?yīng)mRNA,即該基因不表達(dá),處于關(guān)閉狀態(tài),A正確;同一個(gè)個(gè)體所有體細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵有絲分裂而來,具有一套相同基因,B錯(cuò)誤;丙酮酸激酶基因表達(dá)產(chǎn)物為與細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶,可保證細(xì)胞呼吸正常進(jìn)行,提供生命活動(dòng)需要的能量,C正確。[知識梳理]表觀遺傳機(jī)制與現(xiàn)象分析1.表觀遺傳的分子機(jī)制(1)DNA的甲基化。基因中的堿基序列沒有變化,但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而影響表型。(2)構(gòu)成染色體的組蛋白的乙?;揎棥?br/>真核生物細(xì)胞核中的DNA與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,帶負(fù)電荷的DNA“纏繞”在帶正電荷的蛋白質(zhì)(如組蛋白)上,使細(xì)長的DNA卷成緊密的結(jié)構(gòu)。組蛋白的正電荷一旦減少,其與DNA的結(jié)合就會減弱,這部分的DNA就會“松開”,激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。(3)RNA干擾。RNA干擾是正常生物體內(nèi)抑制特定基因表達(dá)的一種現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞中導(dǎo)入與內(nèi)源性mRNA編碼區(qū)同源的雙鏈RNA時(shí),該mRNA發(fā)生降解而導(dǎo)致基因表達(dá)沉默的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后,又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默,是表觀遺傳的重要機(jī)制之一。2.表觀遺傳的特點(diǎn)(1)可遺傳:基因表達(dá)和表型可以遺傳給后代。(2)不變性:基因的堿基序列保持不變。(3)可逆性:DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化,即被修飾的DNA可以發(fā)生去甲基化。3.理解表觀遺傳注意三個(gè)問題(1)表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。(2)表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。(3)表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過程,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。4.表型模擬生物的表型=基因型+環(huán)境,由于受環(huán)境影響,導(dǎo)致表型與基因型不符合的現(xiàn)象。如果蠅長翅(V)和殘翅(v)的遺傳受溫度的影響,其表型、基因型與環(huán)境的關(guān)系如下表:溫度 基因型 表型25 ℃(正常溫度) VV、Vv 長翅vv 殘翅35 ℃ VV、Vv、vv 殘翅[對點(diǎn)練習(xí)]5.(2021·8省聯(lián)考,河北卷)DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團(tuán),此種變化可影響基因的表達(dá),對細(xì)胞分化具有調(diào)控作用。基因啟動(dòng)子區(qū)域被甲基化后,會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),多種類型的癌細(xì)胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化B.甲基化的啟動(dòng)子區(qū)更易暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列C.抑癌基因過量甲基化后會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖D.某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象解析:選B DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團(tuán),細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化,從而影響基因的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞分化,A正確;據(jù)題干可知基因啟動(dòng)子區(qū)域被甲基化后,會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,因此甲基化的啟動(dòng)子區(qū)不利于暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列,B錯(cuò)誤;抑癌基因主要阻止細(xì)胞不正常增殖,抑癌基因過量甲基化后不能正常表達(dá),會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖,C正確;某些DNA甲基化抑制劑,可以抑制抑癌基因過量甲基化,阻止細(xì)胞癌變,可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象,D正確。6.(2022·臨沂檢測)RNA干擾通常是一種由雙鏈RNA誘發(fā)的“基因沉默”(如下圖所示),在此過程中,細(xì)胞中與雙鏈RNA有同源序列的信使RNA被降解,來干擾生物體本身的RNA“信使”功能,從而抑制了致病基因的表達(dá)。這種技術(shù)最初曾被用來研究植物和蠕蟲等,科學(xué)家后來發(fā)現(xiàn)它對哺乳動(dòng)物細(xì)胞也有效。例如,美國哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)成功地利用RNA干擾技術(shù)治愈了實(shí)驗(yàn)鼠的肝炎。下列是對RNA干擾現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的理解,你認(rèn)為不正確的是( )A.RNA能抑制基因的表達(dá)B.RNA會干擾生物體本身的mRNA的“信使”功能C.RNA干擾現(xiàn)象可用于治療某些疾病D.RNA干擾現(xiàn)象使細(xì)胞內(nèi)特定mRNA的合成受阻解析:選D dsRNA被切成若干siRNA,然后與蛋白質(zhì)結(jié)合形成RISC,其識別靶序列(mRNA序列),進(jìn)而使得mRNA被降解,導(dǎo)致mRNA不能翻譯出蛋白質(zhì)。RNA能抑制基因的表達(dá)過程中的翻譯過程,A正確;圖示過程使mRNA降解,因此RNA會干擾生物體本身的mRNA的“信使”功能,B正確;RNA干擾現(xiàn)象可以阻止某些蛋白質(zhì)的合成,可用于治療某些疾病,C正確;RNA干擾現(xiàn)象中,細(xì)胞內(nèi)特定mRNA能夠合成,只是合成的mRNA被降解了,D錯(cuò)誤。7.已知果蠅的長翅與殘翅是一對相對性狀,且長翅(V)對殘翅(v)為顯性,但遺傳學(xué)家在不同溫度下培養(yǎng)長翅果蠅幼蟲,得到不同的結(jié)果,如下表。實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)處理 結(jié)果長翅果蠅幼蟲A 25 ℃條件培養(yǎng) 長翅果蠅長翅果蠅幼蟲B 35~37 ℃處理6~24 h后培養(yǎng) 殘翅果蠅請結(jié)合所學(xué)知識回答問題:(1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明基因與性狀是怎樣的關(guān)系?____________________________________________________________________________________________________________。(2)果蠅B的殘翅性狀能否遺傳?________。原因是______________________________。(3)人們將果蠅B的殘翅性狀稱為表型模擬,若現(xiàn)有一殘翅果蠅,如何判斷它是否是表型模擬?請?jiān)O(shè)計(jì)鑒定方案。①方法步驟:______________________________________________________________________________________________________________________________________。②結(jié)果分析:A.________________________________________________________________________。B.________________________________________________________________________。解析:(3)這只殘翅果蠅的基因型有兩種可能:表型模擬的V_和隱性純合的vv。用該未知基因型的殘翅果蠅與正常溫度條件下發(fā)育成的異性殘翅果蠅vv正常交配,并將孵化出的幼蟲放在25 ℃溫度條件下培養(yǎng),如果后代出現(xiàn)長翅果蠅,則該殘翅果蠅的基因型為V_,屬于表型模擬;如果后代全為殘翅果蠅,則該殘翅果蠅的基因型為vv。答案:(1)基因控制生物的性狀,且性狀的形成同時(shí)還受環(huán)境的影響 (2)不能遺傳 這種殘翅性狀是單純由于環(huán)境條件的改變而引起的,其遺傳物質(zhì)(基因型)并沒有發(fā)生改變 (3)①讓這只殘翅果蠅與在正常溫度條件下發(fā)育成的異性殘翅果蠅(基因型為vv)交配;讓其后代在25 ℃溫度條件下發(fā)育 ②A.若后代均為殘翅果蠅,則該果蠅基因型為vv B.若后代有長翅果蠅出現(xiàn),則說明該果蠅屬于表型模擬[課時(shí)驗(yàn)收評價(jià)]1.人類基因組70%以上的DNA可以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA,但其中部分mRNA存在不翻譯現(xiàn)象。下列分析錯(cuò)誤的是( )A.rRNA和tRNA也是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,但無法檢測到它們的翻譯產(chǎn)物B.合成的某些mRNA上不存在RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)導(dǎo)致其無法進(jìn)行翻譯C.一條mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,核糖體沿mRNA每次移動(dòng)三個(gè)堿基的位置D.翻譯時(shí),反密碼子的某個(gè)堿基改變可能不影響tRNA攜帶氨基酸的種類解析:選B RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄,其結(jié)合位點(diǎn)存在于基因上,B錯(cuò)誤;一條mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,提高翻譯的效率,每個(gè)密碼子由三個(gè)堿基組成,所以核糖體沿mRNA每次移動(dòng)三個(gè)堿基的位置,C正確;密碼子具有簡并性,所以翻譯時(shí),反密碼子的某個(gè)堿基改變可能不影響tRNA攜帶氨基酸的種類,D正確。2.如圖表示原核細(xì)胞中遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程,有關(guān)敘述正確的是( )A.圖中②過程中發(fā)生在細(xì)胞分裂間期B.圖中③、④最終合成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相同C.圖中rRNA和核糖體的合成與核仁有關(guān)D.核糖體在mRNA上移動(dòng)方向由b到a解析:選B 圖示為原核細(xì)胞中遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程,①是DNA自我復(fù)制,②是轉(zhuǎn)錄,①DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂間期,A錯(cuò)誤;原核細(xì)胞中沒有核仁和核膜,C錯(cuò)誤;由肽鏈長短可知,核糖體在mRNA上的移動(dòng)方向是由a到b,D錯(cuò)誤。3.如圖所示為基因的作用與性狀的表現(xiàn)之間的關(guān)系。下列相關(guān)敘述正確的是( )A.①過程與DNA復(fù)制的共同點(diǎn)是都以DNA單鏈為模板,在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行B.③過程直接需要的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATPC.人的鐮狀細(xì)胞貧血是通過蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)的,白化病是通過蛋白質(zhì)直接表現(xiàn)的D.HIV和T2噬菌體都可獨(dú)自進(jìn)行①③這兩個(gè)基本過程解析:選B ①過程是轉(zhuǎn)錄,以DNA一條鏈為模板,在RNA聚合酶的作用下進(jìn)行,而DNA的復(fù)制是以DNA的兩條鏈為模板,在DNA聚合酶的作用下完成,A錯(cuò)誤;白化病患者體內(nèi)缺乏酪氨酸酶,是通過控制酶的合成間接表現(xiàn)的,人的鐮狀細(xì)胞貧血是通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接表現(xiàn)的,C錯(cuò)誤;HIV和T2噬菌體是病毒,必須寄生在宿主細(xì)胞內(nèi),利用宿主細(xì)胞提供的物質(zhì)和能量才能完成①③過程,D錯(cuò)誤。4.(2022·廣州質(zhì)檢)黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交,產(chǎn)生的F1(Aa)的不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色。研究表明,不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)現(xiàn)象出現(xiàn),甲基化不影響基因DNA復(fù)制。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )A.F1個(gè)體體色的差異與A基因甲基化程度有關(guān)B.甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C.堿基甲基化不影響堿基互補(bǔ)配對過程D.甲基化是引起基因突變的常見方式解析:選D F1個(gè)體的基因型都是Aa,但體色有差異,與A基因甲基化程度有關(guān),A正確;RNA聚合酶與該基因的特定部位的結(jié)合屬于基因表達(dá)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),特定部位甲基化可能會影響其表達(dá)過程,B正確;基因突變是基因中堿基對增添、缺失或替換導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變,而基因中堿基甲基化后該基因結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變,所以不屬于基因突變,D錯(cuò)誤。5.基因最初轉(zhuǎn)錄形成的是核內(nèi)不均RNA——hnRNA,其在細(xì)胞核內(nèi)經(jīng)加工成為成熟的mRNA。甲、乙為小鼠的β 球蛋白基因(圖中的實(shí)線為基因)分別與其hnRNA、mRNA的雜交結(jié)果示意圖。下列敘述不正確的是( )A.β 球蛋白基因中存在不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列B.hnRNA和mRNA之間雜交會出現(xiàn)較大比例的雜交帶C.hnRNA加工成mRNA的過程不需要解旋酶參與D.圖中進(jìn)行的堿基互補(bǔ)配對方式與翻譯過程有所不同解析:選B 圖中β 球蛋白基因分別與其hnRNA、mRNA雜交后出現(xiàn)未雜交區(qū)域,故推測β 球蛋白基因中存在不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列,A正確;mRNA是由hnRNA加工形成的,二者不能雜交,B錯(cuò)誤;hnRNA為單鏈,加工成mRNA的過程不需要解旋酶,C正確;圖中DNA與RNA之間堿基配對方式為A—U、C—G、G—C、T—A,翻譯過程中堿基互補(bǔ)配對為A—U、U—A、C—G、G—C,所以兩個(gè)過程中堿基互補(bǔ)配對方式不同,D正確。6.真核細(xì)胞中的miRNA是一類不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA,它能識別靶mRNA并與之發(fā)生部分互補(bǔ)結(jié)合,從而調(diào)控基因的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),BC12是一個(gè)抗凋亡基因,其編碼的蛋白質(zhì)有抑制細(xì)胞凋亡的作用,該基因的表達(dá)受MIR 15a基因控制合成的miRNA調(diào)控。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )A.miRNA調(diào)控基因表達(dá)的方式可能是使靶RNA降解,或抑制翻譯過程B.miRNA可能會影響細(xì)胞分化的方向,在細(xì)胞凋亡、個(gè)體發(fā)育過程中起重要作用C.細(xì)胞內(nèi)的RNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來,只有mRNA攜帶控制蛋白質(zhì)合成的信息D.MIR 15a基因缺失會導(dǎo)致BCL2基因表達(dá)產(chǎn)物增加,降低細(xì)胞癌變的可能性解析:選D 根據(jù)題干信息“miRNA能識別靶mRNA并與之發(fā)生部分互補(bǔ)結(jié)合從而調(diào)控基因的表達(dá)”,可推測,其調(diào)控基因表達(dá)的方式可能是使mRNA降解,或?qū)е缕洳荒苓M(jìn)行翻譯過程,A正確;miRNA是真核細(xì)胞中一類不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA,可調(diào)控其他基因的表達(dá),在細(xì)胞分化、凋亡、個(gè)體發(fā)育和疾病發(fā)生等方面起著重要作用,B正確;DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有mRNA、tRNA、rRNA,mRNA作為DNA信使攜帶控制蛋白質(zhì)合成的信息,tRNA、rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過程,但本身不會翻譯為蛋白質(zhì),C正確;若MIR 15a基因缺失,則無法合成miRNA,無法調(diào)控BCL2基因的表達(dá),使BCL2基因表達(dá)產(chǎn)物增加,抑制細(xì)胞凋亡,提高細(xì)胞癌變的可能性,D錯(cuò)誤。7.新冠病毒(SARS CoV 2)和肺炎鏈球菌均可引發(fā)肺炎,兩者結(jié)構(gòu)不同。新冠病毒是具外套膜的正鏈單股RNA病毒,其遺傳物質(zhì)是目前所有RNA病毒中最大的,該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過程如圖所示,a~e表示相應(yīng)的生理過程。下列有關(guān)敘述正確的是( )A.新冠病毒與肺炎鏈球菌均需利用人體細(xì)胞內(nèi)的核糖體進(jìn)行蛋白質(zhì)合成B.新冠病毒與肺炎鏈球菌二者的遺傳物質(zhì)都沒有與組蛋白相結(jié)合C.新冠病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)形成子代的過程可以體現(xiàn)中心法則的全過程D.a(chǎn)~e過程均存在A—U的形成和解開,圖中的mRNA與RNA(+)序列相同解析:選B 新冠病毒以人體細(xì)胞為宿主,需要利用人體細(xì)胞的核糖體、原料、酶、能量等,但肺炎鏈球菌為細(xì)菌,能夠使用自身的核糖體合成蛋白質(zhì),可以獨(dú)立生存,A錯(cuò)誤;組蛋白是染色體的主要組成成分,新冠病毒與肺炎鏈球菌均不含染色體,都沒有組蛋白,B正確;新冠病毒形成子代沒有體現(xiàn)中心法則中RNA逆轉(zhuǎn)錄過程,C錯(cuò)誤;a~e過程均有A—U的堿基配對和堿基分開過程,圖中mRNA序列比RNA(+)短,D錯(cuò)誤。8.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),TATA box是多數(shù)真核生物基因的一段DNA序列,位于基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游,其堿基序列為TATAATAAT,RNA聚合酶與TATA box牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.TATA box被徹底水解后可得到4種小分子B.mRNA逆轉(zhuǎn)錄可獲得含TATA box的DNA片段C.RNA聚合酶與TATA box結(jié)合后才催化核苷酸鏈的形成D.該研究為人們主動(dòng)“關(guān)閉”某個(gè)異?;蛱峁┝怂悸?br/>解析:選B TATA box被徹底水解后得到脫氧核糖、磷酸、A、T共4種小分子,A正確;TATA box屬于基因啟動(dòng)子的一部分,mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得的DNA片段不含TATA box,B錯(cuò)誤;RNA聚合酶與TATA box結(jié)合后催化氫鍵的解開,形成單鏈開始轉(zhuǎn)錄形成核糖核苷酸鏈,C正確;某基因的TATA box經(jīng)誘變?nèi)笔Ш?,RNA聚合酶沒有了結(jié)合位點(diǎn),不能啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄,D正確。9.如圖為不同種類的藥品影響大腸桿菌遺傳信息流動(dòng),從而抑制大腸桿菌生長繁殖的原理模式圖。下列有關(guān)敘述不正確的是( )A.二氯二乙胺能夠抑制DNA復(fù)制酶,則二氯二乙胺最可能是藥物aB.四環(huán)素能特異性地與大腸桿菌核糖體結(jié)合,則四環(huán)素可能是藥物cC.藥物a與藥物b的作用對象可能不同,但都可能使DNA不能解旋D.大腸桿菌細(xì)胞是原核細(xì)胞,因此大腸桿菌細(xì)胞中只有rRNA解析:選D 藥物a影響DNA的復(fù)制,而DNA復(fù)制酶與DNA的復(fù)制有關(guān),所以二氯二乙胺最可能是藥物a,A正確;四環(huán)素與大腸桿菌核糖體結(jié)合從而影響翻譯過程,所以四環(huán)素可能是藥物c,B正確;在DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中都會發(fā)生DNA分子解旋的過程,所以藥物a(影響復(fù)制)與藥物b(影響轉(zhuǎn)錄)都可能使DNA不能解旋,C正確;大腸桿菌細(xì)胞中可以發(fā)生翻譯過程,所以細(xì)胞內(nèi)含有rRNA、mRNA和tRNA,D錯(cuò)誤。10.中心法則是現(xiàn)代生物學(xué)中最重要、最基本的規(guī)律之一,在生物科學(xué)發(fā)展過程中占有重要地位。以DNA為模板合成RNA是生物界中RNA合成的主要方式,但某些RNA病毒的遺傳信息儲存在RNA分子中,當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后,先以病毒的RNA分子為模板合成一個(gè)DNA分子,再以DNA分子為模板合成新的病毒RNA。下圖中的甲、乙、丙代表著三種生物不同的遺傳和表達(dá)方式,請分析回答:(1)①②⑦所示的三個(gè)過程分別是______、________、______。(2)圖中需要轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)和核糖體同時(shí)參與的過程有________(填圖中序號)。(3)若生物甲在進(jìn)行過程③時(shí),一個(gè)DNA分子的一條鏈上的一個(gè)G變成C,則該DNA分子經(jīng)過n次復(fù)制后,子代DNA分子中,發(fā)生差錯(cuò)的占________(填選項(xiàng))。A.1/2 B.1/2n-1 C.1/2n D.1/2n+1(4)圖甲中,參與過程①的酶是_________________。(5)圖丙中,當(dāng)堿基為—AAC—序列時(shí),會發(fā)生—UUG—配對的過程有________(填圖中序號)。解析:(1)①②⑦所示的三個(gè)過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄。(2)圖中需要轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)和核糖體同時(shí)參與的過程即翻譯過程有②⑤⑨。(3)因?yàn)閺?fù)制的兩條模板鏈一條正常一條錯(cuò)誤,所以無論復(fù)制多少次,以錯(cuò)誤模板復(fù)制的都錯(cuò)誤,以正確模板復(fù)制的都正常,各占一半。(4)圖甲中,參與過程①轉(zhuǎn)錄的酶是RNA聚合酶。(5)圖丙中,當(dāng)堿基為—AAC—序列時(shí),會發(fā)生—UUG—配對的過程有⑦⑧⑨。答案:(1)轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 (2)②⑤⑨ (3)A (4)RNA聚合酶 (5)⑦⑧⑨ 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫