高三生物一轮复习导学案 基因的表达

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DNA、RNA在化学组成上的区别:
⑴组成的五碳糖不同:DNA含有 ,RNA含有 ;
⑵碱基不同: DNA的碱基有4种： ，RNA的碱基有4种 .
⑶RNA一般是 链，而且比DNA短，因此能够通过 ，从细胞核转移到细胞质中。
RNA有三种，有作为DNA的信使的RNA叫 ;有转运RNA叫 ;以及核糖体RNA，叫 。
RNA是在细胞 中，以DNA的 链为模板合成的，这一过程称为转录。
DNA为模板转录RNA的过程：
⑴DNA 解开，碱基暴露出来。
⑵游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基 ，在 的作用下，开始mRNA的合成。
⑶新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
⑷合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA 恢复。
游离在 中的 就以 为模板合成具有一定 的蛋白质，这个过程叫 。
mRNA上 决定一个 ，每三个 称做一个 。
绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称做密码子的 性。
几乎所有的生物体都共用同一套密码子，这叫密码子的 性。
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 。在原核生物中GUG也可以作起始密码子，此时它编码 。
每一种tRNA能识别并转运 种氨基酸。tRNA看上去像三叶草的叶形，其一端是 的部位，另一端有3个碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫 。
蛋白质合成过程:
⑴mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带 的tRNA，通过碱基 互补配对，进入位点1。
⑵携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
⑶甲硫氨酸通过与这个氨基酸形成 键转移到占据位点 的tRNA上。
⑷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。
就这样随着核糖体的移动，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mRNAR的 ,合成才告终止。
通常一个mRNA分子上可以相继结合多个 ，同时进行 ，因此少量 mRNA分子就可以迅速合成 。
判断训练：
DNA复制就是基因表达的过程( )
DNA在转录过程中需要解旋酶和DNA聚合酶。（ ）
DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板进行的。( )
转录的产物只有mRNA( )
转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料( )
真核细胞的tRNA与mRNA的合成部位相同。（ ）
转录和翻译均遵循碱基互补配对原则，且都以核糖核苷酸为原料。( )
mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。 （ ）
密码子位于mRNA上,是由三个相邻碱基组成( )
一种氨基酸有多种密码子，一种密码子也可以决定不同的氨基酸。（ ）
tRNA与mRNA的基本单位相同，但前者是双链，后者是单链。tRNA呈三叶草结构，是由三个碱基组成的，搬运一次氨基酸后即失效( )
DNA的复制和转录过程中存在碱基互补配对，翻译过程中不存在碱基互补配对( )
同一个体的不同体细胞中，蛋白质种类存在差异，但是核基因种类没有差异。( )
终止密码子不编码氨基酸( )
翻译时，mRNA上的一个核糖体上最多可同时结合两个tRNA（ ）
人体细胞中，在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上。 （ ）
转录时，RNA聚合酶只能起到催化作用，不能识别DNA中特定的碱基序列( )
人体的不同细胞中，mRNA存在特异性差异，但tRNA则没有特异性差异。（ ）
转录和翻译过程中都遵循了A与U、U与A配对的原则。( )
RNA聚合酶既能使DNA分子解旋，又能使核糖核苷酸聚合成RNA；RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键和氢键( )
少数RNA具有生物催化作用。( )
DNA因为是双链而有氢键，RNA因为是单链而没有氢键。( )
人体细胞中的某基因的碱基对数为N，则由其转录成的mRNA的碱基数至多为N，由其翻译形成的多肽的氨基酸数目至多为N/3( )
在细胞中合成由3种氨基酸构成的六肽化合物时只需要3种tRNA。 （ ）
基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码( )
不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性( )
酶的产生都需要经过转录和翻译两个过程。( )
rRNA及核糖体的合成都与核仁密切相关( )
多聚核糖体大大提高了翻译的效率，可以在短时间合成大量不同的肽链( )
三、边练边讲
练习1.基因表达
1、如图为某细胞中转录、翻译的示意图,据图判断下列描 述中正确的是( )
A.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
B.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
C.图中表示4条多肽链正在合成
D.该细胞可以是人皮肤表皮细胞
2、下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法错误的是 （ ）
A．该过程表明细胞可以迅速合成出大量的蛋白质
B．核糖体的移动方向从右向左
C．该过程直接合成的②③④⑤中氨基酸的顺序相同
D．该过程表明细胞可以迅速合成多种类型的多肽
3、以下关于基因表达中的相关知识的叙述，正确的有几项（ ）
①密码子共有64种，其中有3种终止密码，1种起始密码②因为终止密码没有相应配对的反密码子，所以tRNA只有61种③启动子是起始密码的模板，是RNA聚合酶识别接合的位点，也是转录起始的信号，位于DNA上④终止子是终止密码的模板，位于DNA上④遗传信息指的是DNA中碱基对的排列顺序⑥地球上几乎所有的生物体都共用同一套遗传密码，这就是密码子的通用性，也从一方面说明了生物有共同的起源⑦每种氨基酸都有多个密码子，这就是密码子的简并性，它的意义是增加了翻译过程中的容错性，同时保证了翻译的速度⑧tRAN上的反密码子的读取方向是：长臂→短臂，这也代表了翻译的方向
A.3 B.4 C.5 D.6
4、根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（ ）
A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU
5、已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个mRNA分子的碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC……（40个碱基）……CUCUAGAUCU，此mRNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（ ）
A．20 B．15 C．16 D．18
6、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分子和用来转录该mRNA的DNA片段,至少分别含有碱基的个数是(不考虑终止密码子等)( )
A.1000个和2000个B.3000个和6000个 C.3003个和6006个 D.2997个和5994个
7、用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（ ）
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④ B．②③④ C．③④⑤ D．①③⑤
8、关于基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
讲解1：基因的表达
1．RNA的结构与功能
2．遗传信息的转录
(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。
②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。
③密码子与反密码子的比较
④区分：遗传信息和遗传密码，起始密码与启动子，终止密码与终止子。
(3)产物：多肽eq \(――――→,\s\up7(盘曲折叠))蛋白质。
4．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
②每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
5、密码子的特点：
①通用性：所有生物共用同一套遗传密码，说明生物有共同的祖先，为基因工程技术的发明奠定了基础。
②简并性：减少基因突变带来的影响，提高容错性，有利于生物性状稳定和生存。提高翻译的速度。
③不重叠性和不间断性：使翻译简单而准确。
6、DNA复制、转录和翻译的区别
7.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
【特别提醒】 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
(2)在基因中，有的片段起调控作用，不转录。
(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
(4)转录出的mRNA中有终止密码，终止密码不编码氨基酸。项目
密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
作用
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
识别密码子，转运氨基酸
特点
与DNA模板链上的碱基互补
与mRNA中密码子的碱基互补
项目
复制
转录
翻译
作用
传递遗传信息
表达遗传信息
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的两条单链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
能量
都需要
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
产物
2个双链DNA分子
一个单链RNA
多肽链(或蛋白质)
产物去向
传递到2个细胞或子代
通过核孔进入细胞质
组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA恢复原状
翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对
A—T、T—A，
C—G
A—U、T—A，
C—G
A—U、U—A，
C—G