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2024版新教材高中生物第4章基因的表达章末排查强化课件新人教版必修2
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专项培优 四 章末排查强化易错易混早防范疑难解答·全程培优基础排查过三关易错易混早防范易混点1 辨析遗传信息、密码子和反密码子点拨 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别遗传信息、密码子、反密码子的位置可用如图表示:易混点2 辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性),可由一种或几种tRNA转运。(2)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。(3)密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子),反密码子理论上有61种。特别提醒 由于基因中有的片段不转录,以及转录出的mRNA中有终止密码子等原因,所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的6倍多(6∶3∶1的计算方法应注意前提条件)。易错点1 混淆四类酶——解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶点拨 ①“解旋酶”的作用是DNA分子复制时使氢键断裂。②“DNA聚合酶”的作用是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。③“RNA聚合酶”的作用是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。④“逆转录酶”的作用是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。易错点2 正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图点拨 (1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA,⑥是核糖体,②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链,翻译的方向是自右向左。(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA链,在核糖体上同时进行翻译过程。解题技法(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA,而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体,同时合成的是若干条相同的多肽链。(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行,而原核细胞能边转录、边翻译。疑难解答·全程培优教材第78页►【复习与提高】一、选择题1.D 知道双链DNA中G占20%,就能算出其他3种碱基的含量,但不能确定模板链(单链)上G的含量,所以无法确定mRNA中C的含量。2.D 合成该肽链的mRNA分子至少有碱基500×3=1 500(个),用来转录mRNA的DNA分子至少有碱基500×6=3 000(个)。3.C 遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,但不能从蛋白质流向RNA或DNA。4.A 一个性状可以受到多个基因的影响,B错误;基因除能通过控制酶的合成来控制性状外,还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C错误;生物体的性状不完全由基因决定,还受到环境的影响,D错误。5.C 同一个人的神经细胞和肌细胞都是由同一个受精卵发育而来的,两者的DNA上的遗传信息一般相同,选择表达的基因不同,所含mRNA的种类不同。二、非选择题1.(1)DNA→mRNA→蛋白质(2)否 基因的选择性表达(3)家鸽失去方向感,无法正确辨别方向 设计实验使两个基因不表达,观察鸽子的飞行状况,与正常鸽子进行比较2.(1)酶①或酶⑤;酶③。(2)提示:由这个例子可以看出,白化病等遗传病是由某些基因缺陷引起的,这些基因的产物可能是参与代谢途径的重要的酶。基因可以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。(3)提示:为贫困苯丙酮尿症患儿免费提供无苯丙氨酸配方奶粉,帮助他们解决特殊食物问题。启动苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目,不仅使苯丙酮尿症患儿得到救助,还推动了社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注,同时,这是党和政府对国民健康状况的关怀,彰显了我国社会主义制度的优越性。基础排查过三关第1关:基础知识——填一填1.复制、转录和翻译都需要________、原料、能量和酶等条件,除此之外,翻译还需要运输工具________。2.一种氨基酸可对应________种密码子,可由________种tRNA来运输,但一种密码子只对应________种氨基酸,一种tRNA也只能运输________种氨基酸。3.生物的表型由________和________共同决定。4.中心法则可表示为_____________________________________。模板tRNA多多一一基因型环境5.中心法则体现了DNA的两大基本功能(1)通过_________完成遗传信息的传递功能。(2)通过__________完成遗传信息的表达功能。6.已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子。某信使RNA的碱基排列顺序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为________个。DNA复制转录和翻译167.如图是中心法则的部分示意图,该示意图表示的过程可以是____________。转录或逆转录8.小鼠有40条染色体,将其卵原细胞的DNA分子用15N标记,并供给14N的原料,该小鼠进行减数分裂产生的卵细胞中,含15N标记的DNA的卵细胞的可能性为________。100%9.如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程,甲分子上有m个密码子,乙分子上有n个密码子,若不考虑终止密码子,则该蛋白质中有__________个肽键。m+n-210.真核细胞中,线粒体和________中的DNA,都能够进行____________复制,并通过________和________控制蛋白质的合成,为了和细胞核基因相区别,将这两种细胞器中的基因称为__________基因,细胞质基因控制的遗传病的遗传特点是______________________。叶绿体半自主性自我转录翻译细胞质只能通过母亲遗传给后代11.从密码子表中可以看到,一种氨基酸可以由多种密码子与之对应,这一现象称为密码子的________性,这种特性对生物体的生存发展有什么意义?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。简并密码子的简并性可以在一定程度上防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。增强了密码子的容错性,当密码子中有一个碱基发生改变时,由于密码子的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸。从密码子的使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率较高时,几种不同的密码子都可以编码一种氨基酸以保证翻译的速度12.豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明了基因控制性状的方式之一是__________________________________________________,具体来说,皱粒种子的成因是与圆粒种子的DNA不同,皱粒种子的DNA中插入了一段外来DNA序列,打乱了编码________酶的基因,导致发生________,最终使该酶无法合成,进而导致淀粉含量降低,淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时,淀粉含量高的种子能够有效地保留水分,十分饱满;淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。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淀粉分支基因突变第2关:切入高考——判一判1.基因通常是有遗传效应的DNA片段,基因对性状的决定都是通过基因控制结构蛋白的合成来实现的。( )2.人体细胞中的某基因的碱基对数为N,则由其转录成的mRNA的碱基数等于N,由其翻译形成的多肽的氨基酸数目等于N/3。( )3.转运RNA与mRNA的基本单位相同,但前者是双链,后者是单链,且转运RNA是由三个碱基组成的。( )4.某细胞中,一条还未完成转录的mRNA已有核糖体与之结合,并翻译合成蛋白质,则该细胞可能不是真核细胞。( )5.正常情况下,终止密码子不编码氨基酸。( )×××√√6.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。( )7.核糖体可在mRNA上移动。( )8.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,以提高转录效率。( )9.mRNA完成翻译过程后只能得到一条肽链。( )10.在真核细胞中转录过程在细胞质基质中进行,以核糖核苷酸为原料。( )×√×××第3关:做高考——攀顶峰 1.[2023·山东卷]细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )A.原核细胞无核仁,不能合成rRNAB.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D.细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录解析:原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;细胞在有丝分裂的分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。答案:B2.[2023·浙江6月]叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是( )A.复制 B.转录C.翻译 D.逆转录解析:题中显示,叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能,而逆转录过程需要逆转录酶的催化,因而叠氮脱氧胸苷(AZT)可直接阻断逆转录过程,而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶,即D正确。答案:D3.[2023·湖南卷]细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是( )A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成答案:C解析:基因转录时,RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,A正确;基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动,B正确;由题图可知,抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少,使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象,最终核糖核酸酶会降解glg mRNA,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;由题图及C选项分析可知,若CsrA都结合到CsrB上,则CsrA没有与glg mRNA结合,从而使glg mRNA不被降解而正常进行,有利于细菌糖原的合成,D正确。4.[2023·湖南卷]基因Bax和Bcl2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡C.TRPM7基因可能通过促进Bcl2基因的表达来抑制细胞凋亡D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症答案:D解析:细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A正确;据题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,B正确;siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高,Bcl2基因表达量降低,而Bcl2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl2基因的表达来抑制细胞凋亡,C正确;由题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组,Bax基因表达量增加,Bcl2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症,D错误。5.[2023·全国乙卷]已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤答案:A解析:据题意可知,氨基酸甲是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质,所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲,②正确;又因古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲,大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E,催化甲与tRNA甲结合,⑤⑥正确。肽链的合成过程需要能量(ATP),但是大肠杆菌可通过无氧呼吸提供能量。6.[2023·浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化答案:B解析:图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动,A错误;该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对,tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体,B正确;图中5个核糖体结合到mRNA是从识别到起始密码子开始进行翻译,识别到终止密码子结束翻译,并非是同时开始同时结束,C错误;若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少,D错误。[2023·浙江1月]阅读下列材料,回答7、8题。基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明,某植物需经春化作用才能开花,该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5azaC处理后,该植株开花提前,检测基因组DNA,发现5′胞嘧啶的甲基化水平明显降低,但DNA序列未发生改变,这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。7.这种DNA甲基化水平改变引起表型改变,属于( )A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.表观遗传解析:表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化。答案:D8.该植物经5azaC去甲基化处理后,下列各项中会发生显著改变的是( )A.基因的碱基数量 B.基因的碱基排列顺序C.基因的复制 D.基因的转录解析:DNA甲基化不改变基因的碱基数量、碱基排列顺序,A、B不符合题意;由题干可知,基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默,推测DNA甲基化不影响基因的复制,影响基因的转录,故植物经5azaC去甲基化处理后,基因的转录发生显著改变,C不符合题意,D符合题意。答案:D9.[2022·浙江6月]“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )A.催化该过程的酶为RNA聚合酶B.a链上任意3个碱基组成一个密码子C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递解析:图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程,催化该过程的酶是逆转录酶,A错误;mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称作一个密码子,B错误;DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,C正确;逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。答案:C10.[2022·湖南卷]大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译答案:D解析:一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。11.[2023·广东卷]放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题:(1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是通过________酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合,调节基因表达。(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是_________________________________________________________。(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路_______________________________________。自由基RNA聚合miRNAP蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡解析:(1)放射刺激心肌细胞,可产生大量自由基,攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程,以DNA的一条链为模板,通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知,miRNA既能与mRNA结合,降低mRNA的翻译水平,又能与circRNA结合,提高mRNA的翻译水平,故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,当miRNA表达量升高时,大量的miRNA与P基因的mRNA结合,并将P基因的mRNA降解,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡。(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,还能通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA,使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡。