2018-2019學年高中生物 第4章 基因的表達 微專題六 基因表達的相關題型突破學案 新人教版必修2

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1、 微專題六　基因表達的相關題型突破 [學習目標]　1.了解DNA的復制、轉錄和翻譯的區(qū)別和聯(lián)系。2.學會基因的表達的相關計算。 一、DNA復制、轉錄和翻譯的比較 例1　如圖所示，下列有關的敘述中，不正確的是(　　) A．甲是DNA，乙為RNA，此過程要以甲為模板，酶為RNA聚合酶 B．甲是DNA，乙為DNA，此過程要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶 C．甲是RNA，乙為DNA，此過程為轉錄，原料為脫氧核苷酸 D．甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸 答案　C 解析　C項中甲RNA是模板，產(chǎn)物是DNA，所以模擬的應該是逆轉錄的過程，而不是轉錄。 方

2、法總結　 1．真核生物DNA復制、轉錄和翻譯的區(qū)別 項目 復制 轉錄 翻譯 時間 細胞分裂的間期 個體生長發(fā)育的整個過程 場所 主要在細胞核 主要在細胞核 細胞質的核糖體 模板 DNA的兩條單鏈 DNA的一條鏈 mRNA 原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸 能量 都需要 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多種酶 產(chǎn)物 2個雙鏈DNA分子 單鏈RNA 多肽鏈(或蛋白質) 產(chǎn)物去向 傳遞到2個子細胞或子代 主要通過核孔進入細胞質 作為細胞結構或功能蛋白 特點 邊解旋邊復制，半保留復制 邊解旋邊轉錄，轉

3、錄后DNA恢復原狀 翻譯結束后，mRNA被降解成單體 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 意義 傳遞遺傳信息 表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀 2.DNA復制、轉錄和翻譯的聯(lián)系 變式1　下圖表示真核細胞中核基因遺傳信息的傳遞和表達過程。下列相關敘述正確的是(　　) A．①②過程中堿基配對情況相同 B．②③過程發(fā)生的場所相同 C．①②過程所需要的酶相同 D．③過程中核糖體的移動方向是由左向右 答案　D 解析　圖中①過程是DNA的復制，②過程是轉錄，③過程是翻譯。復制是DN

4、A→DNA，轉錄是DNA→mRNA，不同的堿基配對方式是A—T、A—U；核基因的轉錄場所主要是細胞核，翻譯的場所是細胞質；①過程需要解旋酶和DNA聚合酶，②過程需要RNA聚合酶；從圖③可以看出，最右邊的一個核糖體上的多肽鏈最長，其翻譯的時間 也應該長于左邊的兩個核糖體，故核糖體的移動方向是由左向右。 二、基因表達過程中有關數(shù)量變化 例2　已知一個蛋白質由兩條多肽鏈組成，連接氨基酸的肽鍵共有198個，翻譯該蛋白質的mRNA中有A和G共250個，則轉錄該mRNA的基因中C和T不少于(　　) A．200個B．400個C．600個D．800個 答案　C 解析　已知該蛋白質由200個氨基酸組

5、成，則mRNA中至少有600個堿基，轉錄該mRNA的基因至少有1200個堿基，而雙鏈DNA中C和T占堿基總數(shù)的一半，故轉錄該mRNA的基因中C和T不少于600個。 方法總結 1．基因表達過程中DNA(基因)堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶多肽鏈氨基酸數(shù)＝6∶3∶1。圖解如下： 2．基因中堿基與蛋白質相對分子質量之間的計算 若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質量為a，合成含m條多肽鏈的蛋白質的相對分子質量＝·a－18×(－m)；若改為n個堿基對，則公式為·a－18×(－m)。 以上關系應理解為：每合成1個氨基酸至少需要mRNA中3個堿基，基因中6個堿基，其原因如下： (1)DNA中

6、有的片段無遺傳效應，不能轉錄出mRNA。 (2)在基因片段中，有的片段起調控作用，不轉錄。 (3)轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應氨基酸，所以基因或DNA上堿基數(shù)目比蛋白質氨基酸數(shù)目的6倍多。 變式2　一個mRNA分子有m個堿基，其中G＋C有n個，由該mRNA合成的蛋白質有兩條肽鏈，則相應DNA分子的A＋T數(shù)、合成蛋白質時最多脫去的水分子數(shù)分別是(　　) A．m、－1 B．m、－2 C．2(m－n)、－1 D．2(m－n)、－2 答案　D 解析　DNA模板鏈的堿基與mRNA的堿基互補，mRNA中G＋C＝n，則A＋U＝m－n，所以相應DNA中A＋T＝2(m－n)，R

7、NA中有m個堿基，對應的氨基酸數(shù)最多為，形成的蛋白質有兩條肽鏈，所以合成蛋白質時最多脫去的水分子數(shù)是－2。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2017·大理巍山一中高一期末)下列能正確表示DNA復制過程的是(　　) 答案　B 解析　A項，模板鏈中含有U，是RNA，屬于逆轉錄，錯誤；B項，模板鏈中不含有U，子鏈中含有T，是DNA，可屬于DNA復制，正確；C項，模板鏈中不含有U或T，子鏈中含有U，是RNA，屬于RNA復制或轉錄，錯誤；D項，模板鏈和子鏈中都含有U，是RNA，屬于RNA復制，錯誤。 2．(2017·廣東東莞月考)如圖是真核細胞中三種生命活動的示意圖，關于

8、下圖的敘述錯誤的是(　　) A．只有①③過程遵循堿基互補配對 B．①②③過程都有酶參與催化 C．只有②過程一定發(fā)生在細胞質中 D．①②③過程一定都需要消耗能量 答案　A 解析　從圖示可知，①為DNA復制過程，②為翻譯過程，③為轉錄過程。DNA復制和轉錄、翻譯過程都遵循堿基互補配對原則，A錯誤；DNA復制、翻譯、轉錄過程都需要相關酶的催化，B正確；真核細胞中DNA復制、轉錄主要發(fā)生在細胞核內(nèi)，翻譯發(fā)生在細胞質中，C正確；DNA復制、轉錄和翻譯都需要消耗能量，D正確。 3．(2018·泉州期中)一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有

9、的堿基個數(shù)及合成這段多肽對應的tRNA個數(shù)依次為(　　) A．33　11B．36　12C．12　36D．11　36 答案　B 解析　據(jù)題意可知，該多肽的氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＝11＋1＝12個，氨基酸通過轉運RNA的運輸進入核糖體，則翻譯時需12個tRNA。mRNA中三個堿基決定一個氨基酸，則mRNA中至少含有的堿基數(shù)＝氨基酸數(shù)×3＝12×3＝36個。 4．(2018·河北衡水高三周測卷)下圖表示人體基因Y的表達，①～④表示過程，下列敘述正確的是(　　) A．過程①是轉錄，過程②是翻譯 B．過程④在核糖體中進行 C．過程③中有2種RNA參與 D．過程②是RNA的加工，發(fā)生

10、在細胞核內(nèi) 答案　D 解析　過程①是轉錄，過程②是RNA的加工，過程③是翻譯，A錯誤；過程④是肽鏈的加工，可發(fā)生在內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體中，B錯誤；過程③中有3種RNA(mRNA、tRNA、rRNA)參與，C錯誤；過程②是RNA的加工，發(fā)生在細胞核內(nèi)，D正確。 5．(2017·淄博期末)下圖表示發(fā)生在真核細胞內(nèi)的兩個生理過程，請據(jù)圖回答問題： (1)過程Ⅰ中甲的名稱為______________，乙與丙在組成上的不同之處在于乙含______________。 (2)過程Ⅰ中DNA分子的兩條鏈通過__________結合，在圖中方框內(nèi)應該用______________(填“→”或“←”)

11、標出該過程進行的方向。 (3)若過程Ⅱ的多肽鏈中有一段氨基酸序列為“—絲氨酸—谷氨酸—”，攜帶絲氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、CUU，則物質①中模板鏈堿基序列為______________。若該多肽合成到UGC決定的氨基酸后就終止合成，則導致合成結束的終止密碼子是____________。 (4)物質①在同一生物體內(nèi)不同細胞中表達得到的蛋白質____________(填“相同”“不相同”或“不完全相同”)，原因是__________________________________________________。 答案　(1)RNA聚合酶　脫氧核糖　(2)氫鍵　←　(3

12、)—AGACTT—　UAG　(4)不完全相同　不同細胞內(nèi)基因進行選擇性表達 解析　(1)分析過程Ⅰ中①為DNA分子，②為RNA分子，故Ⅰ為轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化，因此圖中甲為RNA聚合酶；乙為胞嘧啶脫氧核苷酸，丙為胞嘧啶核糖核苷酸，兩者的五碳糖不同，前者五碳糖是脫氧核糖，后者的五碳糖是核糖。(2)DNA分子的兩條鏈通過氫鍵結合；根據(jù)RNA聚合酶的位置可知轉錄的方向是由右向左。(3)過程Ⅱ為翻譯，②為mRNA，攜帶絲氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、CUU，則絲氨酸和谷氨酸的密碼子為UCU、GAA，密碼子在mRNA上，mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄而來的，所

13、以根據(jù)堿基互補配對原則，物質①中供轉錄用的模板鏈堿基序列為—AGACTT—。若該多肽合成到UGC決定的氨基酸后就終止合成，則UGC后一個密碼子就是終止密碼子，因此導致合成結束的終止密碼子是UAG。(4)同一生物體內(nèi)不同細胞中選擇表達的基因不同，因此物質①在同一生物體內(nèi)不同細胞中表達得到的蛋白質不完全相同。 [對點訓練] 題組一　DNA復制、轉錄和翻譯的比較 1．下列關于轉錄和翻譯的敘述，錯誤的是(　　) A．轉錄以核糖核苷酸為原料 B．轉錄需要RNA聚合酶催化 C．mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質 D．不同密碼子編碼同種氨基酸可提高生物性狀的穩(wěn)定性 答案　C 解析　轉錄

14、是以DNA的一條鏈為模板，以核糖核苷酸為原料合成RNA的過程，A正確；轉錄過程需要RNA聚合酶的催化，B正確；以mRNA為模板翻譯合成蛋白質時移動的是核糖體，C錯誤；一個氨基酸可以有幾種不同的密碼子，這樣即使由于差錯導致密碼子改變也不會導致對應氨基酸改變，從而保持生物性狀的相對穩(wěn)定，D正確。 2．(2017·吉林遼源期末)真核生物核基因上遺傳信息表達的全過程發(fā)生在細胞的(　　) A．細胞核中 B．染色體上 C．核糖體上 D．細胞核、核糖體上 答案　D 解析　基因控制蛋白質的合成包括轉錄和翻譯兩個階段：轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程，該過程主要發(fā)生在細胞核中；翻譯是以m

15、RNA為模板合成蛋白質的過程，該過程發(fā)生在核糖體上。 3．如圖甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞過程中的某兩個階段的示意圖，圖丙為圖乙中部分片段的放大示意圖。對此分析合理的是(　　) A．圖丙中含有2種單糖、5種堿基、5種核苷酸 B．圖丙中a鏈為模板鏈，b鏈為轉錄出的子鏈 C．圖中所示酶1、酶2和酶3是相同的 D．圖甲所示過程主要發(fā)生于細胞核內(nèi)，圖乙所示過程主要發(fā)生于細胞質中 答案　B 解析　圖丙中既有脫氧核苷酸，也有核糖核苷酸，故有2種單糖、5種堿基、8種核苷酸，A錯誤；a鏈含有堿基T，為DNA鏈，即模板鏈，b鏈含有堿基U，為轉錄產(chǎn)物，B正確；酶1、酶2為DNA聚合酶，酶3為R

16、NA聚合酶，C錯誤；由圖示可知，甲為DNA復制過程，乙為轉錄過程，這兩個生理過程都主要發(fā)生在細胞核中，D錯誤。 4．如圖是有關真核細胞內(nèi)遺傳信息傳遞的過程，下列說法正確的是(　　) A．圖1所示過程主要發(fā)生于細胞核中，其原料為核糖核苷酸 B．圖2所示過程主要發(fā)生于核糖體中，其原料為氨基酸 C．圖1中①是DNA聚合酶，圖2中②是rRNA D．圖2所示多肽合成到Gly就終止，導致合成結束的終止密碼子是UAG 答案　D 解析　圖1所示過程為DNA復制，其原料為脫氧核苷酸；圖2所示過程為翻譯，其唯一場所為核糖體；圖1中①是解旋酶，圖2中②是tRNA。 5．下列有關遺傳信息傳遞過程的

17、敘述，錯誤的是(　　) A．DNA復制、轉錄及翻譯過程都遵循堿基互補配對原則 B．核基因轉錄形成的mRNA穿過核孔進入細胞質中參與翻譯過程 C．DNA復制、轉錄和翻譯的原料依次是脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸 D．DNA復制和轉錄都是以DNA的一條鏈為模板，翻譯則以mRNA為模板 答案　D 解析　DNA復制時以DNA的兩條鏈為模板，轉錄則是以DNA的一條鏈為模板，翻譯是以mRNA為模板。 6．如圖是原核細胞中復制、轉錄和翻譯的過程圖解，下列說法正確的是(　　) A．組成DNA和mRNA的化學元素種類不同 B．酶a和酶b的作用相同 C．結構c的形成與該細胞中的核仁密切相關

18、 D．DNA中的堿基序列決定了多肽鏈中的氨基酸序列 答案　D 解析　組成DNA和mRNA的化學元素都是C、H、O、N、P，A錯誤；酶a是DNA聚合酶，用于DNA復制，酶b是RNA聚合酶，用于轉錄，B錯誤；由題干可知，該細胞是原核細胞，無核仁，C錯誤；DNA中的堿基序列決定了多肽鏈中的氨基酸序列，D正確。 題組二　基因表達過程中有關數(shù)量變化 7．一條多肽鏈中有氨基酸1000個，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來轉錄該信使RNA的基因分別至少有堿基(　　) A．3000個和3000個 B．1000個和3000個 C．1000個和4000個 D．3000個和6000個 答案　D

19、 8．已知一段mRNA有30個堿基，其中U和C共有14個，那么轉錄出該mRNA的一段DNA分子中G和A的數(shù)目之和以及該mRNA經(jīng)翻譯而合成肽鏈時，應脫去的水分子數(shù)目分別是(不考慮終止密碼子)(　　) A．16和10 B．30和10 C．16和9 D．30和9 答案　D 解析　mRNA是以DNA一條鏈為模板，通過堿基互補配對原則轉錄而來的，故DNA雙鏈中共有堿基60個，其中G和A共有30個；mRNA上有30個堿基，可對應10個密碼子，不考慮終止密碼子，10個密碼子可以編碼10個氨基酸，則脫水數(shù)目為9。 9．(2017·安徽六安期中)某DNA分子的一條鏈中堿基C占該鏈堿基的比例為36%

20、，則在以其為模板轉錄而成的mRNA中堿基G所占比例為(　　) A．18%B．36%C．50%D．64% 答案　B 解析　由于轉錄是以DNA的一條鏈為模板，現(xiàn)DNA分子的一條鏈中堿基C占該鏈堿基的比例為36%，則以其為模板轉錄時，C與G配對，因此，轉錄而成的mRNA中堿基G所占比例仍為36%。 10．某DNA分子共有1200對堿基，A＋T占46%，其中一條鏈中G和T分別占22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中G所占比例和其翻譯產(chǎn)物中含氨基酸的數(shù)目最多分別是(　　) A．32%　400個 B．32%　200個 C．18%　200個 D．22%　400個 答案　A 解析　DNA分

21、子中A＋T占46%，則一條鏈中A＋T也占46%，則G＋C占54%，又知G和T分別占22%和28%，則A和C分別占18%和32%。若此鏈為轉錄模板，則mRNA中G占32%。DNA堿基數(shù)目∶RNA堿基數(shù)目∶氨基酸數(shù)目＝6∶3∶1，據(jù)此可算出多肽中氨基酸數(shù)目最多為2 400÷6＝400(個)。 11．已知一個蛋白質分子由4條肽鏈組成，連接蛋白質分子中氨基酸的肽鍵共有396個，翻譯成這個蛋白質分子的信使RNA中的U和C共800個，則轉錄成信使RNA的DNA分子中，G和A最少共有(　　) A．600個 B．1200個 C．800個 D．1600個 答案　B 解析　4條肽鏈有396個肽鍵，說明共

22、有400個氨基酸，則mRNA堿基數(shù)至少為400×3＝1 200(個)，DNA中堿基數(shù)至少為400×3×2＝2 400(個)，又知G＋A之和為DNA總堿基數(shù)的一半，則DNA分子中G和A最少共有1 200個。 [綜合強化] 12．(2018·天津高一檢測)如圖為蛋白質的合成過程示意圖，請據(jù)圖回答有關問題： (1)圖1中發(fā)生在細胞核中的過程是______________。 (2)圖1中基因表達的最后一階段是在[　　]________上完成的，這一過程中還需要mRNA、[④]氨基酸、________、________和________。 (3)圖1中③稱為________，在蛋白質合

23、成過程中將多肽鏈中氨基酸種類與mRNA上的遺傳信息聯(lián)系起來的物質是________。 (4)圖2為該細胞中多聚核糖體合成多肽鏈的過程。對此過程的理解錯誤的是(　　) A．X在MN上的移動方向是從左到右，所用原料是氨基酸 B．多聚核糖體能夠加速細胞內(nèi)蛋白質合成速率的原因是同時合成多條多肽鏈 C．該過程直接合成的T1、T2、T3三條多肽鏈中氨基酸的順序相同 D．合成MN的場所在細胞核，而X一定附著在內(nèi)質網(wǎng)上 答案　(1)轉錄　(2)⑤　核糖體　酶　tRNA　ATP　(3)密碼子　tRNA　(4)D 解析　(1)圖1中發(fā)生在細胞核中的過程是轉錄。(2)基因表達的最后階段是在核糖體上完成

24、的，這一過程稱為翻譯，翻譯需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)③為mRNA上相鄰的三個堿基，屬于密碼子。由于tRNA一端存在反密碼子，另一端攜帶相應的氨基酸，所以tRNA是將多肽鏈中氨基酸種類與mRNA上的遺傳信息聯(lián)系起來的物質。(4)圖2表明，多聚核糖體是以mRNA為模板，以20種游離的氨基酸為原料合成蛋白質的，根據(jù)多肽鏈的長短可以判斷，X在MN上是從左向右移動的；由題圖可看出，同時有多條多肽鏈合成，這能夠加快蛋白質的合成速率；由于T1、T2、T3的模板相同，都是MN，因此其上氨基酸順序也相同；mRNA的合成場所是細胞核，而核糖體既可附著在內(nèi)質網(wǎng)上，也可游離在細胞質中。 13

25、．據(jù)圖回答下列問題： (1)在生物體內(nèi)圖甲所示的過程是____________，進行的主要場所是____________，其所需的原料是__________，產(chǎn)物是________。 (2)圖乙所示的過程是________________，進行的場所是________，所需的原料是________，此原料的種類主要有________種，它們的共同特點是____________________。 (3)圖甲中的堿基①②③分別為__________、________、________，圖乙中的Ⅰ、Ⅱ分別為__________、________，若Ⅰ所示的三個堿基為UAC，則此時Ⅰ所攜帶的

26、氨基酸的密碼子為______。 (4)人體有的細胞不會發(fā)生圖甲和圖乙所示過程，如__________________________，其原因是__________________________。 答案　(1)轉錄　細胞核　核糖核苷酸　RNA　(2)翻譯　核糖體　氨基酸　20　至少含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上 (3)U　G　C　轉運RNA　核糖體　AUG　(4)成熟的紅細胞　該細胞中不存在DNA 解析　(1)DNA的復制是以兩條鏈為模板，而轉錄只以一條鏈為模板，復制和轉錄的主要場所都是細胞核，但所需原料不同，前者是脫氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸

27、，產(chǎn)物也不同，前者是兩個相同的DNA分子，后者是RNA。(2)翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質的過程，場所是核糖體，原料是氨基酸，產(chǎn)物是具有一定氨基酸排列順序的蛋白質。(3)根據(jù)堿基互補配對原則可以判斷①②③分別是U、G、C，在圖乙中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的運載工具，其中的UAC為反密碼子，與之對應的密碼子是AUG，Ⅱ是核糖體。(4)成熟的紅細胞中無細胞核和眾多細胞器，即不含DNA，不可能進行轉錄和翻譯。 14．如圖表示真核細胞內(nèi)的三個重要生理過程，據(jù)圖回答下列問題： (1)甲圖所示為________過程，從結果分析該過程的特點是____________________，在正常情況下，

28、甲圖中堿基的排列順序相同的單鏈是__________________________。 (2)在甲圖所示的一個DNA分子片段中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(a)上的鳥嘌呤占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈(b)上的鳥嘌呤占b鏈堿基總數(shù)的比例是________。 (3)在玉米的葉肉細胞中能發(fā)生乙過程的場所有______________；乙過程________(填“能”或“不能”)發(fā)生在哺乳動物成熟的紅細胞中。 (4)乙圖中f的堿基種類與丙圖中的________相同，乙圖中的RNA聚合酶結合位點位于分子________上，起始密碼和終止密碼位于乙中的___

29、_____分子上(填寫字母)。 (5)如果丙圖中的k由351個基本單位構成，則對應合成完整的n鏈，最多需要脫掉________分子的水(不考慮終止密碼子)。 答案　(1)DNA復制　半保留復制　a和c、b和d (2)35%　(3)細胞核、線粒體、葉綠體　不能 (4)k　e　f　(5)116 解析　(1)DNA復制以DNA兩條鏈為模板，轉錄以DNA的一條鏈為模板，翻譯以mRNA為模板。故甲、乙、丙分別表示DNA復制、轉錄、翻譯過程。a和d分別是親代DNA分子的兩條鏈，二者的堿基序列成互補關系。因此a和c、b和d上的堿基序列相同。(2)整個DNA分子中A＋T占44%，則G＋C占56%，其中一條鏈上G＋C也占該鏈堿基總數(shù)的56%，又因為其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，所以與a鏈對應的互補鏈(b)上的G占b鏈堿基總數(shù)的比例為56%－21%＝35%。(3)玉米的葉肉細胞中能發(fā)生轉錄的場所包括細胞核、線粒體和葉綠體；哺乳動物成熟紅細胞內(nèi)沒有細胞核和眾多細胞器，不會發(fā)生過程乙。(4)乙圖中f是RNA，丙圖中k是mRNA，二者堿基種類相同；轉錄時RNA聚合酶與DNA模板鏈上的特定位點結合啟動轉錄過程，密碼子位于mRNA上。(5)鏈k由351個基本單位構成，則最多對應117個密碼子，不考慮終止密碼子，最多對應117個氨基酸，脫掉116個水分子。 12