一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯1.RNA的結(jié)構(gòu)和種類
特別提醒(1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程中也有DNA的解旋過程,該過程不需要解旋酶。(2)真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細(xì)胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。
3.遺傳信息的翻譯(1)概念:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以　　　　　　為模板合成具有一定氨基酸順序的　　　　　　的過程。?(2)場所:　　　　　　。?(3)過程:
4.遺傳信息、密碼子、反密碼子與氨基酸的關(guān)系(1)遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯(lián)系
(2)密碼子、tRNA和氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系①密碼子有64種(3種終止密碼子不決定氨基酸,決定氨基酸的密碼子有61種);不同生物共用一套遺傳密碼。②一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。③每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。
旁欄邊角(必修2,第65頁,圖4-4)(1)一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)以基因的　　條鏈為模板,一個(gè)DNA分子上的所有基因的模板鏈　　　　　　(填“一定”或“不一定”)相同。?(2)轉(zhuǎn)錄方向的判定:　　　　　　　　　　　　　　　　　　為轉(zhuǎn)錄的起始方向。?
已合成的mRNA釋放的一端
易錯(cuò)辨析基于對(duì)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程的理解,判斷下列表述是否正確。(1)rRNA是核糖體的組成成分,原核細(xì)胞中可由核仁參與合成。(　　)(2)tRNA分子一般為單鏈,因此沒有堿基兩兩配對(duì)形成的氫鍵。(　　)(3)有些RNA可通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高反應(yīng)速率。(　　)(4)一個(gè)tRNA上的反密碼子只能與mRNA上的一種密碼子配對(duì)。(　　)(5)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對(duì)應(yīng)的反密碼子。(　　)(6)蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中,DNA分子較多,轉(zhuǎn)錄成的mRNA分子也較多。(　　)(7)細(xì)菌的一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)兩條DNA鏈可同時(shí)作為模板,提高轉(zhuǎn)錄效率。(　　)
長句應(yīng)答下圖示信息顯示一條mRNA可結(jié)合多個(gè)核糖體,其意義是　　　　? 　　　。?
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)
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:　　　　　　。?(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解:①DNA的復(fù)制;②　　　　;③翻譯;④　　　　　　　　　　;⑤　　　　　　。?
(3)不同類型生物遺傳信息的傳遞①能分裂的細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒遺傳信息的傳遞:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?②具有RNA復(fù)制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒)遺傳信息的傳遞:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
③具有逆轉(zhuǎn)錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遺傳信息的傳遞:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?④高度分化的細(xì)胞遺傳信息的傳遞:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
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　　　　　　　　　　直接控制生物體的性狀。?②實(shí)例:囊性纖維化、鐮狀細(xì)胞貧血等。
(2)間接控制途徑①方式:基因通過控制　　　　　　　　來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀。?②實(shí)例:a.白化病:
3.基因與性狀的關(guān)系
旁欄邊角(必修2,第74頁,“批判性思維”)你如何評(píng)價(jià)基因決定生物體的性狀這一觀點(diǎn)?
提示 要客觀全面地評(píng)價(jià)基因決定論的觀點(diǎn),認(rèn)識(shí)到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。
易錯(cuò)辨析1.下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程,根據(jù)對(duì)基因與性狀關(guān)系的理解,判斷如下分析是否正確。
(1)基因1和基因2一般不會(huì)出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個(gè)細(xì)胞中。(　　)(2)圖中①過程需RNA聚合酶的催化,②過程需tRNA的協(xié)助。(　　)(3)④⑤過程的結(jié)果存在差異的直接原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同。(　　)(4)圖中①②過程發(fā)生的主要場所分別是細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。(　　)(5)人體衰老引起白發(fā)的原因是上圖中酪氨酸酶不能合成。(　　)(6)基因控制囊性纖維化與基因2控制性狀的方式相同。(　　)
2.基于對(duì)細(xì)胞分化和表觀遺傳的認(rèn)識(shí),判斷下列表述是否正確。(1)細(xì)胞分化形成的細(xì)胞一般會(huì)保持分化后的狀態(tài),不可逆轉(zhuǎn)。(　　)(2)生物體內(nèi)所有的細(xì)胞都要發(fā)生細(xì)胞分化。(　　)(3)表觀遺傳現(xiàn)象由于基因的堿基序列沒有改變,因此不會(huì)遺傳給下一代。(　　)(4)吸煙會(huì)影響基因的表達(dá)。(　　)
角度一、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分析考向探究考向1轉(zhuǎn)錄、翻譯過程分析1.(2022山東滕州期中)(不定項(xiàng)選擇)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)人體生物鐘機(jī)理(部分)如下圖所示,下丘腦SCN細(xì)胞中,基因表達(dá)產(chǎn)物PER蛋白濃度呈周期性變化,周期為24 h。下列分析正確的是(　　)A.per基因不只存在于下丘腦SCN細(xì)胞中B.①過程需要解旋酶和RNA聚合酶C.①過程的產(chǎn)物不能直接作為②過程的模板D.圖中的核糖體在mRNA上移動(dòng)的方向是從左向右
答案 AC　解析 分析題圖:圖中①為轉(zhuǎn)錄過程,②為翻譯過程,③過程表示PER蛋白能進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)per基因的轉(zhuǎn)錄過程。人體所有細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的,細(xì)胞中的基因都相同,故per基因存在于所有細(xì)胞中,A項(xiàng)正確;①過程表示轉(zhuǎn)錄,需要RNA聚合酶的解旋和催化,不需要解旋酶,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中①為轉(zhuǎn)錄,可形成tRNA、mRNA和rRNA,②為翻譯,該過程的產(chǎn)物mRNA需要經(jīng)過處理成為成熟的mRNA,才可作為②翻譯過程的模板,C項(xiàng)正確;根據(jù)圖中核糖體上多肽的長度可判斷,圖中核糖體在mRNA上移動(dòng)的方向是從右向左,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2022山東青島十七中月考)下面兩圖表示細(xì)胞內(nèi)的兩種生理過程,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.圖1表示轉(zhuǎn)錄,該過程發(fā)生時(shí)模板與產(chǎn)物間有氫鍵的形成與斷裂B.圖2表示翻譯,該過程發(fā)生時(shí)起始密碼子決定的是a氨基酸C.圖1所示過程與圖2所示過程中發(fā)生的堿基配對(duì)方式不完全相同D.圖1所示過程中酶的移動(dòng)方向與圖2所示過程中核糖體的移動(dòng)方向不同
答案 D　解析 圖1中只有DNA的一條鏈作為模板合成核苷酸單鏈,所以表示轉(zhuǎn)錄過程,該過程發(fā)生時(shí)模板上堿基與游離的核糖核苷酸先要配對(duì)形成氫鍵,合成的RNA離開模板鏈時(shí),需要將形成的氫鍵斷裂,A項(xiàng)正確;圖2表示翻譯,根據(jù)圖中tRNA移動(dòng)方向判斷肽鏈中氨基酸順序是a—b—c—…,所以該過程發(fā)生時(shí)起始密碼子決定的第一個(gè)氨基酸是a氨基酸,B項(xiàng)正確;圖1所示過程中發(fā)生的堿基配對(duì)方式是A—U、T—A、G—C、C—G;圖2所示過程中發(fā)生的堿基配對(duì)方式是A—U、U—A、G—C、C—G,二者不完全相同,C項(xiàng)正確;圖1所示過程中酶的移動(dòng)方向是從左向右,圖2所示過程中核糖體的移動(dòng)方向也是從左向右,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向2原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、翻譯過程3.(2022浙江金華十校模擬)下圖是兩種細(xì)胞中主要遺傳信息的表達(dá)過程。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.甲、乙細(xì)胞中均有核糖體可直接與RNA接觸B.甲、乙細(xì)胞圖示中的核糖體移動(dòng)方向均由左往右進(jìn)行C.甲、乙細(xì)胞圖示中的mRNA加工的場所依次是核糖體、細(xì)胞核D.甲、乙細(xì)胞中的RNA聚合酶均具有識(shí)別堿基序列的功能
答案 C　解析 圖示表示兩種細(xì)胞中主要遺傳信息的表達(dá)過程,其中甲細(xì)胞沒有被核膜包被的成形的細(xì)胞核,屬于原核細(xì)胞,其轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行;乙細(xì)胞含有被核膜包被的成形的細(xì)胞核,屬于真核細(xì)胞,其轉(zhuǎn)錄和翻譯過程不是同時(shí)進(jìn)行的。甲、乙細(xì)胞中均在進(jìn)行翻譯過程,因此均有核糖體直接與RNA接觸,A項(xiàng)正確;根據(jù)圖中多聚核糖體的肽鏈長度,可知甲、乙細(xì)胞圖示中的核糖體移動(dòng)方向均由左往右進(jìn)行,B項(xiàng)正確;甲的mRNA加工的場所是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,并非核糖體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;RNA聚合酶作用于轉(zhuǎn)錄過程中,RNA聚合酶識(shí)別并與編碼相應(yīng)蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合,然后雙鏈的堿基得以暴露,進(jìn)而形成mRNA分子,D項(xiàng)正確。
角度二、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯綜合考查及相關(guān)計(jì)算考向探究考向1DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較4.(2022山東青島即墨模擬)下圖表示某生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理變化,X、Y分別表示兩種功能不同的酶。請(qǐng)據(jù)圖分析,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.X為DNA聚合酶,Y為RNA聚合酶B.圖Ⅰ中包括5種堿基、8種核苷酸C.圖Ⅱ中有3種RNA參與該過程D.圖Ⅱ中核糖體的移動(dòng)方向?yàn)橛勺笙蛴?br/>答案 A　解析 圖Ⅰ表示DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程,其中X為解旋酶,Y為RNA聚合酶。圖Ⅱ表示翻譯過程。圖中X為解旋酶,Y為RNA聚合酶,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該圖中含有DNA分子和RNA分子,因此最多含5種堿基(A、C、G、T、U)和8種核苷酸,B項(xiàng)正確;圖Ⅱ中有三種RNA(mRNA作為模板,tRNA運(yùn)輸氨基酸,rRNA是核糖體的組成成分)參與,C項(xiàng)正確;圖Ⅱ中根據(jù)肽鏈的長度可知,核糖體的移動(dòng)方向?yàn)橛勺笙蛴?D項(xiàng)正確。
5.(2022吉林東北師大附中模擬)下列人體內(nèi)有關(guān)生理過程的描述,錯(cuò)誤的是(　　)A.甲、乙、丙3個(gè)過程均既有氫鍵的破壞也有氫鍵的形成B.甲、乙、丙3個(gè)過程中只有一個(gè)過程能在胰島B細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行C.乙過程表示翻譯,通過多個(gè)核糖體共同完成一條肽鏈提高了翻譯的速度,細(xì)胞可在短時(shí)間內(nèi)合成多條肽鏈D.甲過程表示DNA分子的復(fù)制方式為多起點(diǎn)雙向復(fù)制
答案 C　解析 分析圖示:過程甲中進(jìn)行多起點(diǎn)復(fù)制,是DNA復(fù)制過程;過程乙以mRNA為模板合成蛋白質(zhì),是翻譯過程;過程丙以DNA的一條鏈為模板合成mRNA,是轉(zhuǎn)錄過程。DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中均存在堿基互補(bǔ)配對(duì),過程甲為DNA復(fù)制過程,解旋和子鏈的形成,過程乙為翻譯過程,tRNA和mRNA的結(jié)合和脫離,過程丙為轉(zhuǎn)錄過程,解旋和mRNA的形成過程中均存在氫鍵的破壞和氫鍵的形成,A項(xiàng)正確;胰島B細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞,其細(xì)胞核中只能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,不能進(jìn)行DNA復(fù)制,而翻譯過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上,B項(xiàng)正確;過程乙表示翻譯,通過多個(gè)核糖體同時(shí)完成多條肽鏈,提高了翻譯的效率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)圖可知,過程甲表示DNA分子的復(fù)制,其方式為多起點(diǎn)雙向復(fù)制,D項(xiàng)正確。
考向2堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目的關(guān)系6.(2022山東臨沂模擬)假設(shè)一段mRNA上有120個(gè)堿基,其中A有30個(gè),G有50個(gè),那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中,C+T的個(gè)數(shù)以及該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所需氨基酸的個(gè)數(shù)分別是(不考慮終止密碼子)(　　)A.120個(gè)、40個(gè)　　　　　B.80個(gè)、40個(gè)C.60個(gè)、20個(gè)D.40個(gè)、20個(gè)
答案 A　解析 mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的,若該段mRNA上有120個(gè)堿基,則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子中含有的堿基數(shù)為120×2=240(個(gè))。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,DNA雙鏈中不配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的一半,所以C和T共有120個(gè)。翻譯過程中,mRNA中每3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA堿基數(shù)目的1/3,該mRNA上有120個(gè)堿基,則該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所需氨基酸的個(gè)數(shù)為120÷3=40(個(gè))。
方法突破1.DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較
2.“三步”判斷真、原核細(xì)胞的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯
3.相關(guān)數(shù)量關(guān)系DNA堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)=6∶3∶1。
特別提醒實(shí)際基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因
角度一、中心法則考向探究考向1與中心法則相關(guān)圖解分析1.(2022黑龍江哈爾濱模擬)甲、乙、丙代表著生物的3種遺傳和表達(dá)方式,如下圖所示。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.需要tRNA和核糖體同時(shí)參與的過程有2、5、9B.上述3種方式的遺傳信息流動(dòng)可總結(jié)為　C.原核生物遺傳信息的傳遞方式用甲表示D.可與模板鏈上的堿基A發(fā)生A—T配對(duì)的過程是3、7　
答案 B　解析 甲、乙、丙代表著生物的3種遺傳和表達(dá)方式,其中1、8表示轉(zhuǎn)錄過程,2、5、9表示翻譯過程,3表示DNA復(fù)制過程,4、6表示RNA復(fù)制過程,7表示逆轉(zhuǎn)錄過程。tRNA和核糖體同時(shí)參與的是翻譯過程,即題圖中的2、5、9過程,A項(xiàng)正確;由以上分析可知,上述3種方式的遺傳信息流動(dòng)可總結(jié)為 ,B項(xiàng)錯(cuò)誤;原核生物遺傳信息的傳遞方式為 ,可用甲表示,C項(xiàng)正確;可與模板鏈上的堿基A發(fā)生A—T配對(duì)的過程是3(DNA復(fù)制)、7(逆轉(zhuǎn)錄),D項(xiàng)正確。
考向2病毒的遺傳信息傳遞2.(2022江蘇揚(yáng)州期中)埃博拉出血熱(EBHF)是由EBV(一種絲狀單鏈RNA病毒)引起的,EBV與宿主細(xì)胞結(jié)合后,將其核酸—蛋白復(fù)合體釋放至細(xì)胞質(zhì),通過下圖途徑進(jìn)行增殖。如直接將EBV的RNA注入人體細(xì)胞,則不會(huì)引起EBHF。下列推斷正確的是(　　)A.過程①所需的酶可來自宿主細(xì)胞B.過程②合成兩種物質(zhì)時(shí)所需的氨基酸的種類、數(shù)量相同C.EBV增殖過程需宿主細(xì)胞提供四種脫氧核苷酸和ATPD.過程①所需嘌呤比例與過程③所需嘧啶比例相同
答案 D　解析 分析題圖可知:圖示表示埃博拉病毒的繁殖過程,首先以-RNA為模板合成mRNA,故①為RNA的復(fù)制過程;其次以mRNA為模板翻譯形成相應(yīng)的蛋白質(zhì),故②為翻譯過程;同時(shí)合成-RNA,故③為RNA的復(fù)制過程;最后蛋白質(zhì)再和-RNA組裝形成子代病毒,故④是裝配過程。根據(jù)信息:“直接將EBV的RNA注入人體細(xì)胞,則不會(huì)引起EBHF過程”,可推知①所需的依賴RNA的RNA聚合酶來自埃博拉病毒,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過程②翻譯形成2種不同的蛋白質(zhì),因此所需的氨基酸的種類、數(shù)量不一定相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;EBV增殖過程需細(xì)胞提供4種核糖核苷酸、ATP等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,-RNA中嘧啶比例與mRNA中嘌呤比例相同,因此過程①所需嘌呤比例與過程③所需嘧啶比例相同,D項(xiàng)正確。
3.(2022山東泰安聯(lián)考)新型冠狀病毒為單股正鏈(+RNA)病毒,是引起新冠肺炎疫情的病原體。下圖為該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的示意圖。下列有關(guān)分析正確的是(　　)A.①②③④⑤⑥過程中都有堿基互補(bǔ)配對(duì)B.該病毒的+RNA與其對(duì)應(yīng)的-RNA中堿基G+A的個(gè)數(shù)相同C.催化①②過程的RNA復(fù)制酶的化學(xué)本質(zhì)是RNAD.該病毒RNA復(fù)制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程
答案 D　解析 由題圖可知,①②③④都表示RNA的復(fù)制過程,需要RNA復(fù)制酶的參與,⑤為蛋白質(zhì)的翻譯過程,⑥為重組子代病毒的過程。①②③④⑤過程中都有堿基互補(bǔ)配對(duì),⑥過程中不存在堿基互補(bǔ)配對(duì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;該病毒的+RNA與其對(duì)應(yīng)的-RNA堿基互補(bǔ)配對(duì),因此該病毒的+RNA與其對(duì)應(yīng)的-RNA中堿基G+A的個(gè)數(shù)不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;催化①②過程的RNA復(fù)制酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;該病毒復(fù)制時(shí),以+RNA為模板合成-RNA時(shí),需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程,D項(xiàng)正確。
方法突破“三看法”判斷中心法則各過程
角度二、基因表達(dá)與性狀的關(guān)系考向探究考向1基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系4.(2022山東煙臺(tái)模擬)香稻米香氣馥郁,被視為水稻中的珍品。香稻含有多種揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì),其中2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)是香稻中主要的揮發(fā)性物質(zhì)。已知基因B編碼酶B,基因F編碼酶F,基因B的數(shù)量決定2-AP的積累量,2-AP的積累量與水稻的香味強(qiáng)度密切相關(guān)。2-AP的合成和代謝途徑如下圖所示。
下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.基因F發(fā)生隱性突變后,稻米表現(xiàn)出香味性狀B.無香味純合水稻的基因型是bbFF、bbff、BBFFC.基因b不能控制酶B合成,基因型為Bbff的水稻無香味D.圖示過程體現(xiàn)了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程進(jìn)而間接控制生物體的性狀
答案 C　解析 由題干可知,基因B數(shù)量越多,則香味越濃,基因F存在會(huì)產(chǎn)生酶F分解2-AP,故基因F發(fā)生隱性突變(f)后導(dǎo)致酶F的功能缺失,2-AP積累使稻米產(chǎn)生香味,A項(xiàng)正確;無香味純合水稻可能是無基因B,或同時(shí)有基因B、F,故可能的基因型是bbFF、bbff、BBFF,B項(xiàng)正確;基因型為Bbff的水稻因?yàn)橛谢駼存在,可產(chǎn)生2-AP,且無酶F的分解,故表現(xiàn)為有香味,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖示過程體現(xiàn)了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程進(jìn)而間接控制生物體的性狀,D項(xiàng)正確。
5.(2022山東日照二模)某種動(dòng)物的毛色受一對(duì)等位基因A和a的控制,A控制黃色色素相關(guān)酶的合成,a控制黑色色素相關(guān)酶的合成。純合黃色個(gè)體與純合黑色個(gè)體雜交,子一代卻表現(xiàn)為介于黃色和黑色之間的不同毛色。研究發(fā)現(xiàn),在A基因中有一段堿基序列可發(fā)生甲基化修飾。未甲基化時(shí),A基因正常表達(dá),表現(xiàn)為黃色;甲基化后,A基因的表達(dá)就受到抑制。環(huán)境差異會(huì)導(dǎo)致甲基化程度不同,甲基化程度越高,體色就越深。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)A.上述實(shí)例說明基因可以通過控制酶的合成進(jìn)而控制生物的性狀B.上述實(shí)例說明甲基化程度越高,A基因的表達(dá)受到的抑制越明顯C.上述實(shí)例說明A基因中的甲基化修飾會(huì)使A基因突變?yōu)閍基因D.上述實(shí)例說明甲基化修飾可使基因型相同的個(gè)體表現(xiàn)不同的性狀
答案 C　解析 A控制黃色色素相關(guān)酶的合成,a控制黑色色素相關(guān)酶的合成,故題述實(shí)例說明基因可以通過控制酶的合成進(jìn)而控制生物的性狀,A項(xiàng)正確;題述實(shí)例說明環(huán)境差異會(huì)導(dǎo)致甲基化程度不同,甲基化程度越高,A基因的表達(dá)受到的抑制越明顯,B項(xiàng)正確;題述實(shí)例說明A基因中的甲基化修飾并未改變基因中堿基的排列順序,故不會(huì)使A基因突變?yōu)閍基因,C項(xiàng)錯(cuò)誤;題述實(shí)例說明環(huán)境差異會(huì)導(dǎo)致甲基化程度不同,甲基化程度不同,個(gè)體性狀不同,故推斷甲基化修飾可使基因型相同的個(gè)體表現(xiàn)不同的性狀,D項(xiàng)正確。
考向2表觀遺傳6.(2022河北張家口一中期中)表觀遺傳現(xiàn)象在生物體的生長發(fā)育過程中普遍存在。表觀遺傳機(jī)制在特定的時(shí)間通過調(diào)控特定基因的表達(dá)而影響細(xì)胞分裂、分化以及代謝等生命活動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn),組成染色體的DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾,可使相關(guān)基因處于“關(guān)閉”或“打開”的狀態(tài),從而影響其對(duì)性狀的控制。
小鼠的毛色與毛囊中黑色素細(xì)胞合成的色素種類有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),胞外信號(hào)分子M蛋白與黑色素細(xì)胞膜表面受體MR結(jié)合,啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)B基因等表達(dá)出相關(guān)酶,催化真黑色素(色素顆粒主要為黑色)的合成。細(xì)胞內(nèi)另有A基因編碼的A蛋白,可阻斷M蛋白與MR結(jié)合,抑制真黑色素合成,細(xì)胞則通過另一條代謝途徑合成褐色素(色素顆粒主要為黃色)。正常情況下,A基因在毛發(fā)生長周期第4~6天集中表達(dá),所以野生型小鼠呈現(xiàn)真黑色素與褐色素相間的斑駁色(如圖所示)。
野生型小鼠毛發(fā)色素分布圖示
小鼠的毛色也是一種與表觀遺傳機(jī)制有關(guān)的性狀。有一種黃色突變體小鼠(AvyA),檢測其基因序列發(fā)現(xiàn),Avy基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列,該序列能調(diào)控A基因在毛發(fā)生長過程中持續(xù)表達(dá)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),孕鼠食物成分不同會(huì)影響胎兒期Avya小鼠的毛色發(fā)育,其毛色可從單一的黃色到不均一的黃色、斑駁色,甚至黑色。若給孕期母鼠提供的食物含甲基越豐富,剛出生的子代小鼠毛色越深。這又是為什么呢?原來,插入的IAP序列容易發(fā)生不同程度的甲基化修飾,從而失去部分或全部的調(diào)控作用。因此,Avya小鼠可以作為環(huán)境生物反應(yīng)指示器,用來研究能增加甲基化風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境因子如乙醇、低劑量輻射和雙酚A等對(duì)胎兒發(fā)育的影響。
(1)請(qǐng)用一個(gè)短句概括基因與DNA的關(guān)系:　　　　　　　　　　　　　。(2)DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾,會(huì)影響　　　　　　　　酶與基因的結(jié)合,使轉(zhuǎn)錄過程不能正常進(jìn)行,從而影響　　　　表達(dá)。?(3)Avy對(duì)A表現(xiàn)為　　　　(填“顯性”或“隱性”),能合理解釋AvyA小鼠表現(xiàn)為黃色的是　　(選填下列序號(hào))。正常情況下aaBB小鼠毛色為　　　色。
(4)用Avya小鼠評(píng)估環(huán)境因子對(duì)胎兒發(fā)育的影響時(shí),可以用　　　　　　作為指標(biāo)。?
答案 (1)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段　(2)RNA聚合　基因　(3)顯性?、邸『凇?4)小鼠毛色解析 緊扣題干信息“細(xì)胞內(nèi)另有A基因編碼的A蛋白,可阻斷M蛋白與MR結(jié)合,抑制真黑色素合成,細(xì)胞則通過另一條代謝途徑合成褐色素(色素顆粒主要為黃色)”“正常情況下,A基因在毛發(fā)生長周期第4~6天集中表達(dá)” “Avy基因是在A基因前端插入了一段‘IAP’序列,該序列能調(diào)控A基因在毛發(fā)生長過程中持續(xù)表達(dá)”等答題。(1)基因與DNA的關(guān)系:基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)轉(zhuǎn)錄過程中,RNA聚合酶與DNA上的啟動(dòng)子結(jié)合,啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。因此DNA發(fā)生甲基化和去甲基化修飾,會(huì)影響RNA聚合酶與基因的結(jié)合,使轉(zhuǎn)錄過程不能正常進(jìn)行,從而影響基因表達(dá)。
(3)根據(jù)題干信息“黃色突變體小鼠(AvyA)”可知,Avy對(duì)A表現(xiàn)為顯性;根據(jù)題干信息“細(xì)胞內(nèi)另有A基因編碼的A蛋白,可阻斷M蛋白與MR結(jié)合,抑制真黑色素合成,細(xì)胞則通過另一條代謝途徑合成褐色素(色素顆粒主要為黃色)”“正常情況下,A基因在毛發(fā)生長周期第4~6天集中表達(dá)”“Avy基因是在A基因前端插入了一段‘IAP’序列,該序列能調(diào)控A基因在毛發(fā)生長過程中持續(xù)表達(dá)”可知,AvyA小鼠表現(xiàn)為黃色的機(jī)理是③。胞外信號(hào)分子M蛋白與黑色素細(xì)胞膜表面受體MR結(jié)合,啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)B基因等表達(dá)出相關(guān)酶,催化真黑色素(色素顆粒主要為黑色)的合成,因此正常情況下aaBB小鼠毛色為黑色。(4)用Avya小鼠評(píng)估環(huán)境因子對(duì)胎兒發(fā)育的影響時(shí),環(huán)境因子會(huì)影響基因的表達(dá),進(jìn)而影響生物的性狀,故可以用小鼠毛色作為指標(biāo)。
基因的結(jié)構(gòu)知識(shí)必備真核生物基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū),而編碼區(qū)又分為外顯子和內(nèi)含子,真正編碼蛋白質(zhì)的是編碼區(qū)的外顯子,非編碼區(qū)和內(nèi)含子只是起了調(diào)控表達(dá)的作用;在編碼區(qū)上游,存在一個(gè)與RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn),RNA聚合酶與之結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄,稱為啟動(dòng)子;同樣,在編碼區(qū)下游,存在一個(gè)與RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn),RNA聚合酶與之結(jié)合之后終止轉(zhuǎn)錄,稱為終止子。如下圖所示:
專項(xiàng)突破典例.(2022山東青島三中模考)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),TATA bx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 bx牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄。下列相關(guān)敘述不正確的是(　　)A.TATA bx被徹底水解后共得到4種小分子B.mRNA逆轉(zhuǎn)錄可獲得含TATA bx的DNA片段C.RNA聚合酶與TATA bx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/>答案 B　解析 TATA bx被徹底水解后得到脫氧核糖、磷酸、A、T共4種小分子,A項(xiàng)正確;TATA bx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 bx,B項(xiàng)錯(cuò)誤;RNA聚合酶與TATA bx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項(xiàng)正確;某基因的TATA bx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項(xiàng)正確。
專項(xiàng)訓(xùn)練1.(2022江蘇泰州期中)科學(xué)家在人體活細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種新的DNA結(jié)構(gòu)——i-Mtif(如下圖)的“DNA扭結(jié)”,在i-Mtif結(jié)構(gòu)中相同DNA鏈上的胞嘧啶相互結(jié)合,該結(jié)構(gòu)大多是在細(xì)胞周期的晚G1期(此時(shí)DNA正被積極地“讀取”)形成,主要出現(xiàn)在一些啟動(dòng)子區(qū)域和染色體端粒中。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)A.i-Mtif是由單鏈構(gòu)成的局部4鏈,其中部分胞嘧啶通過氫鍵相連B.DNA被“讀取”指復(fù)制,是以DNA的2條鏈為模板合成DNA的過程C.i-Mtif的形成可能會(huì)影響基因的開關(guān),從而影響基因被積極“讀取”D.對(duì)i-Mtif的研究將有助于人們理解DNA結(jié)構(gòu)變化與人體衰老的關(guān)系
答案 B　解析 分析題圖可知:在i-Mtif結(jié)構(gòu)中相同DNA鏈上的胞嘧啶相互結(jié)合,是由單鏈構(gòu)成的局部四鏈;在細(xì)胞周期的晚G1期,此時(shí)DNA正被積極地“讀取”,即解開螺旋,為DNA復(fù)制做準(zhǔn)備。由圖可知,i-Mtif是由單鏈構(gòu)成的局部四鏈,其中部分胞嘧啶通過氫鍵相連,A項(xiàng)正確;DNA被“讀取”是指解開螺旋,而非復(fù)制,DNA復(fù)制發(fā)生在S期,B項(xiàng)錯(cuò)誤;“DNA扭結(jié)”可能會(huì)影響基因的開關(guān),從而影響基因被積極“讀取”,C項(xiàng)正確;i-Mtif主要出現(xiàn)在一些啟動(dòng)子區(qū)域和染色體端粒中,所以對(duì)i-Mtif的研究將有助于人們理解DNA結(jié)構(gòu)變化與人體衰老的關(guān)系,D項(xiàng)正確。
2.操縱子是原核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的一種組織形式,它由調(diào)節(jié)基因(I)、啟動(dòng)子(P)、操縱基因(O,不編碼蛋白質(zhì))、結(jié)構(gòu)基因(編碼蛋白的多個(gè)基因)等部分組成。下圖表示大腸桿菌細(xì)胞中乳糖代謝所需酶(結(jié)構(gòu)基因lacZ、lacY、lacA編碼)的合成及調(diào)控過程。圖1表示環(huán)境中沒有乳糖時(shí),結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“關(guān)閉”的調(diào)節(jié)機(jī)制;圖2表示環(huán)境中有乳糖時(shí),結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“打開”的調(diào)節(jié)機(jī)制。請(qǐng)回答下列問題。
(1)過程①發(fā)生的場所是　　　　,過程②需要用到的轉(zhuǎn)運(yùn)工具是　　　　。(2)由圖1可知,當(dāng)培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖時(shí),調(diào)節(jié)基因的表達(dá)產(chǎn)物　　　　　　　　會(huì)與操縱基因結(jié)合,阻礙　　　　　　　　　　與啟動(dòng)子結(jié)合,從而抑制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。該調(diào)節(jié)機(jī)制既保證了大腸桿菌能量的供應(yīng),又可以避免　　　　　　　　　　　　　。?(3)從圖2可知,如果乳糖與阻遏蛋白結(jié)合,使其　　　　　　　　改變而失去功能,則結(jié)構(gòu)基因表達(dá),合成的酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因　　　　(填“表達(dá)”或“不表達(dá)”),該調(diào)節(jié)機(jī)制為　　　　　調(diào)節(jié)。(4)圖1和圖2所示調(diào)節(jié)過程反映了基因與基因之間、　　　　　　　　之間、　　　　　　　　　　之間存在著復(fù)雜的相互作用,共同精細(xì)地調(diào)控生物體的生命活動(dòng)。?
答案 (1)擬核　tRNA　(2)阻遏蛋白　RNA聚合酶　物質(zhì)和能量的浪費(fèi)　(3)空間結(jié)構(gòu)　不表達(dá)　反饋　(4)基因與基因表達(dá)產(chǎn)物　基因與環(huán)境解析 (1)原核生物沒有成形的細(xì)胞核,只有擬核,故轉(zhuǎn)錄過程發(fā)生在擬核區(qū)域;過程②中需要tRNA來運(yùn)輸氨基酸。(2)RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)是啟動(dòng)子,作用是催化轉(zhuǎn)錄過程。由題圖可知,當(dāng)大腸桿菌培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖存在時(shí),調(diào)節(jié)基因的表達(dá)產(chǎn)物——阻遏蛋白會(huì)與操縱基因結(jié)合,阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合,在轉(zhuǎn)錄水平上抑制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。該調(diào)節(jié)機(jī)制既保證了大腸桿菌能量的供應(yīng),又可以避免物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。

相關(guān)課件

新高考生物一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)課件第19講 細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變（含解析）：

這是一份新高考生物一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)課件第19講 細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變（含解析），共42頁。PPT課件主要包含了細(xì)胞的分化與全能性，細(xì)胞的衰老與死亡等內(nèi)容，歡迎下載使用。

新高考生物一輪復(fù)習(xí)講練課件：第19講　基因的表達(dá)（含解析）：

這是一份新高考生物一輪復(fù)習(xí)講練課件：第19講　基因的表達(dá)（含解析），共60頁。PPT課件主要包含了素養(yǎng)目標(biāo)，核糖核苷酸，UGC，mRNA，反密碼子，核糖體，遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶，RNA，細(xì)胞核等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高考生物一輪復(fù)習(xí)課件第6單元　第19講　基因的表達(dá) (含解析)：

這是一份高考生物一輪復(fù)習(xí)課件第6單元　第19講　基因的表達(dá) (含解析)，共60頁。PPT課件主要包含了word部分，點(diǎn)擊進(jìn)入鏈接等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高考生物一輪復(fù)習(xí)課件+講義 第6單元 第19講　基因的表達(dá)

高考生物一輪復(fù)習(xí)課件+講義 第6單元 第19講　基因的表達(dá)
(新高考)高考生物一輪復(fù)習(xí)講義課件第19講基因的表達(dá) (含解析)

(新高考)高考生物一輪復(fù)習(xí)講義課件第19講基因的表達(dá) (含解析)
高中生物2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第6單元 第19講　基因的表達(dá)課件PPT

高中生物2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第6單元 第19講　基因的表達(dá)課件PPT
2023屆高三一輪復(fù)習(xí)生物：第19講　基因的表達(dá)課件

2023屆高三一輪復(fù)習(xí)生物：第19講　基因的表達(dá)課件
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部