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专题10 遗传的分子基础zxxk.

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1 专题10 遗传的分子基础zxxk

2 知识网络 对遗传物质的早期推断 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌实验 DNA是主要的遗传物质 说明基因与DNA关系的实例
核酸是遗传物质的证据 DNA分子的结构 基因是有遗传效应的核酸分子片段 基因的本质 知识网络 对DNA复制的推测 DNA的复制 DNA的复制过程 转录(DNA → mRNA) 遗传信息的转录和翻译 翻译( mRNA →蛋白质) 场所 模板 产物

3 一、核酸是遗传物质的证据

4 凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA?
B 练习:下列有关DNA是生物的主要遗传物质的叙述,正确的是( ) A、所有生物的遗传物质都是DNA B、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA ,少部分病毒的遗传物质是RNA C、动物、植物、真菌的遗传物质是DNA ,除此以外的其他生物的遗传物质都是RNA D、真核生物、原核生物的遗传物质是DNA ,其他生物的遗传物质是RNA 凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA? 核酸是所有生物的遗传物质,其中DNA是主要的遗传物质??

5 生物的遗传物质 主要载体: 染色体 (DNA+蛋白质) 真核生物 次要载体: 线粒体、叶绿体 (DNA) 原核生物: DNA (无染色体)
4 主要载体: 染色体 (DNA+蛋白质) 真核生物 次要载体: 线粒体、叶绿体 (DNA) 原核生物: DNA (无染色体) 4 病毒的遗传物质是: A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA DNA病毒: 只含DNA 病  毒 RNA病毒: 只含RNA

6 描述下列实验结论 噬菌体侵染细菌 肺炎双球菌转化 烟草花叶病毒的感染和重建 DNA是遗传物质 DNA是遗传物质,而蛋白质不是
RNA病毒中,RNA是遗传物质。

7 1、噬菌体侵染细菌 为什么选择噬菌体作为实验材料??? 有没有一种实验方法或思路单独研究DNA和蛋白质?

8 2、如何得到32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体.
讨论下列问题: 1、噬菌体如何繁殖? 2、如何得到32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体. 分别用P32标记噬菌体的DNA  用35S标记蛋白质的噬菌体.原理:DNA中不含S,只有蛋白质中含有S   几乎所有的P都存在于DNA中.  在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌; 再分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到32P标记DNA的噬菌体和35S标记蛋白质的噬菌体

9 用含35S或32P的大肠杆菌分别培养T2噬菌体 蛋白质含有35S或DNA含32P标记的T2噬菌体
实验的方法、过程、结果 方法:同位素示踪法 过程: ①标记细菌: 用含35S的培养基培养大肠杆菌 含35S的细菌 用含32P的培养基培养大肠杆菌 含32P的细菌 ②标记噬菌体 用含35S或32P的大肠杆菌分别培养T2噬菌体 蛋白质含有35S或DNA含32P标记的T2噬菌体 ③ 用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵入未被标记大肠杆菌 ④搅拌、离心放射性检测

10 第一组实验:用35s标记噬菌体后侵染细菌 35S标记 噬菌体 上层:放射性高 沉淀:放射性低 +细菌 搅拌 离心 细菌内无放射性
一定时间保温 35S标记 噬菌体 上层:放射性高 沉淀:放射性低 +细菌 搅拌 离心 细菌内无放射性 赫尔希和蔡嘶噬菌体侵染实验 第四、离心分离有什么作用?离心分离是一种混合物的分离方法,在离心运动过程中,质量大的颗粒在下层,质量小的颗粒在上层,从而达到分离的目的。在该实验中,被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中,噬菌体颗粒的质量较小,在上层的上清液中。思维拓展:实验中保温时间过长,对2组实验的结果分别会有什么影响? 说明!! 搅拌的作用?离心的作用?沉淀物中为什么会存在少量放射性? 可能是搅拌不充分所致

11 第二组实验:用32p标记噬菌体后侵染细菌 32P标记噬菌体 上层:放射性低 沉淀:放射性高 搅拌 离心 +细菌 细菌内有放射性
一定时间保温 32P标记噬菌体 上层:放射性低 沉淀:放射性高 搅拌 离心 +细菌 在亲代噬菌体侵染细菌的过程中,子代噬菌体的DNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段,子代噬菌体还没有组装好,或虽已经组装但子代噬菌体并没有使细菌发生裂解。如果时间过长,子代噬菌体就会释放到细菌外面来,这时,就会对离心的结果产生影响。 第三、搅拌的作用是什么?将培养液放入搅拌器中搅拌,其目的是使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离,而不是把细菌搅碎让子代噬菌体释放出来。 细菌内有放射性 上层液中为什么存在少量放射性? 可能是保温时间过短或过长所致

12 检测到的实验结果: 实验 结论 寄主 细胞 亲代 噬菌体 子代 噬菌体 第一组 实验 第二组实验 35 S标记 蛋白质 无35S标 记蛋白质
第一组 实验 无35S标 记蛋白质 外壳蛋白质无35S DNA分子具有连续性,是遗传物质 第二组实验 32 P标记DNA DNA有 32P标记 无32P 标记DNA

13 B 练习、在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )
A.该实验证明了DNA是主要的遗传物质 B.不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质 C.T2噬菌体在细菌中增殖时,需要利用RNA聚合酶、逆转录酶等 D.用35S标记的T2噬菌体侵染细菌、经离心处理,若沉淀物的放射性较高,可能原因是培养时间过长或过短 B

14 D 选项 放射性 S元素 P元素 A 全部无 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多数32P,少数31P C 少数有
练习2、有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程,设计实验如图: 一段时间后,检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素,下表对结果的预测中,最可能发生的是(  ) D 选项 放射性 S元素 P元素 A 全部无 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多数32P,少数31P C 少数有 少数32P,多数31P D

15 R型 S型菌 是人类肺炎和小鼠败血症的病原体 2、肺炎双球菌转化实验 种类 荚膜 菌落 生物特性 R型 无荚膜 表面粗糙 无毒性 S型
(1)肺炎双球菌的种类 R型 S型菌 种类 荚膜 菌落 生物特性 R型 无荚膜 表面粗糙 无毒性 S型 有荚膜 表面光滑 有毒性 是人类肺炎和小鼠败血症的病原体

16 S菌中有一种“转化因子”使R菌转化为S菌。
(2)格里菲思的体内转化实验 注射 ①R型活细菌 小 鼠 注射 实验过程 ②S型活细菌 分离出S型活细菌 注射 ③加热后杀死的S型细菌 混合注射 R型活细菌 加热后杀死的S型细菌 分离出S型活细菌 S菌中有一种“转化因子”使R菌转化为S菌。

17 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转
化实验,此实验结果 ( ) A.证明了DNA是遗传物质 B.证明了RNA是遗传物质 C.证明了蛋白质是遗传物质 D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质 D

18 这种变异属于基因重组 知识拓展:肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试讨论这个转化原理是什么?转化过程?
转化因子本质上是含有S基因的一个DNA片段,而非S型细菌中全部DNA,转化过程类似于基因工程中,将目的基因导入受体细胞,并将该DNA片段整合到R型细菌的DNA上得以表达。只是这一过程是在自然条件下发生。 这种变异属于基因重组 复习了格里非思的实验和艾弗里实验后你还有什么问题需要进一步探讨吗?

19 含有控制荚膜形成的S基因 R型细菌 S型细菌 转化过程:以S. Pneumonia为例分为六阶段:
1★双链DNA片段与感受态受体菌细胞表面的特定位点(主要在新 形成细胞壁的赤道区)结合; 2★在吸附位点上的DNA被核酸内切酶分解,形成平均分子量为 4~5×106的DNA片段; 3★DNA双链中的一条单链被膜上的另一种核酸酶切除,另一条单 链逐步进入细胞,这是一个耗能的过程。分子量小于5×105的 DNA片段不能进入细胞。 4★来自供体菌的单链DNA片段在细胞内与受体细胞核染色体组上 的同源区配对交换,形成了一个杂合DNA区段(heterozygous region)。在这一过程中,有核酸酶、DNA聚合酶和DNA连接酶 的参与; 5★受体菌的染色体组进行复制,杂合区段分离成两个,其中之一 获得了供体菌的转化基因,另一个未获供体基因; 6★当细胞发生分裂后,一个子细胞含供体基因,这就是转化子; 另一个细胞与原始受体菌一样。

20 S型菌中的转化因子是S型菌的DNA,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
(3)艾弗里的体外转化实验 S型活细菌 过程及结果 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA+DNA酶 分别与R型活细菌混合培养 R S R R R R R R S S型菌中的转化因子是S型菌的DNA,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质

21 C 练习:艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( ) 实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况 ① R
蛋白质 R型 荚膜多糖 DNA R型、S型 DNA(经DNA酶处理) A. ①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子 D.①~④说明DNA是主要的遗传物质

22 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是( )
A、重组DNA片段,研究其表型效应 B、诱发DNA突变,研究其表型效应 C、设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应 D、应用同位素示踪技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递 C

23 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
(3)烟草花叶病毒感染烟草的实验 实验过程与实验结果 实验结论 感染 被感染 产生花叶病 (对照组) ①烟草花叶病毒 正常烟草 ②烟草花叶病毒的RNA 感染 被感染 产生花叶病 (实验组) 正常烟草 感染 不被感染 ③烟草花叶病毒的蛋白质 正常烟草 不产生花叶病 (实验组) RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。

24 “杂合”噬菌体的组成 实验预期结果 预期结果序号 子代表现型 甲的DNA+乙的蛋白质 1 与甲种一致 2 与乙种一致 乙的DNA+甲的蛋白质
B “杂合”噬菌体的组成 实验预期结果 预期结果序号 子代表现型 甲的DNA+乙的蛋白质 1 与甲种一致 2 与乙种一致 乙的DNA+甲的蛋白质 3 4 A.1、 B.1、 C.2、 D.2、4

25 二、DNA的分子结构和特点 DNA是生物主要的遗传物质,对其结构的掌握有助于对DNA的功能特点有更好的认识。本考点的内容包括:对DNA分子结构特点的掌握(识记);比较DNA与RNA的区别和联系;DNA碱基的有关计算等。其中有关计算方面的内容是难点。

26 一、DNA的分子结构 应根据碱基命名分别为:腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 脱氧核苷酸 基本单位
G 鸟嘌呤 脱氧核糖 磷酸 含N碱基 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 病毒体内有几种核苷酸? 细菌体内有几种核苷酸? 人体内有几种核苷酸?

27 练习:1、在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质( ) A、脱氧核苷 B、脱氧核糖 C、脱氧核糖核酸 D、脱氧核苷酸
以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词:脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷,这些名词往往是同学容易混淆,但又是必须严格区分的名词。 练习:1、在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质( ) A、脱氧核苷 B、脱氧核糖 C、脱氧核糖核酸 D、脱氧核苷酸 请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷这几个名词间的关系。 C 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷 脱氧核糖 包含的关系

28 练习:2、组成DNA结构的基本成分是( ) ①核糖 ②脱氧核糖 ③ 磷酸 ④腺嘌呤、鸟嘌呤 、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘌呤 A、① ③ ④ ⑤ B、 ① ② ④ ⑥ C、② ③ ④ ⑤ D、 ② ③ ④ ⑥

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30 1、脱氧核苷酸分子中,三个小分子之间如何连接?
(1)首先要了解 脱氧核糖的结构简式 (2)其次要了解三个小分子之间如何连接? 注: 表示一分子磷酸 表示一分子脱氧核糖 脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基相连,5号碳原子与磷酸分了相连。 表示含氮碱基

31 在这条多脱氧核苷酸的长链上脱氧核苷酸有几种排列方式?
2、脱氧核苷酸分子如何相互连接? 在这条多脱氧核苷酸的长链上脱氧核苷酸有几种排列方式? 脱氧核苷酸分子相互连接的方式是一个脱氧核苷酸上的磷酸基团,连在另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖上,这样通过许多脱氧核苷酸以磷酸二酯键形式的聚合作用,形成多脱氧核苷酸长链。每条脱氧核苷酸链,都是由成百上千脱氧核苷酸构成。 A T C G 46 C 4n T

32 二、DNA分子结构的主要特点 = ≡ = ≡ (1)由两条相反方向(3/~5/和 5/ ~3/)平行的脱氧核苷酸长链,
5/ ~ 3/走向 3/~5/走向 (1)由两条相反方向(3/~5/和 5/ ~3/)平行的脱氧核苷酸长链, 在配对的碱基之间以氢键相连,碱基之间的配对方式有两种,即A一定与T配对,G一定与C配对。 A与T之间形成两条氢键.G与C之间形成三条氢键。 注:A T G C

33 = ≡ = ≡ 1、DNA的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基 2、一条双链DNA上有几个游离的磷酸基团?
3、一条脱氧核苷酸链上2个相邻碱基以什么相连? 5、若该DNA有200个碱基,则该碱基的排列方式最多有多少种? 4、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接?

34 (2)DNA分子的两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋结构,外侧由脱氧核糖和磷酸的交替连接构成骨架,内侧是碱基对。

35 已知甲的一条链上(A+G)/(T+C)=a,甲的另一条链上(A+G)/(T+C)= 甲中(A+G)/(T+C)=
(3)DNA分子中形成碱基对时,按严格的碱基互补配对原则配对,因此我们可作如下推论: 1、一个双链DNA中 A=T C=G A+C=T+G A+G=T+C A+T=C+G 卡伽夫法则 2、有甲、乙二个DNA分子, 已知甲的一条链上(A+G)/(T+C)=a,甲的另一条链上(A+G)/(T+C)= 甲中(A+G)/(T+C)= 乙的一条链上(A+T)/(G+C)= a ,乙的另一条链上(A+T)/(G+C)= 乙中(A+T)/(G+C)= 1/a 1 a a

36 D 练习:某DNA分子鸟嘌呤脱氧核苷酸占20% ,数目400个,该DNA分子共有多少个A=T的碱基对( )
A、 B、 C、 D、600 D 解析:某DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)占20% ,数目是400个,那么胞嘧啶脱氧核苷酸(C)也占20% ,数目也是400个,那么 A+T= 60%,数目应是1200个, A=T的碱基对就应该是600。

37 C 练习:分析一个DNA分子时发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知该分子中,一条链上的鸟嘌呤的含量的最大值,可占此链碱基总数的( )。
A、20% B、30% C、40% D、70% C 解析;分析一个DNA分子时发现腺嘌呤(A)占30%,根据碱基互补配对原则,A=T,所以T(胸腺嘧啶)也占30%,那么该DNA分子中,G(鸟嘌呤)+C (胞嘧啶) = 40% ,而且双链中G(鸟嘌呤) = C (胞嘧啶),但在一条链上G(鸟嘌呤)不一定等于C (胞嘧啶),所以一条链上的鸟嘌呤的含量的最大值,可占此链碱基总数的40% 。

38 解析:在双链DNA分子中,若A+T占全部碱基的64% ,则其任何一 条链中的A+T占该链碱基总数的比例也是64% 。据此知,若一条链
练习:分析某生物的双链DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%,则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是( ) A、 17% B、 32% C 、34% D 、50% A 解析:在双链DNA分子中,若A+T占全部碱基的64% ,则其任何一 条链中的A+T占该链碱基总数的比例也是64% 。据此知,若一条链 中A占该链碱基的30%,则T占34% ,该链的互补链中A占34% ,由 于每条链的碱基为整个DNA分子碱基总数的一半,因此互补链中腺 嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是17% 。

39 练习:从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与其对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A、26% B、24%、 C、14% D、11% A 解析:鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之和在DNA分子中占全部碱基数的46%,那么在DNA分子的单链中的鸟嘌呤与胞嘧啶之和(G+C)也占单链全部碱基数的46%,又知其中的一条链中所含的碱基中28%是腺嘌呤(A),那么在这条链上胸腺嘧啶(T)数=100%-46%-28%=26%,因此与其对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数也是26% 。

40 C 练习:下列关于双链DNA的叙述错误的是( ) A、若一条链上A和T的数目相等,则另一条链上A和T的数目也相等 B、若一条链上的A的数目大于T,则另一条链上A的数目小于T C、若一条链上的A:T: G:C=1:2:3:4,则另一条链上也是 A:T: G:C=1:2:3:4 D、若一条链上的A:T: G:C=1:2:3:4,则另一条链上是 A:T: G:C=2:1: 4:3 解析:在DNA分子中,两条链上互补碱基的数量关系是A=T,G=C。根据此数量关系判断,选项C,若一条链上的A:T: G:C=1:2:3:4,则另一条链上应是A:T: G:C=2:1: 4 :3。所以C选项是错误的。

41 练习:马和豚鼠细胞具有相同数目的染色体,但性状差异很大,原因是( )
A、生活环境不同 B、DNA分子中碱基对排列顺序不同 C、DNA分子中碱基配对方式不同 D、着丝点数目不同 解析:生物性状是由基因控制的,生活环境不同不可能形成马和豚鼠的性状差异,A 错;任何DNA分子中碱基配对方式是相同的都是A与T配对,G与C配对,C错;染色体条数是按着丝点数目来计算的,马和豚鼠细胞具有相同数目的染色体,其着丝点数目肯定相同,D错;所以正确答案是B。

42 (4)DNA分子的特性 稳定性 特异性 多样性 控制某一特定性状的DNA分子中的碱基排列顺序是稳定不变的,每个特定的DNA分子这种特定的碱基排列顺序包含着特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。 DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。一是基本骨架部分的两条长链是由磷酸和脱氧核糖相间排列的顺序稳定不变;二是空间结构一般都是右旋的双螺旋结构。 DNA分子的多样性是由碱基对的排列顺序的多样性决定的。n个碱基对可以构成4n种DNA分子。如果一个DNA分子中有1000个碱基对,那么它的排列顺序就41000。

43 (5)几点说明: ①DNA分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千变万化上,而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个DNA分子有1000个碱基,则由此组成的DNA分子共有4500,不同类型的生物或同种生物不同个体之间,因差异性的存在,在实践上可用于亲子鉴定、侦察罪犯、辨认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等方面。 ②n个核苷酸形成DNA双链时脱去(n-2)个水,在形成单链RNA时,脱去(n-1)个水。 ③DNA分子中,脱氧核苷酸的数目=脱氧核糖的数目=含氮碱基的数目=磷酸的数目 ④A-T间有两个氢键,G-C间有三个氢键,G-C的比例越高,DNA分子越稳定。 ⑤从碱基对比例的角度看,决定DNA分子特异性的是A+T/G+C。

44 (三)、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系:
染色体是DNA分子的主要载体,一般情况下每条染色体上有1个DNA分子。 DNA 基因是有遗传效应的DNA(核酸分子)片段,每个DNA分子含有很多个基因;基因在染色体上呈线性排列,基因是决定生物性状的基本单位。 基因 (基因也是有遗传效应的RNA片段 ) 脱氧核苷酸是DNA(基因)的基本组成单位,基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,每个基因中含有许多个脱氧核苷酸。 脱氧核苷酸

45 高考真题 1、有关DNA分子结构的叙述,正确的是( ) A A、DNA分子由4种脱氧核苷酸组成 B、DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C、 碱基与磷酸相连接 D、 磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA A 解析:DNA双链上相对应的碱基以氢键连接,单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖和磷酸二酯键联系起来,脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧,构成DNA双链的基本骨架。碱基排列在内侧,与脱氧核糖直接相连。

46 2、下列关于核酸的叙述中,正确的是( ) A、DNA和RNA中的五碳糖相同 B、组成DNA与ATP的元素种类不同 C、 T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D、双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数 D 解析:本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成,B项错误。T2噬菌体遗传物质为DNA,故其遗传信息也储存在DNA中,C项错误。双链DNA嘌呤总和嘧啶碱基互补配对,故两者数量相等,D项正确。

47 DNA与RNA的比较 DNA RNA 结 构 基本单位 磷 酸 五碳糖 碱 基 分布 双螺旋结构 单链结构 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 磷酸 磷酸 核糖 脱氧核糖 A、G、C、U A、G、C、T 主要在细胞核 细胞质

48 信使RNA —— mRNA 转运RNA ——tRNA 核糖体RNA — rRNA

49 三、DNA分子的复制 DNA分子通过自我复制进行增殖。复制过程与细胞分裂、基因突变及DNA结构特点等内容密切相关。考查DNA分子的复制,一是考查对复制过程的理解,二是考查复制过程中有关的计算,后者为学习的难点,应重点突破。

50 1、遗传信息的传递-DNA分子复制 时间 场所 模板 有丝分裂间期或减数分裂间期 模板去向 原料 主要在细胞核,少数在线粒体、叶绿体中 能量
产物 特点 有丝分裂间期或减数分裂间期 主要在细胞核,少数在线粒体、叶绿体中 解开的两条脱氧核苷酸链 分配到两个子代DNA分子中 四种游离的脱氧核苷酸 ATP、GTP、CTP、TTP DNA聚合酶、解旋酶等 子代DNA分子 边解旋边复制、半保留复制、有多个起点

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52 与复制有关的计算规律 (1)DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中,含母链的 DNA分子数总是2个,含母链也总是2条。 (2)复制n代产生的子代DNA分子数为2n,产生的的子代DNA单链为2n×2,子代DNA分子所含的亲代DNA链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为1/2n×2 (3)一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或所携带的遗传信息的种类数=4n(n为碱基对数)

53 练习:1、关于细胞内DNA复制的叙述,正确的是( )
B、子代DNA分子由两条新链组成 C、需要模板、原料、能量和酶等 D、形成的两条新链碱基序列相同 C 练习:2、如果把一个DNA分子用重氢标记,含有这个DNA分子的细胞连续进行四次有丝分裂后,含有标记链的DNA分子数和细胞数是( ) A、1/2和1/ B、1/4和1/4 C、1/8和1/8 D、1/8和1/10 C

54 练习:3、用含15N的培养液培养大肠杆菌,再放在含14N的培养液中培养,然后用梯度离心技术测定各代大肠杆菌密度,结果如图所示,亲代全重,子一代全中,子二代一半轻、一半中。为什么?若再繁殖一代将怎么样?
答案:1/4为中,3/4为轻 解析:亲代是在含15N的培养液中培养,亲代的DNA分子中含15N,密度大,全为重。后移到含14N的培养液中培养,由于DNA是半保留复制,子一代的DNA分子中有二个一条是含15N的母链(重),一条是含14N新合成的子链(轻),所以全为中。到子二代,在复制出的四个DNA分子中,只有二个DNA分子各有一条含15N的母 链,为中。另二个DNA分子中只含14N,全为轻。所以子二代的DNA分子轻和中各占一半。若再繁殖一代在八个DNA分子中,有二个DNA分子各有一条链含15N,为中,其它六个DNA分子只含14N,为轻,所以到子三代,1/4为中,3/4为轻。

55 练习:4、在DNA复制过程中,保证复制正确无误进行的关键步骤是( )
A、解旋酶破坏氢键并使DNA双链解开 B、游离的脱氧核苷酸与母链互补配对 C、与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链 D、子链与模板链盘绕成双螺旋结构 B 解析:在DNA复制过程中,有解旋、合成子链和螺旋化等过程,但是保证复制得到的两个DNA分子,是相同的机制是在复制过程中,严格按照碱基互补配对合成子链。

56 练习5、含有100个碱基对的一个DNA分子片段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制3次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个?
420 练习6、含有100个碱基对的一个DNA分子片段,内含40个胸腺嘧啶,复制到第3次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个? 240 一个DNA中有M个胸腺嘧啶,经过n次连续复制,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个? 一个DNA中有M个胸腺嘧啶,复制到第n次时需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个?

57 高考真题 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是( ) A、每条染色体的两条单体都被标记 B、每条染色体中都只有一条单体被标记 C、只有半数的染色体中一条单体被标记 D、每条染色体的两条单体都不被标记 B 解析:由于DNA分子的复制方式为半保留复制,在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后,每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时,由于DNA的半保留复制,所以DNA分子一半含放射性,一半不含放射性,每个染色单体含一个DNA分子,所以一半的染色单体含放射性。

58 科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 繁殖代数 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子I代 B的子II代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带 、 ½中带 (14N/14N(15N/14N) 请分析并回答: (1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过___________代培养,且培养液中的__________是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的DNA离心结果,第_________组结果对得到的结论起到了关键作用,但需把它与第__________组和第___________组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是 。 多代 15NH4CL 3 1 2 半保留复制

59 ②若将子I代DNA双链分开后再离心,其结果是___________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
(3)分析讨论: ①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于________,据此可判断DNA分子的复制方式不是___________复制。 ②若将子I代DNA双链分开后再离心,其结果是___________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。 ③若在同等条件下将子II代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置是____________,放射性强度发生变化的是_____带。 ④若某次实验的结果中,子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为____________. B 半保留 不能 没有变化 15N

60 四、遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译(基因的表达),过程比较微观、抽象和复杂,属于难点内容,考查的侧重点在于对转录和翻译过程的比较和理解,包括:场所、时期、所需条件、产物和相关计算(难点)等。

61 转录、翻译与DNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 场所 主要是细胞核 细胞质和核糖体 模板 DNA的两条链 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 其他条件 酶( 解旋酶、DNA 聚合酶等)和ATP 酶( RNA 聚合酶等)和ATP 酶、ATP 和tRNA 碱基配对方式 DNA → DNA A —— T、C —— G T ——A、 G ——C DNA → mRNA A —— U、C —— G U ——A、 G ——C mRNA → tRNA 信息传递 mRNA → 蛋白质 时间 细胞分裂间期 生物生长发育的过程中 产物 2个相同的DNA分子 RNA 蛋白质 特点 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 DNA仍保留 1个mRNA分子可结合多个核糖体

62 1、基因指导蛋白质合成的过程 -----通过转录和翻译的过程 (1)转录:是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,转录是在细胞核中进行的。经过转录将基因中信息链上的遗传信息(遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序,即基因中碱基的排列顺序。)转化成信使RNA(mRNA)上的遗传密码。遗传密码是指mRNA上三个相邻碱基的排列顺序。

63 以其中的一条链作为模板. A G T C U U U C G A U A G G G C

64 A G T C U U U C G A U A G G G C RNA聚合酶结合到单链DNA上,下方的四种RNA核苷酸一个一个添加上去。

65 RNA聚合酶将RNA核苷酸连接起来,以碱基互补配对为原则。
G T C U U U C G A U A G G G C

66 RNA聚合酶沿着DNA移动。 A G T C U U U C G A U A G G G C

67 RNA聚合酶沿着DNA移动。 A G T C A U U U C G U A G G G C

68 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U C U A G G G C

69 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U C U A G G G C

70 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U U C A G G G C

71 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U U A C A G G G C

72 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U U A U C G G G C

73 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U U A U C G G G C

74 RNA核苷酸一个一个连接起来。 A G T C A U U G U U A U C G G G C

75 细胞核 A G T C U C A G mRNA 细胞质 核孔 信使RNA(mRNA) 通过核孔从细胞核中出来,到细胞质中.

76 (2)翻译:是指以mRNA为模板,以tRNA为运载工具.在细胞质(核糖体)合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
结合氨基酸的部位 反密码子 mRNA tRNA结构示意图 核糖体结构示意图

77 转录、翻译与DNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 场所 主要是细胞核 细胞质和核糖体 模板 DNA的两条链 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 其他条件 酶( 解旋酶、DNA 聚合酶等)和ATP 酶( RNA 聚合酶等)和ATP 酶、ATP 和tRNA 碱基配对方式 DNA → DNA A —— T、C —— G T ——A、 G ——C DNA → mRNA A —— U、C —— G U ——A、 G ——C mRNA → tRNA 信息传递 mRNA → 蛋白质 时间 细胞分裂间期 生物生长发育的过程中 产物 2个相同的DNA分子 RNA 蛋白质 特点 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 DNA仍保留 1个mRNA分子可结合多个核糖体

78 A C U 天门冬氨酸 U A C 甲硫氨酸 核糖体 A C G U

79 转运RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。
C U 天门冬氨酸 U A C 甲硫氨酸 A C G U

80 转运RNA上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。
U G 异亮氨酸 U A C 甲硫氨酸 A C U 天门冬氨酸 A C G U

81 两个相邻的氨基酸缩合反应,形成肽键。 肽键 A U G 异亮氨酸 U A C 甲硫氨酸 A C U 天门冬氨酸 A C G U

82 核糖体 沿着 mRNA移动。又一个转运RNA( tRNA)连接到密码子上。 第一个 tRNA 释放到细胞质中。
甲硫氨酸 A C U 天门冬氨酸 A U G 异亮氨酸 U A C A C G U

83 后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。
甲硫氨酸 A C U 天门冬氨酸 A U G 异亮氨酸 U A C A C G U

84 一条肽链形成. 天门冬氨酸 A U G 异亮氨酸 甲硫氨酸 U A C A C U A C G U

85 甲硫氨酸 天门冬氨酸 异亮氨酸 U A C A C U A U G A C G U mRNA 和肽链被释放到细胞质中。

86 一个mRNA上有多个核糖体同时工作,大大提高了翻译的效率
本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网 一个mRNA上有多个核糖体同时工作,大大提高了翻译的效率

87 2、归纳总结 1、遗传信息、密码子和反密码子 (1)遗传信息:指基因(或DNA)中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序,它间接决定氨基酸的排列顺序。
(2)密码子:mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸,这三个相邻的碱基称为密码子。 代表氨基酸的密码子共61种,还有三种组合(UAA、UAG、UGA)不代表任何氨基酸,是终止密码。另有两个有意义的密码子是特殊的起始密码子。61个密码子与20种氨基酸之间不是平均分配的,有些氨基酸有几个密码子,如亮氨酸有六个密码子,不同密码子决定同一个氨基酸称遗传密码的简并,而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子。科学家的研究结果表明,遗传密码在所有的生物中是通用的,这说明地球上所有的生物都是由共同的祖先进化而来的。 (3)反密码子:指 tRNA分子上与 mRNA分子中的密码子互补配对的三个碱基,有61种。反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基排列顺序相同,只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U。

88 根据转录和翻译过程填充: DNA双链 G 信使RNA 转运RNA 氨 基 酸 丙氨酸( 密码GCA) C A C G T G C A C G
U

89 遗传信息、密码子和反密码子的作用 项目 位置 作用 遗传信息 在DNA上 决定氨基酸的排列顺序,起间接作用 密码子 在mRNA上
 决定氨基酸的排列顺序,起间接作用 密码子 在mRNA上  直接控制蛋白质的氨基酸的排列顺序 反密码子 在tRNA上  识别密码子

90 基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
比较 DNA中的碱基数、脱氧核苷酸数 信使RNA中的碱基数目 蛋白质中的氨基酸数目 蛋白质中的肽链数 蛋白质中的肽键数 缩合失去的水分子数目 数目 n m 6n 3n n-m n-m

91 3、 DNA (基因)、 mRNA上碱基数与氨基酸数量之间的关系
(1)转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。因此,转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l/2。 (2)翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3。 总之,在转录和翻译过程中,基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 :3:1。 提醒: 因为DNA (基因)、 mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA 上终止密码等) ,所以实际上编码n个氨基酸, mRNA上所需的碱基数目大于3n,基因上所需的碱基数目大于6n,故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。

92 练习:1、某基因有1200个碱基,则由它控制合成的蛋白质氨基酸的数目是(   )个
A、100 B、200 C、300 D、400  B

93 性状 基因 3、在基因与性状之间遗传信息的传递方向是 信息流 遗传学上把遗传信息的流动方向叫做信息流。 因此基因有两大功能是:
(1)通过复制把遗传信息传递给下一代。 (2)在后代的个体发育中,使遗传信息以一定的方式(转录和翻译)反应到蛋白质分子的结构上,从而使后代表现出与前代相似的性状。

94 DNA 蛋白质 RNA 4、中心法则 图解: 信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。
“中心法则”是指遗传信息从DNA流向DNA的复制过程,也可以是从DNA流向RNA,进而流向蛋白质的转录和翻译过程。但遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质,也不能从蛋白质流向DNA或RNA。 图解: DNA 复制 转录 蛋白质 RNA 翻译

95 DNA mRNA 蛋白质 对中心法则的补充 (1)图解: 转录 翻译 逆转录 复制 复制
由于在某些致癌病毒中存在着逆转录酶,能够以RNA为模板,逆转录成DNA, 在RNA病毒中, RNA能够自我复制,所以补充后的中心法则可用下图表示。 (1)图解: 转录 翻译 DNA mRNA 蛋白质 逆转录 复制 复制

96 蛋白质 mRNA DNA (基因) 3、对基因表达过程的理解 转录 翻译 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 遗传密码 遗传信息
(表现出性状) mRNA DNA (基因) 决定 决定 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 决定 决定 遗传密码 遗传信息 ∣ ← 细胞核内进行转录 → ∣ ← 细胞质内进行翻译 →∣

97 答案:这个tRNA所运载的氨基酸是苏氨酸
练习:2、如果一个tRNA一端的三个碱基是UGG,那么这个tRNA所运载的氨基酸是什么? 答案:这个tRNA所运载的氨基酸是苏氨酸 解析:这个tRNA所运载的氨基酸是苏氨酸,因为遗传密码是以mRNA的碱基排列顺序为标准制定的,所以根据tRNA一端的反密码子查遗传密码子表时,一定要将其互补成密码子,再查遗传密码子表。

98 逆转录酶 (1)此图全过程叫 和 。 (2)图中①的过程叫 ;进行场所是细胞的 内;进行的时间是细胞分裂的 期。
练习:4、根据下列图解回答 (1)此图全过程叫 和 。 (2)图中①的过程叫 ;进行场所是细胞的 内;进行的时间是细胞分裂的 期。 (3)图中②的生理过程叫  ;进行场所是细胞的     内。 (4)图中③的生理过程叫    ;该过程需要在       的作用下才能进行。 (5)图中④的生理过程叫   ;该过程的发现,说明RNA也可作为生物的  。 中心法则 中心法则的补充 DNA复制 细胞核 转录 细胞核 逆转录酶 逆转录 RNA复制 遗传物质

99 练习:5、美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一化学干扰技术,有望使人体的致病基因“沉默下来”这项干扰技术很可能是干扰了细胞内的( )
A、ATP的分解过程 B、某信使RNA的合成过程 C、许多DNA的复制过程 D、蛋白质代谢过程中的转氨基作用 B 解析:化学干扰技术使致病基因“沉默下来”有可能是干扰了基因的表达,即可能干扰了细胞内某信使RNA的合成过程。

100 练习:6、 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同,其根本原因是( )
A、DNA碱基排列顺序不同 B、核糖体不同 C、转运RNA不同  D、信使RNA不同 解析:人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同,是基因选择性表达的结果,是转录的信使RNA不同。此题易误选为A。个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂,因而含有相同的遗传物质或基因,也就是DNA碱基排列顺序是相同的。

101 练习:7、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表,则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是 ( )
C GCA ACG CGT TGC 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 A、赖氨酸 B、丙氨酸 C、半胱氨酸 D、苏氨酸 解析: tRNA上的反密码子是CGU,则与其互补配对的mRNA上的密码子应是GCA,而 mRNA上的密码子是DNA分子模板链转录的,因此与其互补配对的DNA分子模板链上的碱基应是CGT,故答案 是C

102 练习:8、下图表示控制某多肽链合成的一段DNA链,已知甲硫氨酸的密码子是AUG,合成的多肽链的氨基酸组成为“甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸”, 下列有关描述错误的是( )
A、该多肽链中有4个“—CO—HN—”结构 B、决定该多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C、上图DNA片段中的①链起了转录模板的作用 D、若发生基因突变,则该多肽链的结构一定发生改变 解析: mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸,这三个相邻的碱基称为密码子。有些氨基酸有几个密码子,因此若发生基因突变,有一个密码子改变成了新的密码子,正好带进的氨基酸是同一个,则该多肽链的结构就不发生改变。因此D的叙述是错误的。

103 练习:9、(多选)人的肝细胞内可由DNA控制合成的物质是( )
A、胰岛素  B、mRNA C、酶    D、氨基酸 B、C 解析:本题综合考查基因的表达过程为: DNA(基因)    mRNA     蛋白质 即在人的肝细胞中DNA可控制合成出mRNA、蛋白质。尽管人体内的酶和胰岛素都是蛋白质,且肝细胞中也有胰岛素基因,但因基因表达的选择性,使肝细胞不能合成胰岛素(胰岛素B细胞中合成),但可合成自身代谢所需要的酶,氨基酸的合成无需DNA控制。因此,正确答案为B、C。 转录 翻译

104 D 练习 :10、人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同,其根本原因是( ) A、DNA碱基排列顺序不同 B、核糖体不同
练习 :10、人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同,其根本原因是( ) A、DNA碱基排列顺序不同 B、核糖体不同 C、转运RNA不同  D、信使RNA不同 解析:人体神经细胞与肝细胞所携带的遗传信息相同,即DNA碱基排列顺序相同,至所以造成人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同,其根本原因是是基因的选择性表达,转录的信使RNA不同。

105 练习:11、对某一动物而言,几乎所有的体细胞都含有相同的基因,但细胞与细胞之间在结构和功能上不同,这是因为它们合成了不同的
( ) A、转运RNA B、信使RNA C、核糖体 D、氨基酸 B 解析:细胞核所含有的全部基因中,只有与该细胞结构和功能相关的基因才能表达。基因表达过程就是遗传信息的转录和翻译过程。

106 (1)血管生成基因所发生的突变是 发生改变。 (2)该突变基因控制的先天性静脉畸形肢端肥大综合症是( ) A、伴性遗传 B、常染色体遗传
练习 :12、王擎教授领导的研究小组,率先发现了一个血管生成基因。这个基因位于人类5号常染色体短臂上,其突变可引起先天性心血管畸形骨肥大综合症。该综合症是一种罕见的先天性心血管疾病,主要症状为毛细血管、静脉血管和淋巴管畸形,并伴有病侧肢体过度生长。血管的形成受一系列基因控制。血管生长过程可导致癌症、关节炎、牛皮癣,失明、肥胖、哮喘、动脉硬化及一些易感受染性疾病,而血管生长或血管硬化可引起心肌缺氧,大脑缺氧、中风、高血压及时骨疏松等。目前已有数种血管生成因子被应用到对癌症和心肌缺血的研究上,并已进入临床试验阶段。这一成果将有助于进一步理解血管发生的机制,并为相关疾病的治疗提供依据。请问: (1)血管生成基因所发生的突变是 发生改变。 (2)该突变基因控制的先天性静脉畸形肢端肥大综合症是( ) A、伴性遗传 B、常染色体遗传 C、细胞质遗传 D、以上均不正确 (3)血管生成基因将遗传信息传递给静脉血管的过程是 。 基因结构(DNA结构) B DNA→RNA→蛋白质 解析:由于王擎教授克隆的是一个基因,因而该突变应来自基因结构的改变,或者说来自DNA分子结构的改变。由于这种改变发生在常染色体上,其遗传方式属于常染色体遗传,遗传信息的传递过程应遵循中心法则。

107 高考真题 1、有关蛋白质合成的叙述,正确的是( ) A、B、D A、终止密码子不编码氨基酸 B、每种tRNA只运转一种氨基酸
1、有关蛋白质合成的叙述,正确的是( ) A、终止密码子不编码氨基酸 B、每种tRNA只运转一种氨基酸 C、 tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D、核糖体可在mRNA上移动 A、B、D 解析: A、B、D的叙述都是正确的, C的叙述是错误的,应改为mRNA的密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。

108 2、根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( )
C 2、根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( ) DNA双链 T G mRNA tRNA反密码子 A 氨基酸 苏氨酸 A、TGU B、UGA C、ACU D、UCU 解析:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称作1个密码子。据表,mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对,可推知mRNA的密码子最后的碱基为U;DNA的一条链为TG,另一条链为AC,若DNA转录时的模板链为TG链,则mRNA的密码子为ACU,若DNA转录时的模板链为AC链,则mRNA的密码子为UGU。

109 3、有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述,错误的是( )
B、两种过程都有酶参与反应 C、两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D、两种过程都以DNA为模板 C 解析:A、B、D 的叙述都是正确的, C的叙述是错误的,因为 DNA复制过程以脱氧核糖核苷酸为原料 ,而转录成RNA的过程则以核糖核苷酸为原料 。

110 4、多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开,每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子,进行了下面的实验: 步骤①:获取该基因的双链DNA片段及其mRNA; 步骤②:加热DNA双链使之成为单链,并与步骤①所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子; 步骤③:制片、染色、电镜观察,可观察到图中结果。 请回答: (1)图中凸环形成的原因是 , 说明该基因有 个内含子。 (2)如果现将步骤①所获得的mRNA逆转录得到DNA单链,然后该DNA单链与步骤②中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子,理论上也能观察到凸环,其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有 序列。 (3)DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有 种,分别是 。 DNA中有内含子序列, mRNA中没有其对应序列, 变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时,该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环 7 内含子 3 A—U T—A C—G

111 解析: (1)由题意知, 基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开,每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。而mRNA中只含有编码蛋白质的序列。因此, 变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时,该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环。 (2)mRNA逆转录得到DNA单链,该DNA单链也不含有不编码蛋白质的序列,因此,逆转录得到的DNA单链中不含有内含子序列。 (3)DNA中有四种碱基AGCT, mRNA有四种AGCU, DNA中的A与mRNA中的U, DNA中T与mRNA中A ,DNA中C与mRNA中G,DNA中G与mRNA中C, 所以配对类型有三种。

112 5、铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白一端结合,沿移动,遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题: (1)图中甘氨酸的密码子是 ,铁蛋白基因中决定 的模板链碱基序列为: GGU -----GGUGACUGG------ ---CCACTGACC--- (2)浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 ,从而抑制了翻译的起始;浓度高时,铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白能够翻译。这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响,又可以减少 。 核糖体上的mRNA上的结合于移动 Fe3+ 细胞内物质和能量的浪费

113 (3)若铁蛋白由n个氨基酸组成.指导其合成的的碱基数远大于3n,主要原因是 。
(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由 。 mRNA两端存在不翻译的序列 C—A 解析:本题考察了遗传信息的传递过程及同学们的识图能力以及从新情景中获取信息分析问题、解决问题的能力, (1)根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子CCA可以判断甘氨酸的密码子为GGU,甘---色---天对应的密码子为------GGUGACUGG 判断模板链碱基序列为------CCACTGACC------ (2)当Fe3+浓度较低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,使蛋白质的翻译缺少起始代码,从而阻止核糖体在mRNA上移动,遏制铁蛋白的合成,由于Fe3+具有很强的氧化性,因此这种机制能减少其毒性,又能在其含量较低时减少铁蛋白的合成从而减少细胞内物质和能源的消耗。 (3)mRNA并不是所有序列都参与蛋白质的翻译,有一部分是不具有遗传效应的。 (4)色氨酸密码子为UUG,对应模式链碱基序列为ACC,当第二个碱基C-A时,此序列对应的密码子变为UUG,恰为亮氨酸密码子。


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