高中生物基因的表達學(xué)案4中圖版必修

1、基因的表達【課前復(fù)習(xí)】在學(xué)習(xí)新課程前先要回顧有關(guān)減數(shù)分裂、受精作用、有絲分裂中染色體數(shù)量變化；DNA的復(fù)制條件及其場所、DNA的功能、RNA的分子組成；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能及其合成場所等知識，這樣既有利于掌握新知識，又便于將新知識納入知識體系中。溫故會做了，學(xué)習(xí)新課才能有保障1 某生物的體細胞中含有42條染色體，在減數(shù)第一次分裂前期，細胞內(nèi)含有的染色單體、染色體和DNA分子數(shù)依次是A42、84、84B84、42、84C84、42、42D42、42、84解析：在減數(shù)分裂第一次分裂前期，DNA分子已經(jīng)復(fù)制，這時的每1條染色體含有2個染色單體(2個DNA分子)。因此，體細胞含有42條染色體的某生物，在

2、該時期的染色單體、染色體和DNA分子數(shù)分別為84、42、84。答案：B 2 某生物的精子中有6條染色體，其中來自母方的有A一條B二條C三條D不一定答案：D3DNA復(fù)制所需的基本條件是A模板、原料、能量和酶B RNA、DNA、ATP和酶C模板、溫度、能量和酶D DNA、脫氧核糖、能量和酶答案：A4RNA的分子組成是A脫氧核糖、核酸和磷酸B脫氧核糖、堿基和磷酸C核糖、堿基和磷酸D核糖、核酸和磷酸 答案：C5DNA復(fù)制的場所是_；復(fù)制過程中是邊_邊_，并且按照_原則；新合成的每一個DNA分子中，都保留了_，這種復(fù)制方式叫_。答案：6蛋白質(zhì)合成的場所是_；基本組成單位是_；每個蛋白質(zhì)分子是由一條或幾條

3、_組成；合成后者的方式是_。 課前自測答案：1BDAC細胞核解旋復(fù)制堿基互補配對原來DNA分子中的一條鏈半保留復(fù)制細胞質(zhì)中的核糖體氨基酸肽鏈脫水縮合知新先看書，再來做一做1基因（1）概念：基因是_的片段。（2）與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關(guān)系：每條染色體上有_個DNA分子，每個DNA分子上有_個基因，每個基因中可以含有_個脫氧核苷酸。染色體是基因的_，基因在染色體上呈_排列。（3）結(jié)構(gòu)：由于基因是_的DNA片段，故基因的結(jié)構(gòu)與DNA的結(jié)構(gòu)相同，不僅具有由脫氧核苷酸組成的_條鏈，而且也是規(guī)則的_結(jié)構(gòu)。（4）功能：基因與DNA分子一樣儲存有遺傳信息，由于不同的基因_不同，因此不同的基因就含有不同

4、的遺傳信息?；虻幕竟δ苋缦拢簜鬟f遺傳信息：隨_的復(fù)制而復(fù)制來向下一代傳遞遺傳信息。表達遺傳信息：后代個體發(fā)育中，基因中的遺傳信息以一定的方式反應(yīng)到_分子結(jié)構(gòu)上，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，這一過程叫_。2基因控制蛋白質(zhì)的合成（1）轉(zhuǎn)錄 ：在_進行，是以_為模板，按照_原則合成_的過程。通過轉(zhuǎn)錄，DNA上的遺傳信息傳遞到_上。（2）翻譯：在細胞質(zhì)的_上進行。是以_為模板，以_為運轉(zhuǎn)工具，按照_原則，合成具有一定_排列順序的蛋白質(zhì)的過程。（3）其他相關(guān)知識DNA與RNA的比較轉(zhuǎn)運RNA密碼子中心法則3基因?qū)π誀畹目刂疲?）通過控制_的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。（2）通過控制

5、_的分子結(jié)構(gòu)來直接影響性狀?！緦W(xué)習(xí)目標】1中心法則的應(yīng)用。2DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和逆轉(zhuǎn)錄的區(qū)別、聯(lián)系及應(yīng)用3基因表達過程中堿基數(shù)目的計算。4基因與性狀之間的關(guān)系。 【基礎(chǔ)知識精講】課文全解：本小節(jié)主要講述基因的本質(zhì)、基因與染色體、DNA的關(guān)系、基因控制蛋白質(zhì)的合成、基因?qū)π誀畹目刂频葍?nèi)容。1基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（1）基因概念：基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的DNA片段。（2）染色體、DNA、基因的關(guān)系染色體與基因的關(guān)系：一條染色體上有許多基因，基因在染色體上呈直線排列。染色體與DNA的關(guān)系：每一條染色體上只有一個DNA分子，染色體是DNA分子的主要載體。DNA與基因的關(guān)系：每個D

6、NA上有許多基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。（3）基因的結(jié)構(gòu)由于基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，故基因的結(jié)構(gòu)與DNA的結(jié)構(gòu)相同，不僅具有由四種脫氧核苷酸組成的2條鏈，而且也是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。在每個基因中可以含有成百上千個脫氧核苷酸。（4）功能分子遺傳學(xué)認為，生物的遺傳性狀是以遺傳信息形式主要編排在DNA分子上的，表現(xiàn)為特定的堿基排列順序。由于基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此基因中的脫氧核苷酸的排列順序可以代表遺傳信息，由于不同的基因脫氧核苷酸的排列順序（堿基順序）不同，因此不同的基因就含有不同的遺傳信息。基因中不僅儲存有遺傳信息，而且還有下列基本功能。傳遞遺傳信息 基因中的遺傳信息，一方

7、面在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期隨DNA分子的復(fù)制而得以復(fù)制，再隨細胞分裂而進入子細胞中去，這樣就將親代細胞中的遺傳信息傳遞到子代細胞或者通過減數(shù)分裂和受精作用將遺傳信息傳遞給下一代，基因中的遺傳信息就這樣一代一代地傳遞下去。表達遺傳信息基因中的遺傳信息，另一方面在后代的個體發(fā)育中，它又以一定方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)致后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。這一過程叫遺傳信息的表達。總之，基因的基本功能可總結(jié)如下：2基因控制蛋白質(zhì)的合成（1）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄概念：在細胞核中進行。是以DNA為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。過程：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程是在RNA聚合酶的催化作用下進行的

8、。當RNA聚合酶與DNA分子的某一起動部位相結(jié)合時，DNA的這一特定片段的雙股螺旋解開，以其中的一條鏈為模板，聚合酶沿著該鏈移動，按照堿基互補配對原則，使細胞里的四種核糖核苷酸(分別含有堿基A、G、C、U)聚合成與該DNA鏈相對應(yīng)的(或者說互補的)mRNA分子。如圖651。RNA在DNA模板上的合成圖651結(jié)果：通過轉(zhuǎn)錄，DNA上的遺傳信息傳遞到信使RNA（mRNA）上。（2）遺傳信息的翻譯概念：在細胞質(zhì)的核糖體中進行。是以信使RNA為模板，以轉(zhuǎn)運RNA為運轉(zhuǎn)工具，按照堿基互補配對原則，合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)的過程。過程：信使RNA從細胞核中合成以后，從核孔出來與核糖體結(jié)合。信使R

9、NA上帶有的遺傳信息以遺傳密碼（信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基）的形式存在，轉(zhuǎn)運RNA將氨基酸按信使RNA上的密碼子的順序放在核糖體上的相應(yīng)部位，通過脫水縮合，形成多肽，多肽脫離核糖體后，經(jīng)過一定的盤曲折疊，形成蛋白質(zhì)。（3）其他相關(guān)知識DNA與RNA的比較見下表。DNA與RNA的比較復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較見下表中心法則遺傳信息的傳遞過程是：遺傳信息可以由DNA傳向DNA這是DNA復(fù)制，也可以由DNA傳向RNA叫轉(zhuǎn)錄，由RNA控制合成蛋白質(zhì)叫翻譯。還發(fā)現(xiàn)在某些病毒中，RNA也可以自我復(fù)制，RNA也可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA，這叫逆轉(zhuǎn)錄。見圖652所示：中心法則圖解圖6523基因?qū)π?/p>

10、狀的控制（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。（2）通過控制蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)來直接影響性狀?；蚩刂菩誀羁捎脠D653表示：基因控制性狀圖解圖653問題全解：21何為基因？何為遺傳信息？基因是決定生物性狀的基本單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；蛑械拿撗鹾塑账岬呐帕许樞蚓痛磉z傳信息。22染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間有何關(guān)系？每條染色體通常只有一個DNA分子，染色體是DNA的主要載體；每個DNA分子上有許多個基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；每個基因中可以含有成百上千個脫氧核苷酸，基因中的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息；染色體是基因的載體，基因在染色體上呈直線排

11、列。23何為基因的表達？基因中的遺傳信息，在后代的個體發(fā)育中，以一定方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)致后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀?；蚩刂频鞍踪|(zhì)合成的過程叫遺傳信息的表達。24基因是怎樣控制蛋白質(zhì)合成的？何為轉(zhuǎn)錄、翻譯？見“課文全解2”。25什么叫密碼子？mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，稱為1個密碼子。26RNA的結(jié)構(gòu)有何特點？見“課文全解2（3）”。27細胞中有哪幾種RNA？它們分別有哪些特殊的功能？細胞中有3種RNA，它們分別是：信使RNA（mRNA），攜帶有DNA的遺傳信息，在蛋白質(zhì)合成過程中起模板的作用；轉(zhuǎn)運RNA（tRNA），在蛋白質(zhì)合成過程中，可以活化和轉(zhuǎn)運特定的氨基酸，

12、使其在核糖體上按照mRNA上的遺傳密碼子的序列定位形成多肽鏈；核糖體RNA（rRNA），是構(gòu)成核糖體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其功能是為mRNA提供合成蛋白質(zhì)的場所。28中心法則的內(nèi)容是什么？見“課文全解2（3）”。29基因控制生物性狀的原理是什么？ 見“課文全解3”。30在基因控制蛋白質(zhì)合成過程中，基因中的堿基、RNA中的堿基和蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)量關(guān)系如何？密碼子數(shù)、轉(zhuǎn)運RNA數(shù)、氨基酸數(shù)之比如何？（1）基因中的堿基、RNA中的堿基和蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)量關(guān)系，如圖654所示。圖654因此，在轉(zhuǎn)錄過程中，基因中的堿基數(shù)、RNA中的堿基數(shù)和蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)之比為631。（2）密碼子數(shù)、轉(zhuǎn)運RNA數(shù)、氨基

13、酸數(shù)之比為111。【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】本小節(jié)的內(nèi)容因比較抽象，是教材的難點內(nèi)容。在學(xué)習(xí)時應(yīng)注意：1關(guān)于“基因的概念”要多聯(lián)系已學(xué)知識并發(fā)揮想象能力，以在光學(xué)顯微鏡下可以見到的染色體為切入點，從染色體、DNA、基因三者之間的位置關(guān)系入手，理解基因的概念，使抽象概念更具體化。2關(guān)于“基因控制蛋白質(zhì)的合成”的知識要按照認知規(guī)律，從現(xiàn)象到本質(zhì)，由表及里地分析蛋白質(zhì)是生物性狀的主要體現(xiàn)者，基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^DNA控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的。由于DNA在細胞核中，蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)中，所以，DNA上的遺傳信息必須有一種中間媒介物來傳遞給蛋白質(zhì)，這種媒介物就是信使RNA。因此，這個過程就包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階

14、段。3關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯、中心法則、基因?qū)π誀畹目刂圃磉@部分內(nèi)容，首先要結(jié)合相應(yīng)的圖解來學(xué)習(xí)，利用好圖解是學(xué)習(xí)中突破難點的關(guān)鍵。其次關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的知識要從三個層面來學(xué)習(xí)：概念、過程、原理。這樣使學(xué)到的知識便于理解和記憶。2008高考真題演練1（08江蘇卷10）葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身小部分蛋白質(zhì)在葉綠體內(nèi)的合成。下列敘述中錯誤的是A葉綠體DNA能夠轉(zhuǎn)錄 B葉綠體DNA是遺傳物質(zhì)C葉綠體內(nèi)存在核糖體 D葉綠體功能不受細胞核調(diào)控2（08江蘇卷24）下圖為原核細胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是（多選）：A圖中表示4條多肽鏈正在合成B轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯即已開始C多個核糖體共同完成一

15、條多肽鏈的翻譯D一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條多肽鏈3.（08廣東卷26）DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的共同點是 A.需要多種酶參與B.在細胞核內(nèi)進行 C.遵循堿基互補配對原則D.不需要ATP提供能量4（08年上海高考題37）中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。請回答下列問題。（1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是 、 、 和 。（2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 （用圖中的字母回答）。（3）a過程發(fā)生在真核細胞分裂的 期。（4）在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是 。（5）能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是 ，后者所攜帶的分子是 。（6）RNA病毒的遺

16、傳信息傳遞與表達的途徑有（用類似本題圖中的形式表述）： ； 。答案：1、D2、BD3、AC 4（1）DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 （2）c （3）間（S） （4）細胞核 （5）tRNA（轉(zhuǎn)運RNA） 氨基酸 （6）如下圖：【同步達標訓(xùn)練】1關(guān)于基因的下列說法，錯誤的是A每個基因都是DNA分子上的一個片段B基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位C基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位D DNA分子上每一個片段都是一個基因2下列肯定不是遺傳密碼的堿基排列順序的是AAAABUUUCGTADGUC3DNA分子的解旋發(fā)生在A只在DNA分子的復(fù)制過程中B只在轉(zhuǎn)錄過程中C只在翻譯過程中 D在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程

17、中都能發(fā)生 4在唾液淀粉酶的合成過程中，對其性質(zhì)起決定作用的是A核苷酸B脫氧核苷酸C核糖體D核酸5胰島素基因和得以表達的胰島素基因依次位于A體細胞、胰島細胞中B胰島細胞、肝臟細胞中C均位于胰島細胞中D體細胞、肝臟細胞中6 tRNA的功能是A合成特定的氨基酸B運輸氨基酸，識別mRNA的遺傳密碼子C決定mRNA的堿基排列順序D決定氨基酸的排列順序7把兔子血紅蛋白的信使RNA加入到大腸桿菌的提取液中，結(jié)果能合成出兔子的血紅蛋白，這說明A兔子和大腸桿菌共用一套遺傳密碼 B蛋白質(zhì)的合成過程很簡單C兔血紅蛋白的合成基因進入大腸桿菌D兔子的DNA可以指導(dǎo)大腸桿菌的蛋白質(zhì)合成8某基因有堿基1200個，則由它控

18、制合成的蛋白質(zhì)具有的氨基酸數(shù)目最多是A 100個B200個C300個D400個9現(xiàn)代生物工程能夠?qū)崿F(xiàn)在已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列后來酶促合成基因；現(xiàn)已知人體生長激素共含190個肽鍵（單鏈），假設(shè)與其對應(yīng)的密碼子序列中有A和U共313個，則合成的生長激素基因中G有A130個B260個C313個D無法確定10在一個DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤之和占全部堿基數(shù)目的46%，其中一條鏈中腺嘌呤與胞嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的28%和22%，那么由它轉(zhuǎn)錄的 RNA中腺嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的A22%、28%B23%、27%C26%、24%D54%、6%11生物的一切遺傳性狀都是受_控制的，就我們現(xiàn)在所學(xué)得知，

19、要實現(xiàn)對性狀的控制，是通過兩種方法：一是通過控制_的合成來控制生物的代謝過程進而控制生物的性狀；二是通過控制_來直接影響性狀。12在A、B、C、D四支試管內(nèi)都加入一定量的水和ATP，都加入若干種酶，另外：A加入DNA、脫氧核苷酸；B加入RNA、脫氧核苷酸；C加入DNA、核糖核苷酸；D加入RNA、核糖核苷酸。請根據(jù)實驗結(jié)果回答：(1)據(jù)分析，A、B管內(nèi)產(chǎn)物相同，但A管內(nèi)是_過程；B管內(nèi)是_過程。(2)據(jù)分析，C、D管內(nèi)產(chǎn)物相同，但C管內(nèi)是_過程；D管內(nèi)是_過程。(3)加入C管內(nèi)DNA有60個堿基，那么，C管內(nèi)產(chǎn)物中最多含有_個堿基，相當于遺傳密碼_個。(4)B與A相比，必須有_酶。參考答案1D2

20、C3D4D5A6B7A8解析：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因由兩條脫氧核苷酸鏈組成，每條鏈含有1200/2=600個堿基，以此轉(zhuǎn)錄的信使RNA有堿基600個即密碼子600/3=200個，故有氨基酸200個。答案：B9解析：此蛋白質(zhì)（單鏈）中有190個肽鍵，說明此蛋白質(zhì)是由191個氨基酸縮合而成，控制其合成的信使RNA中最少有3191=573個堿基，又知RNA中A+U=313，所以RNA中G+C為573-313=260個，RNA的堿基數(shù)與DNA的每條鏈的堿基數(shù)相等，所以DNA的兩條鏈中G+C共有2602=520個，又因為G=C，所以G為520/2=260個。答案：B10依據(jù)堿基互補配對原則，可知：題中已知鏈中的A占28%，C占22%，求得T占26%，G占24%，所以轉(zhuǎn)錄成的RNA上的A與已知鏈上T配對、C與G配對，因此RNA鏈上A占26%、C占24%。答案：C11基因酶蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)12（1）DNA復(fù)制RNA的逆轉(zhuǎn)錄（2）轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制（3）3010（4）逆轉(zhuǎn)錄DNA的功能傳遞遺傳信息表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過程以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程時間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長發(fā)育的連續(xù)過程中在生長發(fā)育的連續(xù)過