1、第第 4 章基因的表达章基因的表达第第 1 节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成【素养目标】1. 结合所学知识了解遗传信息的翻译场所。2. 了解密码子的概念及反密码子的概念。【必备知识】一、一、RNA 的结构：的结构：1、组成元素：、组成元素：C、H、O、N、P2、基本单位：、基本单位：核糖核糖核苷酸（4 种）3、结构：、结构：一般为单单链二、基因：二、基因：是具有遗传效应的具有遗传效应的 DNA 片段片段。主要在染色体染色体上三、基因控制蛋白质合成：三、基因控制蛋白质合成：1、转录：、转录：（1）概念：在细胞核细胞核中，以 DNA 的一一条链为模板，按照碱基互补配对碱基互补配对原则
2、，合成 RNA 的过程。 （注：叶绿体、线粒体也有转录）（2）过程：解旋；配对；连接；释放（具体看书 63 页）（3）条件：模板：DNA 的一一条链（模板链）原料：4 种核糖核苷酸种核糖核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、解旋酶、RNA 聚合酶聚合酶等（4）原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则（AU、TA、GC、CG）（5）产物：信使信使 RNA（mRNA） 、核糖体核糖体 RNA（rRNA） 、转运转运 RNA（tRNA）2、翻译：、翻译：（1）概念：游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸，以 mRNA 为模板，合成具有一定氨基酸顺序具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （注：叶绿体、线粒体也有翻译）（
3、2）过程： （看书）（3）条件：模板：mRNA原料：氨基酸（氨基酸（20 种）种）能量：ATP酶：多种酶多种酶搬运工具：tRNA装配机器：核糖体核糖体（4）原则：碱基互补配对碱基互补配对原则（5）产物：多肽链3、与基因表达有关的计算、与基因表达有关的计算基因中碱基数：mRNA 分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：14、密码子密码子概念：mRNA 上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸。每 3 个这样的碱基又称为 1 个密码子特点：专一性、简并性、通用性密码子起始密码：AUG、GUG（64 个）终止密码：UAA、UAG、UGA注：决定氨基酸的密码子有注：决定氨基酸的密码子有 61 个，终止密码不
4、编码氨基酸。个，终止密码不编码氨基酸。【本节重点】1. RNA 虽都是单链结构，但 tRNA 内部仍有部分折叠区域能够形成碱基互补配对。2. （1）一种密码子只对应一种氨基酸，但一种氨基酸可由不止一种密码子决定。（2）一种 tRNA 只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由不止一种 tRNA 转运。【例题解析】例 1.尿嘧啶核苷（简称尿苷）在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有3H-尿苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是下图中的（）A. B. C. D. 和例 2.新型冠状病毒是单股正链 RNA 病毒， 以 s
5、s （+)RNA 表示。 ss （+)RNA 可直接作为 mRNA翻译出蛋白质。下图是该病毒的增殖过程示意图。有关叙述正确的是（）A. RNA 复制酶也可用于宿主细胞内的 RNA 合成B. （+)RNA 的嘧啶碱基数与（-)RNA 的嘧啶碱基数相等C. 与 DNA 病毒相比，新型冠状病毒更易发生变异D. 子代病毒的遗传性状由亲代 RNA 病毒和宿主细胞决定答案：例 1. B【解析】AD、是 DNA 复制过程，DNA 复制的原料是四种脱氧核糖核苷酸，不需要尿嘧啶核糖核苷酸，A 错误，D 错误；B、是转录过程，转录的原料是四种核糖核苷酸，包括尿嘧啶核糖核苷酸，B 正确；C、是翻译过程，翻译的原料是
6、氨基酸，不需要尿嘧啶核糖核苷酸，C 错误。故答案为：B。例 2.C【解析】A、RNA 复制酶只用于病毒 RNA 的合成，A 错误；B、因为（+)RNA 与（-)RNA 之间是严格的碱基互补配对关系，因此（+)RNA 的嘧啶碱基数与（-)RNA 的嘌呤碱基数相等，B 错误；C、与 DNA 病毒相比，由于新型冠状病毒的遗传物质是 RNA，而 RNA 为单链结构，稳定性差，因此更易发生变异，C 正确；D、子代病毒的遗传性状由亲代 RNA 病毒携带的遗传信息决定的，D 错误。故答案为：C。【素养作业】1.下列有关染色体、DNA，基因与脱氧核苷酸关系的叙述正确的是（）A. 真核细胞的基因只存在于细胞核中
7、，而核酸并非仅存在于细胞核中B. DNA 分子中每一个片段都是一个基因C. 并非所有的基因都位于染色体上D. 由简单到复杂的结构层次是：脱氧核苷酸基因染色体DNA2.对于中心法则，经科学家深入研究后，发现生物中还存在着逆转录现象，它是指遗传信息的传递从（）A. 蛋白质DNAB. RNADNAC. DNARNAD. DNADNA3.组成核酸的碱基和核苷酸的种类分别为（）A. 5种和8种B. 4种和5种C. 4种和8种D. 4种和 4 种4.一个生物个体的生命活动中，DNA 表现出两个基本功能，就是将遗传信息（）A. 储存和复制B. 传递和表达C. 复制和转录D. 转录和翻译5.下图表示中心法则，
8、下列有关叙述正确的是（）A. 过程都会在人体的遗传信息传递时发生B. 人体细胞内的过程主要发生在细胞核中，产物都是 mRNAC. 过程存在 A-U、C-G、T-A、G-C 碱基配对方式D. 过程有半保留复制的特点，过程发生在核糖体上6.大肠杆菌遗传信息的传递过程中，不会发生的是（）A. DNA 分子在 RNA 聚合酶的作用下转录出 mRNAB. DNA 复制、转录都是以 DNA 两条链为模板，翻译则是以 mRNA 为模板C. mRNA 可以相继结合多个核糖体同时进行多条肽链的合成D. 转录和翻译可以在细胞质中同时进行7.基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量
9、的基因产物以满足生长发育的需要。 如非洲爪蟾的卵母细胞中原有 rRNA 基因 （rDNA） 约 500拷贝，在减数分裂前的间期这个基因扩增近 4000 倍。下列相关叙述不正确的是（）A. rDNA 表达的最终产物是 rRNAB. 在减数分裂前的间期合成大量的蛋白质C. 扩增过程需要解旋酶和 RNA 聚合酶的参与D. 分裂结束后多余的 rDNA 将被降解8.在信使 RNA 分子结构中，相邻的碱基 G 与 C 之间是通过什么结构连接而成（）A. 3 个氢键B. 一脱氧核糖一磷酸基一脱氧核糖一C. 一核糖一磷酸基一核糖一D. 一磷酸基一核糖一磷酸基一参考答案参考答案1.【答案】 C【解析】A、真核细
10、胞的基因主要存在于细胞核中，细胞质中的线粒体等也含有部分基因，A 错误；B、基因是指有遗传效应的 DNA 片段，DNA 中没有遗传效应的片段不属于基因，B 错误；C、真核细胞中绝大多数基因都是在染色体上，但在动植物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体中也含有一定量的 DNA，其中也有基因，C 正确；D、染色体由 DNA 和蛋白质组成，基因是有遗传效应的 DNA 片段，每个 DNA 上有很多个基因，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，故从简单到复杂的结构层次是：脱氧核苷酸基因DNA染色体，D 错误。故答案为：C。2.【答案】 B【解析】A、遗传信息不能从蛋白质流向 DNA，A 错误；B、遗传信息从 RNA
11、 流向 DNA 的过程的逆转录过程，B 正确；C、遗传信息从 DNA 流向 RNA 的过程是转录过程，C 错误；D、遗传信息从 DNA 流向 DNA 的过程是 DNA 分子的复制过程，D 错误。故答案为：B。3.【答案】 A【解析】核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸，基本组成单位是核苷酸，核糖核酸的组成单位有 4 种，脱氧核糖核酸的基本单位有 4 种，核糖核酸的碱基有 A、G、C、U 共 4 种，脱氧核糖核酸的碱基有 A、G、C、T 共 4 种，因此组成核酸的核苷酸有 8 种，碱基有 5 种。A正确。故答案为：A。4.【答案】 B【解析】一个生物个体的生命活动中，DNA 表现出两个基本功能，就是将
12、遗传信息传递和表达，即 DNA 的复制、转录和翻译，B 正确；故答案为：B。5.【答案】 C【解析】A、过程为 DNA 的复制，为逆转录，为转录，均为 RNA 的复制，为翻译。都会在人体的遗传信息传递时发生的为，A 错误；B、人体细胞内的过程转录主要发生在细胞核中，产物是 mRNA，rRNA，tRNA，B 错误；C、过程为转录，即 DNA 转录为 RNA，存在 A-U、C-G、T-A、G-C 碱基配对方式，C 正确；D、由于 RNA 一般为单链，过程RNA 的复制没有半保留复制的特点，DNA 的复制有半保留复制的特点，过程翻译发生在核糖体上，D 错误。故答案为：C。6.【答案】 B【解析】DN
13、A 分子在 RNA 聚合酶的作用下转录出 mRNA，A 正确；DNA 转录是以 DNA一条链为模板，B 错误；mRNA 可以结合多个核糖体同时进行多条肽链的合成，短时间可以完成多条肽链的合成，提高合成效率，C 正确；大肠杆菌是原核生物，其转录和翻译可以在细胞质中同时进行，D 正确。7.【答案】 C【解析】A、据题干信息可知，rDNA 为 rRNA 基因，其表达（转录）的最终产物是 rRNA，A 正确；B、在减数第一次分裂前的间期，会发生 DNA 分子的复制和蛋白质合成，故该时期有大量蛋白质合成，B 正确；C、扩增过程实质为 DNA 分子的复制过程，该过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶，C 错误；D、据题干信息可知，基因扩增是某些基因在某些时期的现象，故 rDNA 在分裂结束后，多余的 rDNA 将被降解，D 正确。故答案为：C。8.【答案】 C【解析】由于信使 RNA 只有一条链，故相邻的 G、C 之间由核糖、磷酸、核糖连接。综上所述，ABD 不符合题意，C 符合题意。故答案为：C
