配套K12高中生物第4章基因的表达微专题六基因表达的相关题型突破学案

小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 微专题六 基因表达的相关题型突破 [学习目标] 1.了解DNA的复制、转录和翻译的区别和联系。2.学会基因的表达的相关计算。

一、DNA复制、转录和翻译的比较 例1 如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是( )

A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶 B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶 C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸 D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸 答案 C 解析 C项中甲RNA是模板，产物是DNA，所以模拟的应该是逆转录的过程，而不是转录。 方法总结 1．真核生物DNA复制、转录和翻译的区别 项目 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的两条单链 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 能量 都需要 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶 产物 2个双链DNA分子 单链RNA 多肽链(或蛋白质)

产物去向 传递到2个子细胞或子代 主要通过核孔进入细胞质 作为细胞结构或功能蛋白

特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体

碱基配对 A—T、T—A C—G、G—C A—U、T—A C—G、G—C A—U、U—A C—G、G—C 小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 意义 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状

2.DNA复制、转录和翻译的联系

变式1 下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是( )

A．①②过程中碱基配对情况相同 B．②③过程发生的场所相同 C．①②过程所需要的酶相同 D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右 答案 D 解析 图中①过程是DNA的复制，②过程是转录，③过程是翻译。复制是DNA→DNA，转录是DNA→mRNA，不同的碱基配对方式是A—T、A—U；核基因的转录场所主要是细胞核，翻译的场所是细胞质；①过程需要解旋酶和DNA聚合酶，②过程需要RNA聚合酶；从图③可以看出，最右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间 也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。 二、基因表达过程中有关数量变化 例2 已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于( ) A．200个B．400个C．600个D．800个 答案 C 解析 已知该蛋白质由200个氨基酸组成，则mRNA中至少有600个碱基，转录该mRNA的基因至少有1200个碱基，而双链DNA中C和T占碱基总数的一半，故转录该mRNA的基因中C和T不少于600个。 方法总结 1．基因表达过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。图解如下： 小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 2．基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对

分子质量＝n6·a－18×(n6－m)；若改为n个碱基对，则公式为n3·a－18×(n3－m)。 以上关系应理解为：每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下： (1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。 (2)在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。 (3)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。 变式2 一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则相应DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )

A．m、m3－1 B．m、m3－2

C．2(m－n)、m3－1 D．2(m－n)、m3－2 答案 D 解析 DNA模板链的碱基与mRNA的碱基互补，mRNA中G＋C＝n，则A＋U＝m－n，所以相应

DNA中A＋T＝2(m－n)，RNA中有m个碱基，对应的氨基酸数最多为m3，形成的蛋白质有两条

肽链，所以合成蛋白质时最多脱去的水分子数是m3－2。

1．(2017·大理巍山一中高一期末)下列能正确表示DNA复制过程的是( )

答案 B 解析 A项，模板链中含有U，是RNA，属于逆转录，错误；B项，模板链中不含有U，子链小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 中含有T，是DNA，可属于DNA复制，正确；C项，模板链中不含有U或T，子链中含有U，是RNA，属于RNA复制或转录，错误；D项，模板链和子链中都含有U，是RNA，属于RNA复制，错误。 2．(2017·广东东莞月考)如图是真核细胞中三种生命活动的示意图，关于下图的叙述错误的是( )

A．只有①③过程遵循碱基互补配对 B．①②③过程都有酶参与催化 C．只有②过程一定发生在细胞质中 D．①②③过程一定都需要消耗能量 答案 A 解析 从图示可知，①为DNA复制过程，②为翻译过程，③为转录过程。DNA复制和转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则，A错误；DNA复制、翻译、转录过程都需要相关酶的催化，B正确；真核细胞中DNA复制、转录主要发生在细胞核内，翻译发生在细胞质中，C正确；DNA复制、转录和翻译都需要消耗能量，D正确。 3．(2018·泉州期中)一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽对应的tRNA个数依次为( ) A．33 11B．36 12C．12 36D．11 36 答案 B 解析 据题意可知，该多肽的氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝11＋1＝12个，氨基酸通过转运RNA的运输进入核糖体，则翻译时需12个tRNA。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸，则mRNA中至少含有的碱基数＝氨基酸数×3＝12×3＝36个。 4．(2018·河北衡水高三周测卷)下图表示人体基因Y的表达，①～④表示过程，下列叙述正确的是( )

A．过程①是转录，过程②是翻译 B．过程④在核糖体中进行 C．过程③中有2种RNA参与 D．过程②是RNA的加工，发生在细胞核内 答案 D 小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 解析 过程①是转录，过程②是RNA的加工，过程③是翻译，A错误；过程④是肽链的加工，可发生在内质网和高尔基体中，B错误；过程③中有3种RNA(mRNA、tRNA、rRNA)参与，C错误；过程②是RNA的加工，发生在细胞核内，D正确。 5．(2017·淄博期末)下图表示发生在真核细胞内的两个生理过程，请据图回答问题：

(1)过程Ⅰ中甲的名称为______________，乙与丙在组成上的不同之处在于乙含______________。 (2)过程Ⅰ中DNA分子的两条链通过__________结合，在图中方框内应该用______________(填“→”或“←”)标出该过程进行的方向。 (3)若过程Ⅱ的多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质①中模板链碱基序列为______________。若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是____________。 (4)物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质____________(填“相同”“不相同”或“不完全相同”)，原因是__________________________________________________。 答案 (1)RNA聚合酶 脱氧核糖 (2)氢键 ← (3)—AGACTT— UAG (4)不完全相同 不同细胞内基因进行选择性表达 解析 (1)分析过程Ⅰ中①为DNA分子，②为RNA分子，故Ⅰ为转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，因此图中甲为RNA聚合酶；乙为胞嘧啶脱氧核苷酸，丙为胞嘧啶核糖核苷酸，两者的五碳糖不同，前者五碳糖是脱氧核糖，后者的五碳糖是核糖。(2)DNA分子的两条链通过氢键结合；根据RNA聚合酶的位置可知转录的方向是由右向左。(3)过程Ⅱ为翻译，②为mRNA，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则丝氨酸和谷氨酸的密码子为UCU、GAA，密码子在mRNA上，mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的，所以根据碱基互补配对原则，物质①中供转录用的模板链碱基序列为—AGACTT—。若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成，则UGC后一个密码子就是终止密码子，因此导致合成结束小学+初中+高中+努力=大学 小学+初中+高中+努力=大学 的终止密码子是UAG。(4)同一生物体内不同细胞中选择表达的基因不同，因此物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质不完全相同。

[对点训练] 题组一 DNA复制、转录和翻译的比较 1．下列关于转录和翻译的叙述，错误的是( ) A．转录以核糖核苷酸为原料 B．转录需要RNA聚合酶催化 C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 D．不同密码子编码同种氨基酸可提高生物性状的稳定性 答案 C 解析 转录是以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，B正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样即使由于差错导致密码子改变也不会导致对应氨基酸改变，从而保持生物性状的相对稳定，D正确。 2．(2017·吉林辽源期末)真核生物核基因上遗传信息表达的全过程发生在细胞的( ) A．细胞核中 B．染色体上 C．核糖体上 D．细胞核、核糖体上 答案 D 解析 基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段：转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，该过程主要发生在细胞核中；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上。 3．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是( )

A．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸 B．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链 C．图中所示酶1、酶2和酶3是相同的 D．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质中 答案 B