專題六遺傳信息的傳遞和表達(dá)

目錄

1.重難詮釋：知重難、攻薄弱（核心背記+?？贾R(shí)歸納+易錯(cuò)易混歸納）

2.創(chuàng)新情境練：知情境、練突破（lOmin限時(shí)練）

3.限時(shí)提升練：綜合能力提升（30min限時(shí)練）

Qh

重難詮釋

常考知識(shí)點(diǎn)歸納

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納1遺傳物質(zhì)的探究歷程

1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：格里菲斯認(rèn)為，有某種化學(xué)物質(zhì)從加熱滅活的S菌進(jìn)入了活的R菌中，從而使R菌具有了

S菌“使小鼠致死”的性狀。他將這種物質(zhì)稱為“轉(zhuǎn)化因子”。

①體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中“加熱”是否已導(dǎo)致DNA和蛋白質(zhì)變性？

加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢

冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。

②R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是什么？

轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，即基因重組。

2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。

3.赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù),證明DNA是遺傳物質(zhì)。

（1）實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體（化學(xué)成分：蛋白質(zhì)和DNA）

（2）生活方式：寄生在大腸桿菌體內(nèi)。

（3）噬菌體的侵染過程：

增殖需要的條件內(nèi)容

噬菌體的DNA

合成T2噬菌體DNA原料大腸桿菌提供的4種脫氧核甘酸

原料大腸桿菌的氨基酸

合成T2噬菌體蛋白質(zhì)

場所大腸桿菌的核糖體

結(jié)論：T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。

4.煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：決定子代TMV類型的物質(zhì)是RNA,而不是蛋白質(zhì)。這說明TMV的遺傳物質(zhì)是RNA,而不是

蛋白質(zhì)。

格里菲斯、艾弗里、赫爾希、蔡斯、弗倫克爾-康拉特和威廉姆斯等用科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究了“遺傳物

質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)“。之后，科學(xué)家經(jīng)過不斷研究，明確了絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DN不RNA病毒的

遺傳物質(zhì)是RNA

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納2DNA的半保留復(fù)制

L概念、時(shí)間和場所

(1)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶;(單鏈DNA結(jié)合蛋白)；

(2)概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程；

(3)時(shí)間：在真核生物中，發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期；

(4)場所：真核生物主要在細(xì)胞核內(nèi),線粒體和葉綠體中也可進(jìn)行；原核生物主要在擬核,也可在

細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行；

(5)模板：解開的每一段母鏈；

(6)原料：4種脫氧核昔三磷酸(dATP,dTTP,dGTP,dCTP)引物：一小段RNA；

(7)原則：堿基補(bǔ)配對(duì)原則(A-T,G-C)；

2.特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制。從5'到3'方向合成能新生鏈。

3.準(zhǔn)確復(fù)制的原因：DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了

復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。。

4.意義：DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納3DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算

1514,5N|l,5N

1.1個(gè)含有N的DNA分子以含N的脫氧核甘酸為原料，復(fù)制n次。親代

/\

/M

1）子代DNA共211個(gè)-含15N的DNA分子：2個(gè),5N|;,4N,4N：|,5N

1代

15

只含N的DNA分子：0個(gè)1;;;;;;I

2代11??11?

含l4N的DNA分子：2'個(gè)

111111

V________一J

_只含的DNA分子：（2n-2）個(gè)7

2"

2）子代DNA共有2仗條脫氧核甘酸鏈，其中含15N的脫氧核甘酸鏈：

2條；含「％的脫氧核甘酸鏈：（2"二2）條。

2.DNA復(fù)制中消耗的脫氧核昔酸數(shù)

①若一親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該種脫氧核甘酸數(shù)

為m?（2n-l）o

②第n次復(fù)制所需游離的該種脫氧核甘酸數(shù)為-m-（）=m?2"工

DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中的染色體復(fù)制情況

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納4DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中的染色體復(fù)制情況

1.有絲分裂中染色體的標(biāo)記情況

用上標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含"N的培養(yǎng)液中進(jìn)行兩次有絲分裂，情況如圖所示（以

一對(duì)同源染色體為例）：

由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞中所有的DNA分子都呈“雜合狀態(tài)”，即次/次一

DNA；第二次有絲分裂形成的子細(xì)胞有多種可能性，可能子細(xì)胞的所有染色體都含、，也可能子細(xì)胞

的所有染色體都不含15N?即子細(xì)胞含有1SN的染色體為0?2n條（體細(xì)胞染色體為2n條）。

2.減數(shù)分裂中染色體的標(biāo)記情況

用2標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含株的培養(yǎng)液中進(jìn)行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示（以

一對(duì)同源染色體為例）:

注："N標(biāo)記的DNA鏈：只含“N的DNA鏈

由圖可以看出，在減數(shù)分裂過程中細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復(fù)制一次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有的

DNA分子都呈“雜合”狀態(tài)，即力/為一DNA,子細(xì)胞的所有染色體都含

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納6遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

#RNA聚合酶

5'

HI3,

啟動(dòng)"■

終止了

(1)場所:主要是細(xì)胞核，在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生；

(2)模板：DNA的一條鏈(模板鏈)(非模板鏈?zhǔn)蔷幋a鏈)；

(3)原料：4種核糖核昔三磷酸(ATP,UTP,GTP,CTP)；

(4)原則：遵循A-U,T-A,G-C配對(duì)；

(5)過程：①起始：RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合到啟動(dòng)子區(qū)域,DNA雙鏈局部解旋，RNA聚合酶催化形

成RNA鏈的第一個(gè)磷酸二酯鍵;

②延伸：RNA聚合酶沿著模板鏈向其5'方向移動(dòng)，RNA鏈不斷延長；

③終止：終止工的特定結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致RNA聚合酶和RNA鏈從DNA模板上脫離，轉(zhuǎn)錄過程終止。

(6)轉(zhuǎn)錄方向：沿5，到3，方向連接成一條單鏈RNA；

(7)產(chǎn)物：信使RNA(mRNA),核糖體RNA(rRNA),轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)等；

(8)意義：轉(zhuǎn)錄將基因中堿基序列蘊(yùn)含的信息轉(zhuǎn)化成了RNA序列中的信息。

常考知識(shí)點(diǎn)歸納7遺傳信息的翻譯

(1)結(jié)果：生成肽鏈;

(2)遵循原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)(mRNA-tRNA)；

(3)場所：細(xì)胞質(zhì)(核糖體)；

(4)模板：mRNA；

(5)原料：20種游離的氨基酸；

(6)酶：需要(不需要掌握的酶)；

(7)能量：需要；

(8)運(yùn)載工具：tRNA；

真核生物:細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄出的RNA需要穿過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，才能指導(dǎo)翻譯過程，所以轉(zhuǎn)錄和翻

譯在時(shí)間、空間上都有不同；

原核生物:沒有核膜的隔斷,轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束時(shí)，核糖體就結(jié)合到正在延長的mRNA上開始翻譯。

轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行，

DNA形成“樹枝狀”結(jié)構(gòu)

基因2

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納8基因表達(dá)的計(jì)算

DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)

o,GCAr,

***CGU在盲航

：：：----,-----------?精氨酸

匚，：：：5，3，

CGT

堿基數(shù)目堿基數(shù)目氨基酸數(shù)目

6:3:1

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

1.基因中的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄后被剪切。

2.在基因中，有的片段(非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。

3.合成的肽鏈在加工過程中可能會(huì)被剪切掉部分氨基酸。

4.轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。

易錯(cuò)易混歸納

1,單個(gè)遺傳物質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)只能證明DNA或RNA是遺傳物質(zhì)，DNA是主要的遺傳物質(zhì)是通過一系列實(shí)驗(yàn)

確定的。

2.半不連續(xù)復(fù)制是指DNA復(fù)制時(shí)，前導(dǎo)鏈上DNA的合成是連續(xù)的，后隨鏈上是由間斷合成的短片段連接

而成的，不連續(xù)的，故稱為半不連續(xù)復(fù)制。

3,DNA的復(fù)制是從DNA的特定部位開始的，這一部位叫做復(fù)制起點(diǎn)，原核生物每個(gè)DNA只有

一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，真核生物每個(gè)DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，真核生物的這種復(fù)制方式提高了DNA復(fù)制

的效率。

4,DNA體內(nèi)復(fù)制的時(shí)候需要解旋酶解旋，而體外復(fù)制DNA——per擴(kuò)增DNA的過程中是利用高

溫使得DNA解旋。

5,轉(zhuǎn)錄RNA的過程中也需要利用酶解旋DNA,不過利用的RNA聚合酶，RNA聚合酶同時(shí)具有聚

合與解旋的功能。

6,一個(gè)基因包括非編碼區(qū)和編碼區(qū)兩個(gè)部分，非編碼區(qū)包括啟動(dòng)子和終止子，真核生物的編

碼區(qū)包括編碼氨基酸的堿基序列外顯子和不編碼氨基酸的堿基序列內(nèi)含子，他們都可以被轉(zhuǎn)

錄，但最終內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄出來的mRNA要被切除，而外顯子轉(zhuǎn)錄出來的mRNA會(huì)連在一起，形成具

有翻譯功能的成熟的mRNAo

啟動(dòng)子

真核■IIIIIIIIIIII

RNAL合酶外!子I內(nèi)1子I，子

結(jié)合位點(diǎn)

7,DNA的甲基化通常會(huì)抑制RNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的翻譯，最終影響遺傳信息的表達(dá)。（DNA甲

基化不改變DNA的堿基序列）

‘創(chuàng)新情境練』

（建議用時(shí)：10分鐘）

-----------------------------ii

狂犬病是由狂犬病毒（RABV）引起的一種人獸共患病?？蒲腥藛T對(duì)RABV的增殖機(jī)制及其與宿主相互作用

的機(jī)制進(jìn)行了研究。RABV進(jìn)入機(jī)體后會(huì)通過神經(jīng)纖維運(yùn)動(dòng)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)后大量增殖，圖B為RABV在神

經(jīng)元中的增殖過程?；卮鹣铝袉栴}（圖B中b表示大分子物質(zhì)，1和2表示中心法則涉及的過程，圖A中"好"

表示促進(jìn)，"「'表示抑制）。

修飾后的喇

細(xì)胞核EDAL

P基因啟動(dòng)正常P基因

基因子甲基化的啟動(dòng)子

A

B

⑴結(jié)合圖B信息及所學(xué)知識(shí)，RABV病毒的遺傳物質(zhì)是,其感染神經(jīng)細(xì)胞能發(fā)生的中心法則過程

有o（填下圖中的序號(hào)）

①?

CDNA不竺RNA&■?蛋白質(zhì)

⑵RABV在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行1過程，此過程需要的原料為。在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行2過程，生成的產(chǎn)物

b為,此過程需要的原料為。以上過程所需的原料均由_______提供。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)狂犬病研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種新型的長鏈非編碼RNA（EDAL）能夠顯著抑制RABV的增殖，其機(jī)

制如圖A所示，已知P蛋白可以通過抑制子代RABV逃逸避免其侵染更多的細(xì)胞。

⑶科研人員將EDAL基因?qū)胄∈篌w內(nèi)，會(huì)P基因啟動(dòng)子的甲基化。

A.促進(jìn)B.抑制C.不影響D.都有可能

⑷由圖A所示信息，推測能夠抑制RABV增殖的事件有o

A.天然構(gòu)象的E酶

B.修飾后的E酶

C.P基因啟動(dòng)子的甲基化

D.正常P基因啟動(dòng)子

<1

；限時(shí)提升練

1.科學(xué)家以RNA干擾技術(shù)為原理，研制新型綠色農(nóng)藥。該技術(shù)涉及的簡要流程包括:

I設(shè)計(jì)并合成雙鏈RNA(dsRNA)；

II害蟲攝入或經(jīng)由體表吸收dsRNA；

DldsRNA進(jìn)入細(xì)胞，在一系列蛋白質(zhì)的作用下引發(fā)RNA干擾；

IV害蟲的關(guān)鍵基因被“沉默"，導(dǎo)致其生長、代謝受到抑制，死亡率提高。

用于防治馬鈴薯甲蟲的dsRNA農(nóng)藥制備與使用的部分技術(shù)路線如圖1

⑴圖1中涉及的生物工程或技術(shù)包括o(編號(hào)選填)

①表達(dá)載體的構(gòu)建②發(fā)酵工程③核移植技術(shù)④重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞⑤植物組織培養(yǎng)⑥細(xì)胞融合

(2)若以馬鈴薯甲蟲生存所必須的PSMB5基因作為RNA干擾的靶向基因，則圖1中過程①可行的方法有

A.對(duì)PSMB5基因進(jìn)行PCRB.對(duì)PSMB5mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄

C.對(duì)PSMB5基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄D.用化學(xué)方法合成

T7是質(zhì)粒上允許雙向轉(zhuǎn)錄的特殊啟動(dòng)子，重組質(zhì)粒上部分堿基序列與T7啟動(dòng)子的位置關(guān)系如圖2所示。

窣5'……CCTGAGGAAGTCTG……3,,

子11V3,……GGACTCCTTCAGAC……5，^4n空

圖2

⑶圖1中過程②形成的雙鏈dsRNA,是由RNA聚合酶分別識(shí)別左、右T7啟動(dòng)子后轉(zhuǎn)錄所得的兩種產(chǎn)物形

成的，結(jié)合圖2推測這兩種產(chǎn)物：。

A.序列相同；方向相同B.序列互補(bǔ)；方向相同

C.序列相同；方向相反D.序列互補(bǔ)；方向相反

⑷關(guān)于圖1中的生理過程②的相關(guān)分析，正確的有。（單選）

A.需要tRNA的參與B.以脫氧核甘酸為原料

C.反應(yīng)場所為核糖體D.需要適宜的溫度與pH

dsRNA進(jìn)入馬鈴薯甲蟲細(xì)胞的過程及引發(fā)RNA干擾的機(jī)制如圖3所示。

（5）dsRNA進(jìn)入馬鈴薯甲蟲細(xì)胞的方式說明了o

A.質(zhì)膜具有一定流動(dòng)性B.質(zhì)膜的選擇透過性與膜蛋白種類相關(guān)

C.dsRNA能穿過磷脂分子間隙D.dsRNA跨膜運(yùn)輸必須有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與

⑹據(jù)圖3,RNA干擾能使PSMB5基因"沉默”的直接原因是。

PSMB5基因編碼的蛋白質(zhì)對(duì)蛋白酶體的組裝至關(guān)重要，蛋白酶體是由一系列蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體，能夠催

化細(xì)胞中特定目標(biāo)蛋白質(zhì)的降解。

⑺比較蛋白酶體和溶酶體的結(jié)構(gòu)與功能，完成表。（符合的打，"，不符合的打"x"）

比較蛋白酶

比較內(nèi)容溶酶體

項(xiàng)體

1含有磷脂；內(nèi)含多種水解酶和酸性環(huán)境

2能夠降解廢棄或受損的蛋白質(zhì)

能夠消化衰老細(xì)胞器及進(jìn)入細(xì)胞的異

3

物

⑻蛋白酶體異常時(shí)，會(huì)使多余或異常的蛋白質(zhì)積累，可能造成O

A.細(xì)胞新陳代謝速率減緩B.細(xì)胞異常增殖

C.細(xì)胞增殖受阻D.細(xì)胞凋亡

(9)研究表明，用針對(duì)某特定靶基因的dsRNA飼喂馬鈴薯甲蟲，9代后的馬鈴薯甲蟲對(duì)該dsRNA產(chǎn)生抗性；

dsRNA也可能對(duì)目標(biāo)以外物種產(chǎn)生RNA干擾作用。據(jù)此分析，有利于降低RNA干擾技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的措施有

(多選)

A.避免長期使用單一靶標(biāo)基因的dsRNA

B.對(duì)目標(biāo)以外物種的基因進(jìn)行測序，以便提高所設(shè)計(jì)dsRNA的特異性

C.延長dsRNA在環(huán)境中的生物活性保持時(shí)間

D.將該技術(shù)與其他防治手段結(jié)合使用

2.如圖是遺傳信息在生物大分子間傳遞的示意圖。圖中字母表示物質(zhì)，編號(hào)表示過程。

⑴圖中結(jié)構(gòu)X是，可被堿性染料染成深色。

（2）真核生物中過程②發(fā)生的主要場所是,需要的原料是o

⑶若A的編碼鏈序列為5-GGACTGATT-3',則B的序列為（）

A.5'-CCUGACUAA-3'B.5'-AAUCAGUCC-3'

C.5'-UUAGUCAGG-3'D.5'-GGACUGAUUG-3'

⑷過程④的名稱是,會(huì)發(fā)生過程④的生物有（舉一例）。

⑸真核生物的DNA分子和由其轉(zhuǎn)錄出的某一成熟mRNA的長度相比，后者長度往往明顯短于前者，可能的

原因有（）

①轉(zhuǎn)錄的模板不是整個(gè)DNA分子

②基因的啟動(dòng)子和終止子不轉(zhuǎn)錄

③基因中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄出的RNA前體相關(guān)片段會(huì)被剪切

④肽鏈在加工過程中可能會(huì)剪切掉部分氨基酸

⑤起始密碼子和終止密碼子不是由基因轉(zhuǎn)錄出的

A.①②③B.②③④C,①②④D.①③⑤

煙草中的尼古丁是主要的有害物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)吸煙還可能會(huì)導(dǎo)致后代患多動(dòng)癥（也稱“輕微腦功能障礙綜合

征”）的概率上升。為研究相關(guān)分子機(jī)制，科學(xué)家們利用小鼠開展了下列研究?？蒲腥藛T對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行尼

古丁處理后，檢測與多動(dòng)癥密切相關(guān)的蛋白分子Wnt4在F。和R代小鼠相關(guān)組織細(xì)胞中的表達(dá)水平，結(jié)果見

圖lo蛋白分子Wnt4的表達(dá)通常會(huì)被一種RNA分子（microRNA-15b）調(diào)控，科研人員對(duì)F。和R代小鼠細(xì)胞

中的microRNA-15b分子的表達(dá)水平進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

14-

照

12-□對(duì)照組m組

Wi2

古

N■尼古丁處理組c丁

T-r

1o

4R-

相-N

oAS8

對(duì)—

1

表-5

o.8b6

達(dá)

./6-相OS.

水

o對(duì)4

平

2-表

OO達(dá)O.2

水

平0

T

Fr

圖2

⑹圖1結(jié)果為科研人員對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行尼古丁處理后檢測多動(dòng)癥密切相關(guān)的蛋白分子Wnt4在F。和R代

小鼠相關(guān)組織細(xì)胞中的表達(dá)水平（*代表與對(duì)照組有顯著差異，*的數(shù)量越多，差異越顯著），此結(jié)果說

明。

對(duì)microRNA-：15b基因進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，尼古丁導(dǎo)致了F。代小鼠睪丸中microRNA-15b基因啟動(dòng)子區(qū)域的高甲

基化，且這種甲基化修飾可以傳遞到&代，并在R代腦組織中造成