專題四遺傳信息的傳遞與表達(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

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納1遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究

1.格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：S菌中存在轉(zhuǎn)化因子能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌。

2.艾弗里的肺炎鏈球菌隹處轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：S菌中的轉(zhuǎn)化因子是DNA,DNA是遺傳物質(zhì)。

3.赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA?

4.煙草花葉病毒重組實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。

注意：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是基因重組。

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納2DNA的復(fù)制（半保留復(fù)制）

L概念、時(shí)間和場所

（1）概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程；

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

（3）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；

(4)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶;

(5)模板：DNA的兩條鏈;

(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3RNA的轉(zhuǎn)錄

RNA聚合酶

5'-5'

3

啟動(dòng)子終止了

(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)酶：RNA聚合酶(不需要DNA解旋酶，因?yàn)镽NA聚合酶有解旋的功能)；

(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：終止王的特定結(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4蛋白質(zhì)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；

(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。

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納4中心法則

1)提出者：克里克

2)中心法則圖解:

復(fù)制復(fù)制

轉(zhuǎn)錄翻譯

DNARNA蛋白質(zhì)

逆轉(zhuǎn)錄

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納4DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算規(guī)律

］鏈=---5————

2鏈FA；G；C；

設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，AI=T2,A2=TI,GI=C2,G2

=3。

規(guī)律1：雙鏈DNA中，喋吟堿基總數(shù)等于嚏咤堿基總數(shù)，即A+G=C+T。

規(guī)律2：雙鏈DNA中，任意兩種不互補(bǔ)的堿基之和占總堿基的50%,如A+G=C+T=A+C=G+T=總堿

基的50%o

規(guī)律3：雙鏈DNA中，一條鏈中互補(bǔ)堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和，如A1+T1=A2+T2?

規(guī)律4：互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同,即若在一條鏈中

(A+T)/(G+C)=m,則在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子都有(A+T)/(G+C)=m。

規(guī)律5：非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù),在整個(gè)DNA分子中為1,即若在DNA

一條鏈中(A+G)/(T+C)=a,則在其互補(bǔ)鏈中，而在整個(gè)DNA分子中(A+G)/(T+C)=1。

?？贾R(shí)點(diǎn)歸納5DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算

1個(gè)含有15N的DNA分子以含14N的脫氧核甘酸為原料，復(fù)制n次。

1)子代DNA共211個(gè)「含土的DNA分子：2個(gè)

只含15N的DNA分子：0個(gè)

含」的DNA分子:2"個(gè)

_只含“N的DNA分子：(2T)個(gè)

2)子代DNA共有2"包條脫氧核甘酸鏈，其中含?的脫氧核甘酸鏈：2條;含14N的脫氧核甘酸鏈:(2"+1-2)

條。

2.DNA復(fù)制中消耗的脫氧核甘酸數(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昔酸數(shù)為(2-1)-m-(2--1-1)=m-2n_1o

易錯(cuò)易混歸納

1,單個(gè)遺傳物質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)只能證明生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA,科學(xué)家通過一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)絕大

多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,進(jìn)而得出了DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論。

2,不同基因的模板鏈可能位于DNA的不同單鏈上，并非固定一條鏈?zhǔn)冀K作為模板鏈。

3,DNA上與轉(zhuǎn)錄出的RNA序列相同(T換成U)的鏈稱為編碼鏈，DNA上與轉(zhuǎn)錄出的RNA堿基互補(bǔ)的

鏈稱為模板鏈。

4,dNTP與NTP在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程中除了可以提供原料還可以為反應(yīng)供能。

5,轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA,是轉(zhuǎn)錄其中的基因。

6,完成正常使命的RNA易迅速降解，從而保證生命活動(dòng)的有序進(jìn)行。

1,啟動(dòng)子和終止子是DNA上轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)和終點(diǎn)，其中啟動(dòng)子是結(jié)合RNA聚合酶的序列;起始密碼子

和終止密碼子是RNA上翻譯蛋白質(zhì)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，其中起始密碼子有編碼一個(gè)氨基酸，而終止密碼子

不編碼任何氨基酸。

8,密碼子具有簡并性和通用性的特點(diǎn),簡并性是指多個(gè)密碼子可以對(duì)應(yīng)同一個(gè)氨基酸，這增加了遺

傳密碼的容錯(cuò)性，通用性是指幾乎所有的生物都使用同一套密碼子，這為基因工程的實(shí)現(xiàn)提供了理論

依據(jù)。

9,表觀遺傳是指基因中的堿基序列不變而表達(dá)發(fā)生改變，使得生物體表型發(fā)生可遺傳改變的現(xiàn)象。

主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾、RNA干擾等o

創(chuàng)新情境練(建議用時(shí)：10分鐘)

圖1是豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機(jī)制，圖2是淀粉分支酶基因(R)的一個(gè)片段。

⑴圖1中a表示的過程是；b表示的過程是

(2)圖1中能通過核孔出細(xì)胞核的物質(zhì)是o

A.淀粉分支酶基因B.淀粉分支酶mRNA

C.淀粉分支酶D.都不能

(3)圖1中過程a需要的原料為____________。

A.核糖核甘三磷酸(NTP)B.核糖核酸

C.脫氧核昔三磷酸(dNTP)D.氨基酸

⑷圖1中過程b所需模板為____________。

A.DNA雙鏈B.DNA單鏈C.mRNAD.tRNA

⑸圖1過程a和b中需要tRNA參與的過程是"____________O

A.aB.bC.a和bD.都不需要

⑹圖2中①代表的堿基是_________o

⑺用32P標(biāo)記DNA時(shí)，標(biāo)記的位置是圖2的一___________0

A.①B.⑤c.③D.②

⑻圖2中DNA解旋酶能作用的位置是____________o

A.⑥B.⑤c.③D.②

(9)圖2中DNA分子結(jié)構(gòu)中上下相鄰的堿基G與C之間是通過什么結(jié)構(gòu)連接而成____________o

A.3個(gè)氫鍵

B.一脫氧核糖一磷酸基一脫氧核糖一

C.—核糖一磷酸基一核糖一

D.一磷酸基一核糖一一磷酸基一

（10）真核生物的細(xì)胞內(nèi)存在種類繁多、長度為21-23個(gè)核甘酸的小分子RNA（簡稱miRNA）,它們能與相關(guān)

基因轉(zhuǎn)錄出來的mRNA互補(bǔ)。分析可知，這些miRNA對(duì)相關(guān)基因表達(dá)的影響是（促進(jìn)/抑制/無

影響）,作用機(jī)理是o

限時(shí)提升練（建議用時(shí)：30分鐘）

1.葡萄糖激酶（GK）主要存在于肝臟、胰島等細(xì)胞中，由葡萄糖激酶基因（GCK）控制，是葡萄糖代謝的關(guān)鍵酶。

下圖是顯示了胰島P細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝及胰島素分泌的部分過程。

葡萄糖

（1）在胰島B細(xì)胞中，GCK表達(dá)形成GK的過程需要的物質(zhì)有。（編號(hào)選填）

①脫氧核昔三磷酸②核糖核昔三磷酸③氨基酸④DNA連接酶⑤DNA聚合酶

（2）根據(jù)圖及所學(xué)知識(shí)分析，葡萄糖激酶（GK）的作用過程為。（選擇正確的編號(hào)并排序）

①GK釋放葡萄糖②GK釋放葡萄糖-6-磷酸

③GK進(jìn)行下一輪反應(yīng)④ATP中的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移

⑤葡萄糖與GK活性中心結(jié)合⑥GK活性中心結(jié)構(gòu)改變失活

（3）根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析，胰島0細(xì)胞中能發(fā)生的過程有。（編號(hào)選填）

①紡錘絲組裝形成紡錘體②mRNA同時(shí)結(jié)合DNA和核糖體

③DNA雙鏈間的氫鍵打開④核糖體小亞基與大亞基結(jié)合

⑤非姐妹染色單體交叉互換⑥分泌泡沿細(xì)胞骨架定向轉(zhuǎn)移

（4）據(jù)上圖分析，當(dāng)血糖濃度升高時(shí)，胰島0細(xì)胞內(nèi)"▲"由線粒體膜間隙轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì)的速率會(huì)

（加快/減緩/不變）。

小靜（女）因持續(xù)性無誘因頭暈、乏力的低血糖癥狀就診，經(jīng)查小靜GCK異常，確診為先天性高胰島素低血糖

癥（CHI）,該遺傳病發(fā)病與否還受到環(huán)境等多種因素影響。下表是小靜及家人空腹生化檢測與7號(hào)染色體GCK

測序結(jié)果（1和300表示核甘酸序數(shù)）。（可能用到的密碼子：5、UGG3色氨酸；5、GUG3綴氨酸；5、AGU3絲

氨酸）

空腹生化檢測

成員GCK測序結(jié)果（部分）

胰島素/uU-mL-i血糖/mmoH/i

5，-\ATG...GGCAGAGGAGGT-3,

小靜322.5

5/-ATG...GGCAGTGGAGCGT-3,

哥哥144.95,-ATG...GGCAGTGGAGCGT-3,

父親175.35,-ATG...GGCAGTGGAGCGT-3,

5/-ATG...GGCAGAGGAGCGT-3,

母親254.1

5,-ATG...GGCAGTGGAGCGT-3,

參考值5?203.9?6.1-

（5）研究發(fā)現(xiàn)，小靜GCK變異位點(diǎn)對(duì)應(yīng)氨基酸為精氨酸，小靜父親相應(yīng)氨基酸為色氨酸，則小靜GCK中決

定精氨酸的模颯罐序列為5。3。據(jù)題意可知，GCK突變后表達(dá)的GK催化葡萄糖反應(yīng)的能力—

（增強(qiáng)/減弱/不變）。

（6）據(jù)題意和表判斷，CHI的遺傳方式為（顯性/隱性）遺傳。小靜與一位完全健康男性婚配，生育

的巖毯一定不愚CHI的概率是o

（7）目前臨床上常使用二氮嗪作為治療CHI的一線藥物。二氮嗪能阻斷胰島素B細(xì)胞上的磺版類受體，從

而打開ATP敏感的K+通道，結(jié)合上圖分析，其作用機(jī)理可能是。（單選）

A.促進(jìn)K+外流，促進(jìn)Ca2+內(nèi)流，抑制胰島素釋放

B.促進(jìn)K+外流，抑制Ca2+內(nèi)流，抑制胰島素釋放

C.促進(jìn)K+內(nèi)流，促進(jìn)Ca2+內(nèi)流，抑制胰島素釋放

D.促進(jìn)K+內(nèi)流，抑制Ca2+內(nèi)流，抑制胰島素釋放

（8）綜合以上信息及所學(xué)知識(shí)，闡述小靜患CHI的發(fā)病機(jī)制。o

2.人體中5主要由血管中的紅細(xì)胞運(yùn)輸。紅細(xì)胞增多癥是一種表現(xiàn)為單位容積血液中紅細(xì)胞數(shù)目高于參考

值的血液疾病，有多種類型。如與低氧適應(yīng)有關(guān)的繼發(fā)性紅細(xì)胞增多癥，是由缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-la）在缺

氧狀態(tài)下通過調(diào)控促紅細(xì)胞生長因子（EPO）基因的表達(dá)而造成紅細(xì)胞數(shù)目增加的情況，相關(guān)機(jī)制示意如圖,

其中甲一丁表示生理過程。

羥基化修飾

正-A-被運(yùn)至蛋白酶體中降解

常

氧

HIF-laK細(xì)胞

缺|EPO基因

氧Q甲

調(diào)控相關(guān)基因一造血.干細(xì)7益』A

（l）EPO基因所蘊(yùn)含的遺傳信息是0

A.磷酸數(shù)量B.五碳糖種類C.堿基序列D.氨基酸序列

⑵圖中過程甲是,需要的原料有。（編號(hào)選填）

①DNA復(fù)制②轉(zhuǎn)錄③翻譯④氨基酸⑤脫氧核甘三磷酸⑥核糖核甘三磷酸

⑶若過程乙中甲硫氨酰tRNA的反密碼子序列為5YAU3,則其識(shí)別的密碼子序列為5、3。

⑷促紅細(xì)胞生長因子（EPO）是由166個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，推測EPO基因至少含有個(gè)堿基（不考

慮終止密碼子）。

⑸下列對(duì)過程丙和過程丁的特點(diǎn)敘述，正確的是o

A.過程丙和過程丁均伴隨蛋白質(zhì)合成

B.過程丙細(xì)胞功能改變，過程丁細(xì)胞功能不變

C.過程丙遺傳信息改變，過程丁遺傳信息不變

D.過程丙細(xì)胞數(shù)量不變，過程丁細(xì)胞數(shù)量改變

⑹運(yùn)動(dòng)員們通過高原訓(xùn)練以提升運(yùn)動(dòng)機(jī)能。據(jù)圖推測，在高原運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練者體內(nèi)可能發(fā)生____o（填編號(hào)）

①EPO基因表達(dá)增強(qiáng)②紅細(xì)胞數(shù)目升高③EP。分泌減少④EP。基因含量升高

⑺若要利用RNA干擾抑制EP。基因的表達(dá)，則設(shè)計(jì)的RNA序列應(yīng)____。（填編號(hào)）

①與EPO基因的模板鏈互補(bǔ)②與EPO基因的編碼鏈互補(bǔ)③與產(chǎn)生EPO基因產(chǎn)生的mRNA互補(bǔ)④與識(shí)別

EPO基因mRNA的tRNA互補(bǔ)

3.在大腸桿菌的培養(yǎng)基中同時(shí)加入葡萄糖和乳糖時(shí)，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的數(shù)量會(huì)先增長，穩(wěn)定一段時(shí)間后再增長,

科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)大腸桿菌優(yōu)先利用葡萄糖，當(dāng)葡萄糖被用完后，再利用乳糖。利用乳糖時(shí)，需要乳糖

酶基因表達(dá)。如圖所示，乳糖酶基因由啟動(dòng)子、操縱基因和結(jié)構(gòu)基因三部分組成。同時(shí)，細(xì)胞中存在激活

蛋白（CAP）和阻遏蛋白對(duì)乳