高中生物必修二第四章 基因的表达学案及答案.doc

第四章 基因的表达
考试要求
1．基因控制蛋白质的合成。能简述基因控制蛋白质合成的过程，列出转录、翻译的场所、条件、产物，说出基因、信使RNA、蛋白质之间的关系。
2．基因对性状的控制。能识记基因控制性状的两条途径。
知识整理
（一）基因的概念
1．概念：是有 的DNA片段。
2．基因与DNA、性状、染色体间的关系
⑴与DNA的关系 基因是有 的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。
⑵与性状的关系 基因通过控制 的合成来决定生物的性状。
⑶与染色体的关系 基因主要存在于 上，并呈 排列。染色体是基因的 。
（二）RNA的结构及种类
1．RNA的结构

结构
基本单位
碱基
五碳糖
RNA
通常呈

2．种类
⑴信使RNA：转录DNA的 ，转递至 中。
⑵转运RNA：携带特定的 。
（三）基因控制蛋白质的合成
1．转录
⑴概念：在 中，以DNA的 为模板，按照 原则，合成RNA的过程。
⑵条件：模板（ ）、原料（ ）、能量、酶（如 ）。
⑶RNA出细胞核的途径：通过 ，RNA从细胞核内进入细胞质。
⑷意义：DNA中的 传递到信使RNA上。
2．翻译
⑴概念：在 中，以 为模板，合成具有一定 序列的蛋白质的过程。
⑵密码子：指 上决定一个氨基酸的 个相邻的碱基。
⑶条件：模板（ ）、原料（ ）、酶、 。
⑷意义：DNA上的遗传信息通过 作媒介，决定了蛋白质的 ，从而使生物表现出各种遗传性状。
（四）基因控制生物性状的途径
1．基因通过控制 的合成来控制 ，从而控制生物的性状。
2．基因通过控制蛋白质分子的 来直接影响性状。
（五）基因的表达概念 基因使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的 上，从而使后代表现出与亲代相似的 ，遗传学上把这一过程叫做 。
基能拓展
1． 复制、转录、翻译有什么区别？
答：DNA的复制、DNA转录形成RNA、RNA翻译形成蛋白质的过程，是遗传信息在生物体内以不同方式传递、表达的过程。三者之间的主要区别见下表。

场所
模板
原料
酶
碱基互补配对方式
产物
复制
细胞核
DNA两条链
游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
A与T
C与G
DNA
转录
细胞核
DNA的一条链
游离的核糖核苷酸
解旋酶、RNA聚合酶等
A与U
C与G
RNA
翻译
细胞质
信使RNA
氨基酸
酶
A与U
C与G
蛋白质
2．如何区分遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子？
答：遗传信息是指DNA（基因）中有遗传效应的脱氧核苷酸序列。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。反密码子是指转运RNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基。三者的主要区别有两点：一是存在的位置不同，遗传信息存在于DNA（基因）上，密码子存在于信使RNA上，反密码子存在于转运RNA上；二是作用不同，遗传信息的作用是控制生物性状，密码子的作用是决定蛋白质中的氨基酸序列，反密码子的作用是识别密码子。三者中最重要的是遗传信息，它通过控制密码子和反密码子中核苷酸的排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。
3．怎样正确理解基因是有遗传效应的DNA片段？
答：如果将DNA分成若干段，这些DNA片段中，有的能控制生物的性状（即能控制蛋白质的合成），这些DNA片段就是有遗传效应的DNA片段，就是基因。有的不能控制生物的性状（即不能控制蛋白质的合成），这些DNA片段就是没有遗传效应的DNA片段，就不能称为基因。
4．染色体、DNA、基因、性状之间的关系是怎样的？
答：染色体、DNA、基因、性状之间的关系可总结如下：
染色体
DNA
蛋白质
基因
性状
①分化的细胞内及间期DNA复制前，一个染色体含一个DNA分子；间期复制后至着丝点分裂前，一个染色体含两个DNA分子；
②DNA主要在染色体上。
①基因是有遗传效应的DNA片段；
②每个DNA分子含有很多个基因。
②
①基因控制生物的性状；
②性状是基因和外在环境共同作用的结果。
一个染色体上有很多个基因
基因在染色体上呈直线排列

5．与基因控制蛋白质合成有关的计算
⑴已知蛋白质中的氨基酸数（或基因中的碱基数），求控制这个蛋白质合成的基因中的碱基数（或蛋白质中的氨基酸数）。
基因控制蛋白质的合成要通过转录和翻译两个过程。转录是以基因中的一条脱氧核苷酸链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程，因此转录形成的信使RNA中的碱基数是相应基因中的碱基数的一半；翻译是指以信使RNA为模板合成蛋白质的过程，由于信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中的氨基酸数是信使RNA中的碱基数的三分之一；因此基因中的碱基数∶信使RNA中的碱基数∶蛋白质中的氨基酸数=6∶3∶1。由此可知：已知蛋白质中的氨基酸数为n（基因中的碱基数为6n），则控制它合成的基因中的碱基数为6n（蛋白质中的氨基酸数为n）。
⑵已知蛋白质的相对分子质量（n），由a条肽链构成，氨基酸的平均相对分子质量（m），求控制它合成的基因中的碱基数。
先求组成这个蛋白质的氨基酸数（X个）。因氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中要失去X－a分子的水，因此n=Xm－（X－a）×18，X=（n－18a）/（m－18）个；再求基因中的碱基数。基因中的碱基数=6X=6（n－18a）/（m－18）个。
⑶已知基因中的碱基数（6n个），氨基酸的平均相对分子质量（m），求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量（假设此蛋白质由a条肽链构成）。
先求它控制合成的蛋白质的氨基酸数。氨基酸数=6n÷6=n个；再求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量。蛋白质的最大相对分子质量=nm－（n－a）18，n－a为失去的水分子数。
巩固提升
一、选择题
1、一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个？
A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900
2、某生物基因单链的一段是┅G–C–A–G–A–C–A–A–A┅ 若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是①苯丙氨酸UUU ②天冬氨酸GAC ③亮氨酸CUG ④赖氨酸AAA ⑤精氨酸CGU ⑥丙氨酸GCA
A.①③⑤ B.⑥②④ C.②④⑥ D.⑤③①
3、某种蛋白质中含200个氨基酸，在控制此蛋白质合成的DNA中，最少应有（ ）个脱氧核苷酸 A．1200　　 B．600　 　C．400　　 D．200
4、DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是
A．DNA，RNA，蛋白质B．DNA，RNA和氨基酸 C．RNA，DNA和核糖 D．RNA，DNA和蛋白质
5.某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录 此RNA的DNA中G+A为
A．15　　 B．25　　 C．30　　 D．40
6.某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A．800　　 B．400　　 C．200　　 D．20
7、设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对，氨基酸的平均分子量为Y，则该蛋白质的分子量约为

A. B. C. D.
8、某基因有192个脱氧核苷酸其控制合成的多肽应脱掉的水分子为
A.191 B.95 C.32 D.31
9、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为
A．na/6 B．na/3-18（n/3-1） C．na-18(n-1) D．na/6-18(n/6-1)
10、已知一个蛋白质由2条肽链组成，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200个，则该mRNA中的C和U不能少于：
A．200个　 B．400个　　C．600个　 D．800个
11．某信使RNA的碱基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10%，则作为它的模板的DNA分子中胞嘧啶占( 　　)
A．30% B．35% C．70% D．无法计算
12．已知一段信使RNA有30个碱基，其中A和C共有12个，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中G和T的数目以及该信使RNA经翻译而合成肽链时，应脱去的水分子数目分别是(　　)
A．12和30 B．30和90 C．18和0 D．30和9
13．一个转运RNA一端三个碱基是CGA，它运载的氨基酸是（ ）
A.谷氨酸（GAG） B.精氨酸（CGA） C.酪氨酸（UAG） D.丙氨酸（GCU）
14．关于基因的概念，错误的叙述是（ ）
A.基因是有遗传效应的DNA片段 B.基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序
C.基因是染色体的一段 D.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
15．生物的生命活动体现者是（ ）
A.RNA B.蛋白质 C.DNA D.ATP
16．密码子是指（ ）
A.核酸上特定排列顺序的碱基 B.DNA上特定排列顺序的碱基
C.信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
D.转运RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
17．DNA决定RNA的性质是通过（ ）
A.信使RNA的密码 B.DNA特有的自我复制 C.碱基互补配对原则 D.转运RNA的媒介
18．关于RNA的叙述错误的是（ ）
A.RNA可作为逆转录的模板 B.信使RNA是翻译时的模板
C.信使RNA是氨基酸的转运工具D.RNA分子中没有碱基T
19．下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有①DNA复制②RNA复制③转录④翻译⑤逆转录（ ） A.①②③④⑤ B.①②③④ C.①②③⑤ D.①③④⑤
20．信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A.转运RNA中核苷酸的排列顺序 B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C.核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序 D.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
21蛋白质合成时，哪种物质与某一特定的氨基酸相连，并把它安放在相应的位置上（ ）
A.信使RNA B.DNA C.转运RNA D.ATP
22．基因控制性状表现的主要途径是（ ）
A.RNA→蛋白质（性状） B.DNA→蛋白质（性状）
C.RNA→DNA→蛋白质（性状） D.DNA→RNA→蛋白质（性状）
23．下列哪一项不属于遗传信息转录所必需的条件（　）
A．解旋酶 B．ATP C．模板链 D．氨基酸
24．关于遗传密码或遗传密码子的叙述正确的是（　　）
A．遗传密码是DNA上能够决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
B．绝大多数生物通用一套遗传密码子
C．因为有20种氨基酸，所以遗传密码子也一定有20种
D．遗传密码的形成主要是在核糖体上
25．已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。某信使RNA的碱基排列顺序如下：A－U－U－C－G－A－U－G－A－C……（40个碱基）……C－U－C－U－A－G－A－U－C－U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（　　）
A．20个 B．17个 C．16个 D．15个
26．有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（　　）
A．终止密码子不编码氨基酸B．每种tRNA只转运一种氨基酸
C．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D．核糖体可在mRNA上移动
27．如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，有利于提高该过程效率的是①转录尚未结束，翻译已经开始②多个核糖体上共同完成一条多肽的合成③多条多肽链可以同时进行合成④有些氨基酸具有多个密码子（　　）
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
28．基因含有的遗传信息通过控制合成相应的蛋白质而得以表达,下列诸项均是与此过程有关的叙述，其中正确的是（ ）
A．基因的碱基数目是相应蛋白质中氨基酸数目的六倍
B．氨基酸的密码子指相应的转运RNA分子中的三个碱基
C．信使RNA分子的碱基数量大约是相应基因的碱基数量的1/2
D．以信使RNA为模板，通过逆转录，可获得目的基因的一条链
29．用3H标记的胸苷和3H标记的尿苷（它们是合成核酸的原料），分别处理活的洋葱根尖，一段时间后检测大分子放射性，最可能的结果是（　　）
A．前者所有细胞都能检测到放射性，后者只有局部区域细胞检测到放射性
B．前者部分细胞检测到放射性，后者所有细胞都能检测到放射性
C．两者所有细胞都能检测到放射性 D．两者所有细胞都不能检测到放射性
30．下图为某生物体内相互关联的三个分子的部分结构示意图。据图，下面对分子2所述不正确的是（　　）
A．可作为蛋白质合成的模板B．其碱基序列与DNA分子的模板链互补
C．为转录的产物，呈单链结构D．含胸腺嘧啶不含尿嘧啶
31．下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是（ ）
A．从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期
B．从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量
C．从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则
D．从场所上看，都能发生在细胞核中
32．下列为两种不同的mRNA分子和两种以它们为模板合成的蛋白质分子：
mRNA
蛋白质
……AG AG AG AG AG AG AG AG AG AG AG AG
P
……AA UC AA UC AA UC AA UC AA UC AA UC
Q
在每一种蛋白质分子中可能存在氨基酸的种数为（　　）

蛋白质P
蛋白质Q
A
1
4
B
1
3
C
2
4
D
2
3
33．用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，能与之形成杂交分子的是①该人胰岛A细胞中的DNA②该人胰岛B细胞中的mRNA③该人胰岛A细胞中的mRNA④该人肝细胞中的DNA（　　）
A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②
34．在生物体内遗传信息的传递一般遵循DNA→RNA→蛋白质的表达原则，下面有关这个过程的说法不正确的是（　　）
A．在细胞的不同阶段，DNA携带的信息一般是不变的，而RNA和蛋白质的种类可以变化
B．DNA→RNA主要是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C．DNA→RNA会发生碱基互补配对，RNA→蛋白质不会发生碱基互补配对
D．mRNA是翻译的直接模板，DNA是最终决定蛋白质结构的遗传物质
35．一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转运的氨基酸是(　　)
A．酪氨酸(UAC) B．谷氨酸(GAG) C．精氨酸(CGA) D．丙氨酸(GCU)
36．mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜(　　)
A．1 B．2 C．3 D．0
37．一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是(　　)
A．912个 B．456个 C．450个 D．906个
38．翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程不需要参与的是(　　)
A．核糖体 B．Trna C．氨基酸 D．解旋酶
39．反密码子是指(　　)
A．DNA一端的3个碱基 B．信使RNA分子一端的3个碱基
C．转运RNA分子一端的3个碱基 D．核糖体RNA分子一端的3个碱基
40．碱基互补配对发生在( )
A．DNA复制和转录 B．转录和翻译 C．复制和翻译 D．复制、转录和翻译
41．下列哪项是DNA复制和遗传信息的转录过程中完全相同的地方( 　)
A．解旋酶解旋 B．碱基配对的原则 C．模板链 D．核苷酸
42．下列与翻译过程无关的物质是
A．DNA B．转运RNA C．信使RNA D．核糖体
43．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是(　　) A．4、5 B．5、4 C．5、5 D．5、8
44．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是( )
A．1 000个、3 000个和3 000对 B．1 000个、3 000个和6 000对
C．300个、300个和3 000对 D．1 000个、3 000个和1 500对
45．下列哪种碱基排列顺序肯定不是遗传密码( 　)
A．UUU　 B．AAA　　　C．GUC　 D．GAT
46．在遗传信息的翻译过程中，翻译者是( )
A．基因 B．信使RNA C．转运RNA D．遗传密码
47．mRNA的核苷酸序列与( 　)
A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补
C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补
二、非选择题
1.一个DNA分子中的碱基A+T为70%，其转录成的信使RNA上的U为25%，则信使RNA上的碱基A为______
2.已知一段信使RNA有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成信使RNA的一段DNA分子中应有C和T_____个
3.下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答：
（1）在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为_______，图中4的结构名称是________，该过程的模板是［　　］________。
（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为____________________。
（3）根据图并参考下表分析：［1］__________上携带的氨基酸是__________，这个氨基酸与前面的氨基酸是通过____________反应连接在一起的。
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸

密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC

GCC
ACA
CGA

GCU
ACG
CGG

（4）在物质3合成过程中，与其DNA模板链上碱基A相配对的碱基是__________。
（5）在丝腺细胞中，与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是____________________。
4．下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白AQP7和AQP8的部分比较。请分析回答下列问题：

AQP7
AQP8
多肽链数
1
1
氨基酸数
269
263
mRNA
1500
1500
对汞的敏感性
对汞不敏感
对汞敏感
睾丸中表达情况
成熟的精子细胞中表达
初级精母细胞到精子细胞中表达
（1）图示的生理过程是________，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有__________，在图中方框内用“→”或“←”标出该过程进行的方向。
（2）丁的名称是________，它与乙有何不同？________________。
（3）图中甲的名称为____________，其基本单位是__________。
（4）从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因之一是_________________的结果。
（5）控制AQP7的基因中碱基的数目至少为______________个（不考虑终止子）。
（6）在AQP7和AQP8合成过程中，与核糖体结合的mRNA碱基数目相同，但AQP7和AQP8所含氨基酸数目不同，原因是（不考虑起始密码和终止密码所引起的差异）________________________________。
（7）大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞和精子的影响，哪一个更大些？______________。
5．如图是蛋白质的合成示意图，据图回答：
(1)转录是在________中进行的，它是以________为模板合成________的过程；翻译是在________中进行的，它是以________为场所，以________为模板，以________为运载工具，合成具有一定________顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子是指_________________________________________________________________。
(3)已知信使RNA上的一段碱基序列是AUGCACUGGCGUUG，则转录该信使RNA片段的DNA的模板链的碱基序列是__________________________。
(4)一个信使RNA分子上可以相继结合________，同时进行多肽链的合成，因此少量的信使RNA分子就可以迅速合成出________的蛋白质。
6．下图是蛋白质合成示意图。请据图回答：
(1)转录的模板是[　]________中的一条链，该链的相应段碱基顺序是__________________。
(2)翻译的场所是[　]________，翻译的模板是[　]________，运载氨基酸的工具是[　]________，翻译后的产物是________。
(3)遗传物质DNA主要分布在________中，也有一部分分布在________中。
7．在正常人体细胞中基因abl位于9号染色体上，表达量极低，不会诱发癌变。在慢性骨髓瘤病人细胞中，该基因却被转移到第22号染色体上，与bcr基因相融合。发生重排后基因内部不受影响，但表达量大为提高，导致细胞分裂失控，发生癌变。下图一表示这种细胞癌变的机理，图二表示基因表达的某一环节，据图回答：
(1)细胞癌变是细胞畸形分化的结果，据图一分析，细胞分化的根本原因是____________，其调控机制主要发生在[　]________过程。
(2)图示一中的[　]________过程，其场所是[　]____________。
(3)分析图二可见，缬氨酸的密码子是________，连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是______________________。
(4)bcr/abl融合基因的遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中，遗传信息的传递有损失的原因是____________________________。
8．人类的正常血红蛋白(HbA)β链第63位氨基酸是组氨酸，其密码子为CAU或CAC。当β链第63位组氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后，出现异常血红蛋白(HbM)导致一种贫血症；β链第63位组氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代而产生的异常血红蛋白(HbZ)将引起另一种贫血症。
(1)写出正常血红蛋白基因中，决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成。
(2)在决定β 链第63位组氨酸密码子的DNA三个碱基对中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗？为什么？

第四章 基因的表达参考答案
二、选择题
BDAAD DBDDB BDDCB CCCAD CDDBC　CBDBD　BCCCD　DADCD AADAD　CB
二、非选择题（共40分）
1.45% 2.30
3.（1）翻译　核糖体　3　信使RNA（2）ACCCGATTTGGC
（3）转运RNA　丙氨酸　脱水缩合（4）U（尿嘧啶）
（5）核糖体、内质网、高尔基体
4．（1）转录　细胞核、线粒体　←（2）胞嘧啶核糖核苷酸　乙是胞嘧啶脱氧核苷酸，组成乙的化学基团之一为脱氧核糖，组成丁的为核糖　（3）RNA聚合酶　氨基酸（4）基因在特定的时间和空间条件下选择性表达（5）3000（6）翻译后的肽链进行了不同的加工，分别切除了不同数量的氨基酸　（7）初级精母细胞
5．(1)细胞核　DNA的一条链　mRNA　细胞质　核糖体　mRNA　tRNA　氨基酸(2)mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。(3)TACGTGACCGCAAC(4)多个核糖体　大量
6．(1)[④]DNA　TACCGAAGAAAG(2)[②]核糖体[③]mRNA[①]tRNA 蛋白质(3)细胞核 细胞质
7．(1)特定时空基因的选择性表达　[③]转录(2)[④]翻译　[⑦]核糖体(3)GUC　—NH—CO—(4)终止密码子没有对应的氨基酸
8． (1)或 (2)不一定。原因是当或中的第三对碱基发生→或→变化后，产生的遗传密码为CAC或CAU，仍然是组氨酸的密码子，因而不影响产生正常血红蛋白。

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