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例析基因表达的重、难点
四川省宜宾县二中 杨自淑 644600
一、基因概念及其理解念
1、基因概念：基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，是有遗传效应的DNA分子片段。
2、对基因的理解
①从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。
②从本质上，基因是有遗传效应的DNA分子片段。每个DNA分子上有许多个基因。
③从位置上看，基因在染色体上呈直线排列(核基因)。
④从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。
⑤从遗传信息上看，基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息。其顺序是固定的，而不同的基因的顺序又是不同的。
⑥线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)
例1：对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是（ ）
A、每条染色体上含有一个或两个DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因
B、三者都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C、三者都是生物细胞内的遗传物质
D、在生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
解析：遗传物质是DNA或基因，而不是染色体，染色体上还含有蛋白质，而蛋白质不是遗传物质。答案C

二、遗传信息的转录和翻译
1、转录和翻译的比较
阶段
项目
转录
翻译
定义
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所
细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
信使RNA
信息传递的方向
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
原料
含A、U、C、G的4种核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
产物
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达

2、遗传信息、密码子和反密码子

遗传信息
密码子
反密码子
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用
控制生物的遗传性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性
64种
61种：能翻译出氨基酸
3种：终止密码子，不能翻译氨基酸
61种或tRNA也为61种
联系
①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列
②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补
③密码子与相应反密码子的序列互补配对

例2．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是

A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录结束以后，翻译才能开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
解析：本题考查原核细胞中转录、翻译的过程多聚核糖体的意义。图示表明转录可从多点进行，转录尚未结束，翻译即已开始。翻译时，每个RNA上结合多个核糖体，每个核糖体上合成一条肽链，这样可有7提高基因表达的效率。答案D

例3．右图中的哪一种物质或结构，彻底水解的产物种类最多？
A．① B．②
C．③ D．④

解析：图示①mRNA，其彻底水解产物为含N碱基、核糖和磷酸三种，②为核糖体，其成分为rRNA和蛋白质，因此水解产物为含N碱基、核糖、磷酸和氨基酸四种。③为tRNA,其彻底水解产物为含N碱基、核糖和磷酸三种，④为多肽，其彻底水解产物为氨基酸一种。答案D
例4.下列关于DNA、RNA和性状遗传的说法，正确的是 （ ）
A．信使RNA上的每一个遗传密码子只能决定一种氨基酸
B．一种转移RNA能够转运一种或几种不同的氨基酸
C．如果用U替换DNA非模板链上的所有T，则该链在化学组成上与mRNA一致
D．子代之所以与亲代相似，是由于亲代能够将性状直接传递给子代
解析：一种氨基酸可以由多种密马子决定，但是一种密码子只能对应一种氨基酸。所以一种转运RNA只能携带一种氨基酸。DNA的非模板链含有脱氧核糖核苷酸，而mRNA是由核糖核苷酸组成的。亲代不是将性状传递给子代，而是将遗传物质传递给子代。答案A
3、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。
例5．一段原核生物的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需要的tRNA个数依次为（ ）
A.36，11 B.36，12 C.12 ，36 D.11，36
解析：根据中心法则及碱基互补配对原则可知，mRNA中碱基数：肽链中氨基酸个数：tRNA个数=3：1：1；此多肽有11个肽键，所以共有12个氨基酸，mRNA中有36个碱基，共12个密码子，所以合成此多肽共需要12个tRNA.
答案B
4、中心法则：
过程
模板
原料
碱基互补
产物
实例
①DNA的复制
DNA→DNA
DNA的两条链
A、T、C、G四种脱氧核苷酸
A→T T→A
C→G G→C
DNA
以DNA作遗传物质的生物
②DNA的转录
DNA→RNA
DNA的一条链
A、U、G、C四种核糖核苷酸
A→U T→A
C→G G→C
RNA
几乎所有生物
③翻译
RNA→多肽
信使RNA
20余种氨基酸
A→U U→A
C→G G→C
多肽
除病毒依赖细胞生物
④RNA的复制
RNA→RNA
RNA
A、U、G、C四种核糖核苷酸
A→U U→A
C→G G→C
RNA
以RNA作遗传物质的生物
⑤RNA的逆转录
RNA→DNA
RNA
A、T、C、G四种脱氧核苷酸
A→T U→A
C→G G→C
DNA
某些致癌病毒艾滋病毒
例6． 中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是________、_______、________和_______。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是____________（用图中的字母回答）。
（3）a过程发生在真核细胞分裂的______期。
（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_______________。
（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_________，后者所携带的分子是______。
（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：
___________________________；②______________________________。
参考答案：（1）DNA复制 转录 翻译 逆转录 （2）c （3）间（S）
（4）细胞核 （5）tRNA（转运RNA） 氨基酸 （6）如下图：

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