内容正文:
第4章 基因的表达
【题型1 DNA的复制、转录和翻译】
【题型2 翻译过程】
【题型3 中心法则】
【题型4 基因与性状的关系】
【题型1 DNA的复制、转录和翻译】
【紧扣教材】
1.DNA的复制、转录和翻译的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
主要在细胞核中
主要在细胞核中
细胞质中的核糖体
模板
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
条件
解旋酶、DNA聚合酶、ATP等
RNA聚合酶、ATP等
酶、ATP、tRNA等
产物
2个双链DNA分子
一条单链RNA分子
多肽
特点
半保留复制;
边解旋边复制
边解旋边转录;DNA双链全保留
一条mRNA上可结合多个核糖体,同时合成多条肽链
遗传信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
2.“两看法”判断真核、原核生物基因表达过程
一看细胞结构
如果没有细胞核则为原核生物;如果有细胞核则为真核生物
二看转录和翻译能否同时发生
如果转录和翻译能同时进行,说明该过程属于原核生物的基因表达过程((真核生物线粒体和叶绿体中基因表达过程也是同时发生的);如果转录和翻译不能同时进行(先转录后翻译),说明该过程属于真核生物的基因表达过程
特别注意
(1)转录时,需要解旋,但不需要解旋酶参与。因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。
(2)转录时,RNA子链的延伸方向为5′端→3′端,与RNA聚合酶的移动方向一致。
【例1】如图所示为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
【变式1-1】下列与基因表达相关的叙述正确的是( )
A.细胞中某基因转录时两条链都充当模板,以提高转录的效率
B.细胞中基因转录的产物都是指导蛋白质合成的直接模板
C.细胞中mRNA完成一次翻译后会立刻被降解,以维持细胞内部环境稳定
D.转录和翻译过程中都存在氢键的形成和断裂
【变式1-2】如图表示真核生物核DNA的部分遗传信息流,下列叙述错误的是( )
A.酶A、酶B与酶C都能催化氢键断裂
B.图中两个过程分别是DNA复制和转录
C.非模板链和mRNA的碱基排列顺序不同
D.图中两个过程均可发生在有丝分裂间期
【变式1-3】真核细胞的基因经转录会产生前体mRNA,内含子转录的RNA片段会被剪接体(由一些蛋白质和小型RNA构成)切除并快速水解,外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.转录时,RNA聚合酶沿模板链的5′端向3′端移动
B.翻译时,核糖体沿成熟mRNA链的5′端向3′端移动
C.剪接体识别结合前体mRNA时,需符合A-U、G-C碱基配对原则
D.b表示内含子转录出的RNA片段,不能编码蛋白质
【题型2 翻译过程】
【紧扣教材】
1. 遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目
遗传信息
密码子
反密码子
概念
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用
控制生物的性状
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
多样性
64种
61种
联系图解
2. 用模型建构法分析遗传信息的翻译
用甲模型分析
(1)I、II、IⅢI、IV分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点;(3)翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸;
(4)翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止;(5)翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动
用乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程,其中①是mRNA,⑥是核糖体,②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链,具体分析如下:
(1)数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体;(2)意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质;
(3)方向:核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前;
(4)结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工;
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA
用丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程
【例2】新冠病毒依赖核糖体“移码”的特殊机制来提高病毒蛋白的表达水