专题六基因结构与功能

专题六基因的结构与功能编写人张丽萍审核人师锦绣一．考纲要求知识内容要求（1）DNA分子结构的主要特点Ⅱ（2）基因的的概念Ⅱ（3）DNA分子的复制Ⅱ（4）遗传信息的转录和翻译Ⅱ二．知识结构三．考点解析考点1：DNA的分子结构DNA结构基本组成单位DNA的双螺旋结构结构特点功能传递遗传信息（DNA的复制）时间、条件、过程、特点、意义表达遗传信息（转录和翻译）酶、激素调控细胞代谢结构蛋白决定细胞结构控制性状基因基因的本质基因与染色体的关系考点2：基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系【归纳】①从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。从本质上看，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。从位置上看，基因在染色体上呈线性排列(核基因)。从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。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。②线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)③DNA分子的相邻基因之间具有起“连接”或“间隔”作用的无遗传效应的片段④基因结构中的碱基序列并不全部编码蛋白质，还存在非编码序列，包括非编码区和真核细胞基因编码区的内含子考点3：DNA复制、基因的转录和翻译比较项目传递遗传信息表达遗传信息(基因)复制转录翻译时间主要在细胞分裂间期个体生长发育过程中场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条链DNA的一条链信使RNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸原则A-T；T-A；C-G；G-CA-U；T-A；G-C；C-GA-U；U-A；G-C；C-G条件酶、ATP酶、ATP酶、ATP、转运RNA特点半保留复制、边解旋边复制，遵循碱基互补配对原则DNA边解旋边转录，遵循碱基互补配对原则一个连续结合多个核糖体，遵循碱基互补配对原则产物两个子代DNA分子信使RNA具有特定氨基酸顺序的多肽信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义传递遗传信息将遗传信息由细胞核带到细胞质；将遗传信息反映到蛋白质分子结构上，使后代重现亲代性状基本单位主要载体，每条染色体含有1个或2个DNA分子具有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子含多个基因特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，每个基因含多个脱氧核苷酸染色体dDNAc基因b脱氧核苷酸a基因在染色体上呈直线排列相关酶的作用解旋酶：是将双链的氢键打开的酶。DNA水解酶：将DNA水解成脱氧核苷酸的酶。RNA水解酶：将RNA水解成游离核苷酸的酶。DNA聚合酶：在DNA分子复制中，催化以DNA的两条母链为模板合成子代DNA分子的酶。RNA聚合酶：在转录过程中，催化以DNA的一条链为模板合成mRNA的酶。考点4：中心法则1．中心法则解析过程模板原料碱基互补产物实例①DNA的复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A→TT→AC→GG→CDNA以DNA作遗传物质的生物②DNA的转录DNA→RNADNA的一条链A、U、G、C四种核糖核苷酸A→UT→AC→GG→CRNA几乎所有生物③翻译RNA→多肽信使RNA20余种氨基酸A→UU→AC→GG→C多肽除病毒依赖细胞生物④RNA的复制RNA→RNARNAA、U、G、C四种核糖核苷酸A→UU→AC→GG→CRNA以RNA作遗传物质的生物⑤RNA的逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A→TU→AC→GG→CDNA某些致癌病毒艾滋病毒2.中心法则与基因表达的关系图解3.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共64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸反密码子61种tRNA也为61种联系①基因中脱氧核苷酸的序列决定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考点5.遗传分子基础中的有关计算(1)据T或U可判断核酸种类，DNA中含T，RNA中含U，双链DNA分子中嘌呤之和＝嘧啶之和，即A＋G＝T＋C。(2)在双链DNA分子中，已知某碱基的百分含量，求其他碱基的百分含量，可用A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝50%求解。(3)在双链DNA中，一条单链的A＋GC＋T＝m，则另一条互补链的A＋GC＋T＝1m。(4)在双链DNA中，互补配对的碱基之和的比值A＋TG＋C与每一条单链中这一比值相等。(5)不同生物的DNA分子中，A＋TG＋C不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。(6)双链DNA分子中，如含某种碱基x个，复制n次，则需加入的含该碱基的脱氧核苷酸数为(2n－1)x。（7）在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，因此，三者之间的数量关系一般可表示为右图.相关计算如下①转录时，DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。②密码子的数量∶tRNA的数量∶氨基酸的数量＝n∶n∶n。③翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比约为6∶3∶1。注意:1．复制和转录并非只发生在细胞核中，DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。2．转录的产物并非只有mRNA，tRNA和rRNA也是转录的产物，但携带遗传信息的只有mRNA。3．一个mRNA分子可结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但并不能缩短每条多肽链的合成时间。4．并非所有的密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸。【提醒】①做题时应看清是DNA上(或基因上)的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。②DNA(或基因)中的碱基对数∶密码子个数∶氨基酸个数=3∶1∶1。考点6．基因与性状的关系(1)基因控制生物的性状：(2)基因与性状的数量关系：①一个基因――→控制一种性状；②一个基因――→控制多种性状；③多个基因――→控制一种性状。四．典型例题1.HIV属于RNA病毒，具有逆转录酶，如果它决定某性状的一段RNA，含碱基A=19％、C=26％、G=32％，则通过逆转录过程形成的双链DNA中含有的碱基A占碱基总数的A.19％B.21％C.23％D.42％2.（2010山东）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记3.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过程的场所、酶及碱基配对情况均相同B．①②代表遗传信息的传递，③代表遗传信息的表达C．①②③过程中只有③不会有碱基互补配对D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右4．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列结果不可能的是()。A．含有14N的DNA分子占78B．含有15N的脱氧核苷酸链占116C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D．复制后共产生16个DNA分子5．如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。下列选项正确的是()。A．①是转录过程，它以DNA的一条链为模板、四种脱氧核苷酸为原料合成mRNAB．②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA聚合酶、ATPC．白化病是基因通过控制酶的合成而间接控制性状的实例D．②过程中共有64种密码子对应着20种氨基酸6.某DNA分子有α、β两条链，将α链上某一区域放大后如图所示，下列叙述不正确的是()A．DNA分子在体内细胞中进行复制时DNA解旋酶断裂的是两条链之间的氢键B．限制酶的作用是打开DNA分子中两个相邻脱氧核苷酸之间的3′，5′－磷酸二酯键C．若DNA在复制过程中，α链上的一个碱基发生改变，由A→T，该DNA分子经3次复制后所产生的异常DNA分子所占比例为1/4D．参与DNA转录的酶是RNA聚合酶，图中α链的片段转录出来的碱基序列为AUC答案：1-------6BBDACC