專題六遺傳信息的傳遞和表達

目錄

1.重難詮釋：知重難、攻薄弱（核心背記+常考知識歸納+易錯易混歸納）

2.創新情境練：知情境、練突破（lOmin限時練）

3.限時提升練：綜合能力提升（30min限時練）

Qh

重難詮釋

常考知識點歸納

常考知識點歸納1遺傳物質的探究歷程

1.格里菲思的體內轉化實驗

結論：格里菲斯認為，有某種化學物質從加熱滅活的S菌進入了活的R菌中，從而使R菌具有了

S菌“使小鼠致死”的性狀。他將這種物質稱為“轉化因子”。

①體內轉化實驗中“加熱”是否已導致DNA和蛋白質變性？

加熱殺死的S型細菌，其蛋白質變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢

冷卻時，其結構可恢復。

②R型細菌轉化為S型細菌的實質是什么？

轉化的實質是S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，即基因重組。

2.艾弗里的體外轉化實驗

結論：DNA是遺傳物質。

3.赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為材料，利用放射性同位素標記技術,證明DNA是遺傳物質。

（1）實驗材料：T2噬菌體（化學成分：蛋白質和DNA）

（2）生活方式：寄生在大腸桿菌體內。

（3）噬菌體的侵染過程：

增殖需要的條件內容

噬菌體的DNA

合成T2噬菌體DNA原料大腸桿菌提供的4種脫氧核甘酸

原料大腸桿菌的氨基酸

合成T2噬菌體蛋白質

場所大腸桿菌的核糖體

結論：T2噬菌體的遺傳物質是DNA。

4.煙草花葉病毒侵染煙草的實驗

結論：決定子代TMV類型的物質是RNA,而不是蛋白質。這說明TMV的遺傳物質是RNA,而不是

蛋白質。

格里菲斯、艾弗里、赫爾希、蔡斯、弗倫克爾-康拉特和威廉姆斯等用科學實驗探究了“遺傳物

質的化學本質“。之后，科學家經過不斷研究，明確了絕大多數生物的遺傳物質是DN不RNA病毒的

遺傳物質是RNA

常考知識點歸納2DNA的半保留復制

L概念、時間和場所

(1)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶;(單鏈DNA結合蛋白)；

(2)概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程；

(3)時間：在真核生物中，發生在細胞分裂前的間期；

(4)場所：真核生物主要在細胞核內,線粒體和葉綠體中也可進行；原核生物主要在擬核,也可在

細胞質中進行；

(5)模板：解開的每一段母鏈；

(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：堿基補配對原則(A-T,G-C)；

2.特點：邊解旋邊復制、半保留復制。從5'到3'方向合成能新生鏈。

3.準確復制的原因：DNA獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了

復制能夠準確地進行。。

4.意義：DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。

?？贾R點歸納3DNA復制的相關計算

1514,5N|l,5N

1.1個含有N的DNA分子以含N的脫氧核甘酸為原料，復制n次。親代

/\

/M

1）子代DNA共211個-含15N的DNA分子：2個,5N|;,4N,4N：|,5N

1代

15

只含N的DNA分子：0個1;;;;;;I

2代11??11?

含l4N的DNA分子：2'個

111111

V________一J

_只含的DNA分子：（2n-2）個7

2"

2）子代DNA共有2仗條脫氧核甘酸鏈，其中含15N的脫氧核甘酸鏈：

2條；含「％的脫氧核甘酸鏈：（2"二2）條。

2.DNA復制中消耗的脫氧核昔酸數

①若一親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸m個，經過n次復制需要消耗游離的該種脫氧核甘酸數

為m?（2n-l）o

②第n次復制所需游離的該種脫氧核甘酸數為-m-（）=m?2"工

DNA復制與細胞分裂中的染色體復制情況

?？贾R點歸納4DNA復制與細胞分裂中的染色體復制情況

1.有絲分裂中染色體的標記情況

用上標記細胞的DNA分子，然后將其放到含"N的培養液中進行兩次有絲分裂，情況如圖所示（以

一對同源染色體為例）：

由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個細胞中所有的DNA分子都呈“雜合狀態”，即次/次一

DNA；第二次有絲分裂形成的子細胞有多種可能性，可能子細胞的所有染色體都含、，也可能子細胞

的所有染色體都不含15N?即子細胞含有1SN的染色體為0?2n條（體細胞染色體為2n條）。

2.減數分裂中染色體的標記情況

用2標記細胞的DNA分子，然后將其放到含株的培養液中進行正常減數分裂，情況如圖所示（以

一對同源染色體為例）:

注："N標記的DNA鏈：只含“N的DNA鏈

由圖可以看出，在減數分裂過程中細胞連續分裂兩次，DNA只復制一次，所以四個子細胞中所有的

DNA分子都呈“雜合”狀態，即力/為一DNA,子細胞的所有染色體都含

常考知識點歸納6遺傳信息的轉錄

#RNA聚合酶

5'

HI3,

啟動"■

終止了

(1)場所:主要是細胞核，在葉綠體、線粒體中也能發生；

(2)模板：DNA的一條鏈(模板鏈)(非模板鏈是編碼鏈)；

(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；

(5)過程：①起始：RNA聚合酶識別并結合到啟動子區域,DNA雙鏈局部解旋，RNA聚合酶催化形

成RNA鏈的第一個磷酸二酯鍵;

②延伸：RNA聚合酶沿著模板鏈向其5'方向移動，RNA鏈不斷延長；

③終止：終止工的特定結構會導致RNA聚合酶和RNA鏈從DNA模板上脫離，轉錄過程終止。

(6)轉錄方向：沿5，到3，方向連接成一條單鏈RNA；

(7)產物：信使RNA(mRNA),核糖體RNA(rRNA),轉運RNA(tRNA)等；

(8)意義：轉錄將基因中堿基序列蘊含的信息轉化成了RNA序列中的信息。

?？贾R點歸納7遺傳信息的翻譯

(1)結果：生成肽鏈;

(2)遵循原則：堿基互補配對(mRNA-tRNA)；

(3)場所：細胞質(核糖體)；

(4)模板：mRNA；

(5)原料：20種游離的氨基酸；

(6)酶：需要(不需要掌握的酶)；

(7)能量：需要；

(8)運載工具：tRNA；

真核生物:細胞核內轉錄出的RNA需要穿過核孔進入細胞質，才能指導翻譯過程，所以轉錄和翻

譯在時間、空間上都有不同；

原核生物:沒有核膜的隔斷,轉錄還未結束時，核糖體就結合到正在延長的mRNA上開始翻譯。

轉錄和翻譯同時進行，

DNA形成“樹枝狀”結構

基因2

常考知識點歸納8基因表達的計算

DNA(基因)mRNA蛋白質

o,GCAr,

***CGU在盲航

：：：----,-----------?精氨酸

匚，：：：5，3，

CGT

堿基數目堿基數目氨基酸數目

6:3:1

實際基因表達過程中的數量關系不符合6：3：1的原因

1.基因中的內含子轉錄后被剪切。

2.在基因中，有的片段(非編碼區)起調控作用，不轉錄。

3.合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。

4.轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。

易錯易混歸納

1,單個遺傳物質探究實驗只能證明DNA或RNA是遺傳物質，DNA是主要的遺傳物質是通過一系列實驗

確定的。

2.半不連續復制是指DNA復制時，前導鏈上DNA的合成是連續的，后隨鏈上是由間斷合成的短片段連接

而成的，不連續的，故稱為半不連續復制。

3,DNA的復制是從DNA的特定部位開始的，這一部位叫做復制起點，原核生物每個DNA只有

一個復制起點，真核生物每個DNA有多個復制起點，真核生物的這種復制方式提高了DNA復制

的效率。

4,DNA體內復制的時候需要解旋酶解旋，而體外復制DNA——per擴增DNA的過程中是利用高

溫使得DNA解旋。

5,轉錄RNA的過程中也需要利用酶解旋DNA,不過利用的RNA聚合酶，RNA聚合酶同時具有聚

合與解旋的功能。

6,一個基因包括非編碼區和編碼區兩個部分，非編碼區包括啟動子和終止子，真核生物的編

碼區包括編碼氨基酸的堿基序列外顯子和不編碼氨基酸的堿基序列內含子，他們都可以被轉

錄，但最終內含子轉錄出來的mRNA要被切除，而外顯子轉錄出來的mRNA會連在一起，形成具

有翻譯功能的成熟的mRNAo

啟動子

真核■IIIIIIIIIIII

RNAL合酶外!子I內1子I，子

結合位點

7,DNA的甲基化通常會抑制RNA的轉錄和蛋白質的翻譯，最終影響遺傳信息的表達。（DNA甲

基化不改變DNA的堿基序列）

‘創新情境練』

（建議用時：10分鐘）

-----------------------------ii

狂犬病是由狂犬病毒（RABV）引起的一種人獸共患病?？蒲腥藛T對RABV的增殖機制及其與宿主相互作用

的機制進行了研究。RABV進入機體后會通過神經纖維運動到中樞神經系統后大量增殖，圖B為RABV在神

經元中的增殖過程。回答下列問題（圖B中b表示大分子物質，1和2表示中心法則涉及的過程，圖A中"好"

表示促進，"「'表示抑制）。

修飾后的喇

細胞核EDAL

P基因啟動正常P基因

基因子甲基化的啟動子

A

B

⑴結合圖B信息及所學知識，RABV病毒的遺傳物質是,其感染神經細胞能發生的中心法則過程

有o（填下圖中的序號）

①?

CDNA不竺RNA&■?蛋白質

⑵RABV在宿主細胞內進行1過程，此過程需要的原料為。在宿主細胞內進行2過程，生成的產物

b為,此過程需要的原料為。以上過程所需的原料均由_______提供。

華中農業大學狂犬病研究團隊報道了一種新型的長鏈非編碼RNA（EDAL）能夠顯著抑制RABV的增殖，其機

制如圖A所示，已知P蛋白可以通過抑制子代RABV逃逸避免其侵染更多的細胞。

⑶科研人員將EDAL基因導入小鼠體內，會P基因啟動子的甲基化。

A.促進B.抑制C.不影響D.都有可能

⑷由圖A所示信息，推測能夠抑制RABV增殖的事件有o

A.天然構象的E酶

B.修飾后的E酶

C.P基因啟動子的甲基化

D.正常P基因啟動子

<1

；限時提升練

1.科學家以RNA干擾技術為原理，研制新型綠色農藥。該技術涉及的簡要流程包括:

I設計并合成雙鏈RNA(dsRNA)；

II害蟲攝入或經由體表吸收dsRNA；

DldsRNA進入細胞，在一系列蛋白質的作用下引發RNA干擾；

IV害蟲的關鍵基因被“沉默"，導致其生長、代謝受到抑制，死亡率提高。

用于防治馬鈴薯甲蟲的dsRNA農藥制備與使用的部分技術路線如圖1

⑴圖1中涉及的生物工程或技術包括o(編號選填)

①表達載體的構建②發酵工程③核移植技術④重組質粒導入受體細胞⑤植物組織培養⑥細胞融合

(2)若以馬鈴薯甲蟲生存所必須的PSMB5基因作為RNA干擾的靶向基因，則圖1中過程①可行的方法有

A.對PSMB5基因進行PCRB.對PSMB5mRNA進行逆轉錄

C.對PSMB5基因進行轉錄D.用化學方法合成

T7是質粒上允許雙向轉錄的特殊啟動子，重組質粒上部分堿基序列與T7啟動子的位置關系如圖2所示。

窣5'……CCTGAGGAAGTCTG……3,,

子11V3,……GGACTCCTTCAGAC……5，^4n空

圖2

⑶圖1中過程②形成的雙鏈dsRNA,是由RNA聚合酶分別識別左、右T7啟動子后轉錄所得的兩種產物形

成的，結合圖2推測這兩種產物：。

A.序列相同；方向相同B.序列互補；方向相同

C.序列相同；方向相反D.序列互補；方向相反

⑷關于圖1中的生理過程②的相關分析，正確的有。（單選）

A.需要tRNA的參與B.以脫氧核甘酸為原料

C.反應場所為核糖體D.需要適宜的溫度與pH

dsRNA進入馬鈴薯甲蟲細胞的過程及引發RNA干擾的機制如圖3所示。

（5）dsRNA進入馬鈴薯甲蟲細胞的方式說明了o

A.質膜具有一定流動性B.質膜的選擇透過性與膜蛋白種類相關

C.dsRNA能穿過磷脂分子間隙D.dsRNA跨膜運輸必須有轉運蛋白參與

⑹據圖3,RNA干擾能使PSMB5基因"沉默”的直接原因是。

PSMB5基因編碼的蛋白質對蛋白酶體的組裝至關重要，蛋白酶體是由一系列蛋白質組成的復合體，能夠催

化細胞中特定目標蛋白質的降解。

⑺比較蛋白酶體和溶酶體的結構與功能，完成表。（符合的打，"，不符合的打"x"）

比較蛋白酶

比較內容溶酶體

項體

1含有磷脂；內含多種水解酶和酸性環境

2能夠降解廢棄或受損的蛋白質

能夠消化衰老細胞器及進入細胞的異

3

物

⑻蛋白酶體異常時，會使多余或異常的蛋白質積累，可能造成O

A.細胞新陳代謝速率減緩B.細胞異常增殖

C.細胞增殖受阻D.細胞凋亡

(9)研究表明，用針對某特定靶基因的dsRNA飼喂馬鈴薯甲蟲，9代后的馬鈴薯甲蟲對該dsRNA產生抗性；

dsRNA也可能對目標以外物種產生RNA干擾作用。據此分析，有利于降低RNA干擾技術風險的措施有

(多選)

A.避免長期使用單一靶標基因的dsRNA

B.對目標以外物種的基因進行測序，以便提高所設計dsRNA的特異性

C.延長dsRNA在環境中的生物活性保持時間

D.將該技術與其他防治手段結合使用

2.如圖是遺傳信息在生物大分子間傳遞的示意圖。圖中字母表示物質，編號表示過程。

⑴圖中結構X是，可被堿性染料染成深色。

（2）真核生物中過程②發生的主要場所是,需要的原料是o

⑶若A的編碼鏈序列為5-GGACTGATT-3',則B的序列為（）

A.5'-CCUGACUAA-3'B.5'-AAUCAGUCC-3'

C.5'-UUAGUCAGG-3'D.5'-GGACUGAUUG-3'

⑷過程④的名稱是,會發生過程④的生物有（舉一例）。

⑸真核生物的DNA分子和由其轉錄出的某一成熟mRNA的長度相比，后者長度往往明顯短于前者，可能的

原因有（）

①轉錄的模板不是整個DNA分子

②基因的啟動子和終止子不轉錄

③基因中內含子轉錄出的RNA前體相關片段會被剪切

④肽鏈在加工過程中可能會剪切掉部分氨基酸

⑤起始密碼子和終止密碼子不是由基因轉錄出的

A.①②③B.②③④C,①②④D.①③⑤

煙草中的尼古丁是主要的有害物質。研究發現吸煙還可能會導致后代患多動癥（也稱“輕微腦功能障礙綜合

征”）的概率上升。為研究相關分子機制，科學家們利用小鼠開展了下列研究?？蒲腥藛T對實驗組小鼠進行尼

古丁處理后，檢測與多動癥密切相關的蛋白分子Wnt4在F。和R代小鼠相關組織細胞中的表達水平，結果見

圖lo蛋白分子Wnt4的表達通常會被一種RNA分子（microRNA-15b）調控，科研人員對F。和R代小鼠細胞

中的microRNA-15b分子的表達水平進行了分析，實驗結果見圖2。

14-

照

12-□對照組m組

Wi2

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N■尼古丁處理組c丁

T-r

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表-5

o.8b6

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OO達O.2

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圖2

⑹圖1結果為科研人員對實驗組小鼠進行尼古丁處理后檢測多動癥密切相關的蛋白分子Wnt4在F。和R代

小鼠相關組織細胞中的表達水平（*代表與對照組有顯著差異，*的數量越多，差異越顯著），此結果說

明。

對microRNA-：15b基因進一步分析發現，尼古丁導致了F。代小鼠睪丸中microRNA-15b基因啟動子區域的高甲

基化，且這種甲基化修飾可以傳遞到&代，并在R代腦組織中造成