基因的表达
一． 书本知识整理
一．核酸的种类
1．RNA和DNA的比较
2．RNA种类
二．基因控制蛋白质的合成
1．转录
（1）概念
（2）场所
（3）原料
（4）产物
2．翻译
（1）概念
（2）场所
（3）原料
（4）媒介
（5）产物
3．基因对性状的控制
4．中心法则
三．思维拓展
1．遗传信息和密码子区别：遗传信息位于DNA分子的基因上。密码子位于mRN A。遗传信息通过密码子控制蛋白质的合成。
2．所以生物共用一套密码子。密码子共有64种。3种为终止密码。61种能编码氨基酸。不同种生物的DNA密码子排列顺序不同。
3．tRNA种类应该61种，不同种生物tRNA所含有的碱基数目不止三个，但能与．mRNA配对的碱基只有三个。
4．中心法则是指遗传信息传递途径，而碱基互补配对原则是碱基配对的规则。中心法则是建立在碱基互补配对的基础上的。
一、单项选择题
1．下列有关基因结构的叙述，正确的是 （ ）
A．在水稻细胞基因的编码区中存在非编码序列
B．在乳酸菌和酵母菌的基因结构中都含有外显子和内含子
C．在大肠杆菌基因中，RNA聚合酶的结合位点位于编码区的下游
D．在大豆细胞的基因结构中，内含子是编码区中能编码蛋白质的ＤＮＡ序列
2．红螺菌和人的细胞中都能合成由104个氨基酸组成的细胞色素C，这两种生物控制合成细胞色素C的基因中编码区的脱氧核苷酸数目的关系为 （ ）
A．大致相等 B．人远多于红螺菌 C．红螺菌远多于人 D．无法判断
3．已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是 （ ）
A．12 B．24 C．18 D．30
4．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）
5．真核生物染色体DNA遗传信息的传递与表达过程，在细胞质中进行的是 （ ）
A．复制 B．转录 C．翻译 D．转录和翻译
6．马和鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是 （ ）
A．生活环境不同 B．DNA分子中碱基对排列顺序不同
C．DNA分子小碱基配对方式不同 D．着丝点数目不同
7．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小 （ ）
A.置换单个碱基对 B.增加4个碱基对
C.缺失3个碱基对 D.缺失4个碱基对
8．下列对转运RNA的描述，正确的是 （ ）
A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内
9．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在 （ ）
A．内含子 B．外显子 C．编码区 D．非编码区
10．人体中具有生长激素基因和血红蛋白基因，两者 （ ）
A.分别存在于不同组织的细胞中
B．均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制
C.均在细胞核内转录和翻译
D．转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸
二、多项选择题
11．自然界中,一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:
正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是 （ ）
A.突变基因1和2为一个碱基的替换,
B.突变基因2和3为一个碱基的替换,
C. 突变基因3为一个碱基的增减
D.突变基因1和3为一个碱基的增减
12．科学家发现四膜虫体内的某种RNA能与另一种RNA分子结合并将其在一特定位点切开，根据以上事实判断，关于四膜虫体内该种RNA有关的叙述正确的是 （ ）
A．是细胞中的一种酶 B．具有催化能力
C．具有专一性 D．具有翻译特点
13．生物体在遗传上保持相对稳定，对此理解正确的是 （ ）
A．DNA分子规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
B．DNA分子边解旋边复制、半保留复制减少了差错的发生
C．“中心法则”所代表的遗传信息传递过程遵循碱基互补配对原则，与遗传稳定无关
D．20种氨基酸有61种密码子对应，减少了基因突变的影响
三、非选择题
14. 已知几种氨基酸的密码子为
精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG
缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG
甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG
组氨酸：CAU、CAC
色氨酸：UGG
甲硫氨酸：AUG
（1）用化学方法使一种六肽分子降解，在其产物中测出三种三肽：
甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸 ； 精氨酸—缬氨酸—甘氨酸；
甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸
①这种六肽的氨基酸顺序为 。
②编码这个六肽的DNA分子至少含 个脱氧核糖。
（2）某一蛋白质分子分析表明，在编码甘氨酸的位点上发生的三个突变都是由一个碱基替换引起的。突变的起源如下：
则甘氨酸最可能的密码子是 。
（3）当基因片段转录链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物的影响是 。
15．下图是科学家对果蝇的一条染色体上的基因测序，看图回答问题：
（1）图中朱红眼与深红眼基因是_______________（等位基因、非等位基因）。该染色体上的所有基因能否在后代中全部表达_______________，原因是：
①________________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________。
（2）若计算一条染色体中基因的碱基数量，________（是、否）遵循A=T，C=G的原则。原因是：____________________________________________________________________。
（3）人类基因组研究提示，人类蛋白质中有61%与果蝇同源，43%与线虫同源，46%与酵母菌同源，人类17号染色体上的全部基因几乎都可以在小鼠11号染色体上找到。这表明构成各种生物的生命物质具有_______________，同时，生命物质的同源程度是生物进化上证明_________________________________________________的有力证据。
16．阅读下列材料，回答有关问题：
A）已知某真核生物的基因，共含有6×106个脱氧核苷酸，其中编码区碱基占总数的20％，
非编码序列占碱基总数的80％，该基因展开可达0.5米长。
B）DNA分子在复制时有以下特点：在一个复制起点上，复制是双向进行的；在同一个DNA分子上可同时有多个复制起点。
C）设一个脱氧核苷酸分子的平均式量为150，一个氨基酸分子的平均式量为100。
1）计算该基因的式量： 。
2）该基因的外显子共含有碱基对的数目为： 。该基因控制合成的多肽链的式量最大为： 。在合成过程中，所需的转运RNA的种类最多为 种.
3)当只有一个复制起点时,该基因复制最多耗时8小时,若实际上耗时1小时,则复制时至少有多少个复制起点: 个.
4)若利用转基因技术将该基因导入大肠杆菌体内,应事先怎样处理该基因,为什么?
.
答案：
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
A | B | D | D | C | B | D |
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
C | D | D | AC | ABC | ABD |
14．⑴①精氨酸—缬氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸 ②36 ⑵GGG ⑶没有影响
15．（1）非等位基因 不一定或不能 ①当出现杂合体时，隐性基因不能表达 ②基因的表达与环境因素有关。 （2）可以 一条染色体中有一条DNA，为双链DNA。 （3）统一性 生物间亲缘关系远近
16．.1) 6×106×150－18（6×106－2） .
2) 3×105 , 105×100－18（105－1） , 61 .种
3) 4个 .
4) 以该基因的信使RNA为模板反转录获得目的基因。因为原核生物的基因无内含子，没有对转录的RNA进行加工的能力。
课基因的表达（二）
思维拓展
1． 基因表达的有关计算
DNA中含有n个碱基，mRNA作多有n/2个碱基。蛋白质中最多有n/6个氨基酸。
2． 基因表达与个体发育的关系如何
（1） 基因表达实现了个体发育过程
（2） 生物体体细胞的基因在个体发育中只是选择性表达
3． 基因表达控制了生物体的性状，控制方式有：
（1） 控制酶的合成
一、单项选择题
1.有关基因与酶关系的叙述正确的是 （ ）
A．每个基因都控制合成一种酶
B．酶的遗传信息编码在内含子的碱基序列中
C．基因的转录、翻译都需要酶
D．同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的
2．已知一个蛋白质分子由两条肽链组成，连接蛋白质分子的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有碱基A和G共200个，则转录成该mRNA的DNA分子中至少有碱基C和T （ ）
A．400个 B．200个 C．600个 D．800个
3．据报道：美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一项化学干扰技术，有望使人体的致病基因“沉默下来”。这项干扰技术很可能是干扰了细胞内的 （ ）
A．ATP的分解过程 B．某信使RNA的合成过程
C．许多DNA的复制过程 D．蛋白质代谢过程中的转氨基作用
4．将植物细胞置于含有3H标记的尿苷培养液中温育数小时后，对该细胞的相关结构进行检测，发现放射性物质主要集中于 （ ）
A．核仁、质体和高尔基体 B．细胞膜、核仁和核糖体
C．细胞核、核糖体和液泡 D．线粒体、核仁、核糖体和叶绿体
5．以下与生物的个体发育无关的是 （ ）
A．基因控制蛋白质的合成 B．长期的地理隔离到生殖隔离
C．某女性体细胞内有3条性染色体 D．顶细胞发育成球状胚体
6．右图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程（AA
代表氨基酸）,下列叙述正确的是 （ ）
A．能给该过程提供遗传信息的只能是DNA
B．该过程合成的产物一定是酶或激素
C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应
D．该过程有水产生
7．炭疽杆菌之所以在两年前能引起美国人大恐慌，其重要原因之一就是它能产生两种化学成分为蛋白质的内毒素。有些科学家将该菌核区的大型DNA分子破坏，该菌一段时间仍然能产生上面说的内毒素。请分析推断一下，应继续破坏该菌的什么结构，才能使它从根本上不再产生内毒素 （ ）
A．线粒体 B．核糖体 C．质粒 D．细胞核
8．几种氨基酸可能的密码子如下：甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在某基因的某位点上发生一个碱基置换，导致对应位置上的密码子改变，使甘氨酸变为缬氨酸：接着由于另一个碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸，则该基因突变前甘氨酸的密码子应该是 （ ）
A、GGG B、GGC C、GGA D、GGU
9．一个DNA分子经过转录可以形成 （ ）
A．一个一种mRNA分子 B．一个多种mRNA分子
C．多个一种mRNA分子 D．多个多种mRNA分子
10．下列生物体内或细胞内遗传信息能正常表达的是 （ ）
A．HIV病毒 B.人血液中成熟的红细胞
C．大肠杆菌 D．噬菌体
二、多项选择题
11．下列关于病毒与人类关系的描述中，正确的有 （ ）
A．病毒必须从人体内环境中获得营养物质，营寄生生活
B．SARS病毒的遗传物质为RNA，容易出现变种，故疫苗研制工作比较困难
C．爱滋病病毒的核酸种类与人体细胞相同，故易感染人体
D．在转基因工程中，某些病毒能携带某些基因进入受体细胞
12．科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及 （ ）
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
13．在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→蛋白质的表达原则，下面是几种与此有关的说法，正确的是 （ ）
A．在细胞的一生中，DNA不变，RNA和蛋白质分子是变化的
B．DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C．在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不同
D．在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质种类和数量是不变的
14．有关生物体内基因控制蛋白质合成的说法中正确的是 （ ）
A.原核生物和真核生物中决定氨基酸的密码子是相同的
B.真核生物的基因控制合成的蛋白质中氨基酸的数目比原核生物多
C.在原核生物和真核生物中一种转运RNA都只能运载一种氨基酸
D.原核生物和真核生物的转录都是在RNA聚合酶的催化作用下进行的
三、非选择题
15苏云金杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。下图表示获得了苏云金杆菌抗虫基因（Bt基因）的植物细胞中发生的部分代谢，请据图回答：
⑴B结构的名称是 ；A中正在发生 过程；伴孢晶体蛋白的合成过程需多种结构共同完成，这说明 。
⑵图示说明Bt基因的基本功能是 ；⑥物质除发生图中的代谢变化外，还可以发生 作用，并进而形成一种特有的代谢产物。
⑶导入Bt基因能在植物细胞中正常表达，产生抗病毒的蛋白质，从实质上讲，依赖于
（ ）。
A．目的基因能在动物细胞核中进行复制
B．受体细胞中发生了不定向的基因重组
C．不同的生物共用一套遗传密码
D．微生物的大量繁殖与某些植物细胞大量合成蛋白质的一致性
⑷图中④表示 ，其表达式是 。
⑸伴孢晶体蛋白经昆虫肠液的蛋白酶的作用形成毒性物质，从而达杀虫的目的。该毒性物质是一种（ ）。
A．蛋白质 B.多肽 C.氨基酸 D.二氧化碳+水+尿素
16．遗传工程技术下使医药行业发生着很大的变化。胰岛素是人体自身合成的一种含量很少的蛋白质，但它又是某些疾病的特效药，如果直接从人体血液中提取，不仅费用高，而且产量也很少。几年前科学家将人体内控制合成胰岛素的基因(简称胰岛素基因)成功地导入一头奶牛体内，从而稳定地从其乳汁中获得了大量胰岛素。
请分析以上材料回答下列问题：
(1)遗传工程的理论基础是_____________法则，可用公式______________________表示。
(2)胰岛素基因在人体内和奶牛体内控制合成同样的蛋白质，说明人体细胞与奶牛细胞在翻译时所用的______________________是完全相同的，这个事实也是分子生物学在______________上的一个证据。
(3)胰岛素基因与奶牛的其它基因相比主要差别在于___________________。这也反映出不同生物DNA分子具有____________________性。
(4)胰岛素在奶牛乳腺细胞的___________上合成的，它分泌进入乳汁，则主要与细胞内的______________有关。
(5)若只有一个胰岛素基因成功地导入了奶牛的受精卵细胞，并定位于一条染色体上，则此奶牛将胰岛素基因传给交配所生后代的几率是_____________，该数据的主要理论依据是_________________定律。
(6)由(5)可知有性生殖产生的后代很难保持遗传性状的稳定，所以该奶牛最理想的繁殖方式是用_____________技术繁殖，用该技术繁殖出的奶牛，后代中雄牛将占________。
17．长期以来，科学家们对遗传的物质基础进行了大量的研究，并得出了一些科学结论。
（1）1944年，生物学家艾弗里以细菌为实验材料，第一次证明了___________是遗传物质。
（2）1953年，科学家沃森和克里克共同发现了DNA的结构并构建了模型，从而获得诺贝尔奖，他们的成就开创了分子生物学的时代。沃森和克里克发现的DNA分子具有特殊的空间结构，即_________________________结构；据DNA分子中碱基对的排列顺序可知，DNA分子具有两个特性，即_______________________________________________________。
（3）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子：UUU。在基因中，决定该密码子的碱基对组成是__________________________。1959年，科学家M.Nireberg和S.Ochoa用人工合成的只含U的RNA为模板，在一定的条件下合成了只有苯丙氨酸组成的多肽，这里的一定条件除模板外还应包括_____________________________________等物质条件，该过程在遗传学上叫________________________________。
（4）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验一个密码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续的：
①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该mRNA指导合成的多肽链中应由_______种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有三个碱基，则该mRNA指导合成的多肽链应由__________种氨基酸组成。
（5）根据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成_______种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有_______种。
18．按照所含核酸的种类，一般将病毒划分为DNA病毒和RNA病毒。但是，20世纪60年代至80年代，科学家在研究羊瘙痒症的病因时，发现羊瘙痒症的病因是不含核酸的蛋白质。科学家将这种蛋白质致病因子（DZ）定名为朊病毒，对应的蛋白质单体称为朊病毒蛋白，相应疾病称为朊病毒病。朊病毒与常规病毒一样，有传染性、致病性、对宿主范围的特异性及可自我复制等特点。
进一步研究发现，朊病毒蛋白是人和动物正常细胞基因编码的产物，它本身并不能致病，而必须发生空间结构上的变化转化为朊病毒才能致病。而当这种朊病毒存在的时候，正常的朊病毒蛋白就会转化为朊病毒。图2—13示朊病毒的复制方式。
动物实验证明，接种朊病毒可使动物致病。应用基因操作方法去除朊病毒蛋白基因的小鼠，即使导入朊病毒也不会感染此病。
根据上述材料分析回答，（1）、瘙痒症致病的基本条件有两个，一是具有___________，二是具有___________________________________。
（2）、用图解表示遗传的中心法则及其补充：(2分)
______________________________________________________________________。
（3）、由资料可知，朊病毒是一种__________，但它的复制并不是以_____________为模板而进行的。朊病毒实质上是从一种正常的_______________________________变异而来的，而这种正常的物质仍是由__________________________指导合成的。因此，朊病毒的复制过程__________________（符合或不符合）遗传的中心法则中遗传信息由核酸到蛋白质的传递和表达过程。
答案
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
C | C | B | D | B | D | B |
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
A | D | C | ABD | ABD | ABC | ACD |
15. 1）核糖体 转录 只有保持细胞的完整性，才能进行正常的生命活动（2）表达 脱氨基（3）C（4）肽键 ——CO——NH——（5）B
16．(1)中心法则
(2)遗传密码 生物进化 (3)遗传信息不同 特异 (4)核糖体 高尔基体 (5)1/2 基因分离 (6)克隆 0
17. （10分）（1）DNA（2）规则的双螺旋 多样性和特异性
氨基酸、转运RNA、ATP、酶等 （写3个以上给分） 翻译
（4）1 2 （5）64 61
18. （1）、朊病毒 朊病毒蛋白
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