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考点7 遗传信息的表达

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考点7 遗传信息的表达
一、选择题
1.(2010·山东高考·T1)下列实例与基因的作用无关的是 ( )
A.细胞分裂素延迟植物衰老
B.极端低温导致细胞膜破裂
C.过量紫外线辐射导致皮肤癌
D.细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞
【命题立意】本题以实例为材料,体现高考“将知识与实际相结合”的要求,主要考查对基因与性状关系的理解。

【思路点拨】考虑所列事实是否与基因有关。

具体思路如下:
【规范解答】选B 。

目前,已肯定的天然存在的细胞分裂素有31种,其中16种广泛存在于高等植物中。

细胞分裂素都是腺嘌呤的衍生物。

细胞分裂素可延迟植物细胞衰老的原因是:(1)它能阻止核酸酶和蛋白酶等一些水解酶的产生,
从而保护核酸、蛋白质和叶绿素等不受破坏;(2)它还能吸引营养物质向其所在部位运输。

核酸酶和蛋白酶的产生与基因有关,故不选A;正常细胞被过量紫外线辐射后,基因发生突变,导致皮肤癌的出现,故不选C;B淋巴细胞通过增殖、分化形成效应B(浆)细胞,该过程中基因指导合成相关的蛋白质,故不选D;极端低温导致细胞膜破裂的原因很多,如极端低温能够导致PH降低呈酸性,从而使蛋白质变性,加速细胞膜破裂,此过程与基因无关,故选B。

2.(2010·安徽高考·T3)大肠杆菌可以直接利用葡萄糖,也可以通过合成
β-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。

将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中,测定其细胞总数及细胞内β-半乳糖苷酶的活性变化(如图)。

据图分析,下列叙述合理的是( )
A.0~50 min,细胞内无β-半乳糖苷酶基因
B.50 min~100 min,细胞内无分解葡萄糖的酶
C.培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时,β-半乳糖苷酶基因开始表达
D.培养基中葡萄糖缺乏时,β-半乳糖苷酶基因开始表达
【命题立意】本题通过对坐标曲线的分析,考查微生物通过控制基因的选择性表达进而控制代谢过程。

【思路点拨】解答本题需要注意以下的关键点:
(1)细胞数目变化反映细胞能源物质的供应情况;
(2)在生物正常的生命活动过程中,遗传物质一般不会发生变化,只是不同的基因在不同的时间进行表达。

【规范解答】选D。

根据图示曲线,在0~50 min,细胞数目不断增加,表明此时大肠杆菌以葡萄糖为能源物质;50 min~100 min,细胞数目最初保持不变,表明葡萄糖已经用尽,随后β-半乳糖苷酶活性增加,将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖,供大肠杆菌利用。

β-半乳糖苷酶基因在细胞中一直存在,只是0~50min 有葡萄糖存在的时候β-半乳糖苷酶基因未表达,当培养基中缺乏葡萄糖时,
β-半乳糖苷酶基因才开始表达。

3.(2010·天津高考·T2)根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( )
A.TGU
B.UGA
C.ACU
D.UCU
【命题立意】本题以密码子判断为题,考查转录、翻译过程中碱基互补配对有关知识。

【思路点拨】解答本题要注意以下关键点:
(1)密码子是mRNA上相邻的三个碱基。

(2)mRNA上的碱基和DNA模板链上的碱基互补配对。

(3)mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子互补配对。

【规范解答】选C。

mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称为1个密码子。

据表mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对,可推知mRNA的密码子最后的碱基为U;DNA的一条链为TG_另一条链为AC_,若DNA
转录时的模板链为TG_链,则mRNA的密码子为ACU,若DNA转录时的模板链为AC_链,则mRNA的密码子为UGU。

【类题拓展】
碱基互补配对原则的应用
(1)中心法则及其补充的几个过程中都涉及碱基互补配对。

(2)有关题型:
①DNA中碱基数量的计算,分析时仅仅抓住两条链上相对应的互补碱基数量相等即可。

②基因表达过程中氨基酸数、mRNA上的碱基数、DNA的碱基数量关系比为
1︰3︰6。

4.(2010·海南高考·T12)下列关于遗传信息传递的叙述,错误的是( ) A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则
【命题立意】本题考查了生物体内遗传信息的传递过程和规律。

【思路点拨】细胞核、线粒体、叶绿体以及DNA病毒中的DNA都能够进行复制以及转录和翻译从而完成遗传信息的传递与表达,且均遵循中心法则。

【规范解答】选D。

线粒体和叶绿体中也有少量的 DNA和RNA,能够进行DNA 的复制、转录和翻译的过程,遵循中心法则,A正确;DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA,进一步通过翻译完成蛋白质的合成,所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序,故B、C正确;DNA病毒中只有DNA,能在宿
主细胞中进行DNA复制、转录、翻译,故其遗传信息的传递也遵循中心法则,D 错误。

【类题拓展】
不同生物体内的遗传信息传递规律
(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递
(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递
①RNA复制病毒
②RNA逆转录病毒
二、非选择题
5. (2010·江苏高考·T34)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。

铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。

当Fe3+浓度高时,铁
调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与
铁应答元件的结合能力,核糖体
能与铁蛋白mRNA的一端结合,沿
mRNA移动,遇到起始密码后开始
翻译(如图所示)。

回答下列问题:
(1)图中甘氨酸的密码子是,铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为。

(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。

这种调节机制既可以避免对细胞的毒性影响,又可以减少。

(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是 _ __。

(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由。

【命题立意】本题通过图示和文字展示了Fe3+、铁应答元件、铁调节蛋白调节翻译过程的机制,主要考查比较、判断、推理、分析等综合思维能力以及识图能力。

【思路点拨】解答此题应注意以下关键点:
(1)基因表达的具体过程;
(2)读图并提取、梳理与题目相吻合的信息。

【规范解答】(1)据图可知,甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA,根据碱基
互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU。

据图可知,编码氨基酸序列的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,根据碱基互补配对原则,转录该mRNA的DNA模板链碱基序列为…CCACTGACC…,也可以是…CCAGTCACC…(转录方向与前者相反)。

(2)铁应答元件存在于铁蛋白mRNA上,当Fe3+浓度低时,铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合,导致核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合,不能沿mRNA 移动,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译,这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响(铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白),又可以减少细胞内物质和能量的浪费。

(3)指导铁蛋白合成的mRNA的碱基序列上存在一些诸如铁应答元件、终止密码等不能编码氨基酸的序列,故指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n。

(4)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差一个碱基的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由ACC→AAC,即一个碱基由C→A。

【参考答案】
(1)GGU …CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3+细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列
(4)C→A
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