高中生物 第四章 第三节 基因与DNA的关系及遗传信息的转录(第1课时)课时作业 苏教版必修2

第三节基因控制蛋白质的合成

第一课时基因与DNA的关系及遗传信息的转录

【目标导航】 1.说明基因和遗传信息的关系。2.结合教材图4－12，概述转录的过程和特点。

一、基因的概念及相关问题

1．概念

基因是DNA分子上具有遗传效应的片段。

2．遗传信息

基因内的碱基的排列顺序代表了遗传信息。

3．基因的主要运载体是染色体

4．基因的基本功能包括遗传信息的传递(即复制)和表达(即通过转录、翻译来实现的)。二、转录

1．概念

在细胞核中以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

2．原料

核糖核苷酸。

3．模板

DNA的一条链为模板。

4．酶

RNA聚合酶等。

5．过程

6．产物

RNA，主要有三种类型：①信使RNA(mRNA)；②核糖体RNA(rRNA)；③转运RNA(tRNA)。7．遗传信息传递

从DNA传递到mRNA上。

判断正误

(1)基因是DNA分子上任一片段。( )

(2)真核生物的基因仅位于染色体上。( )

(3)基因遗传信息的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。( )

(4)细胞核内的基因所携带的遗传信息传递到细胞质中必须以RNA作为媒介。( )

(5)DNA和RNA中都含有脱氧核糖。 ( )

(6)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T。( )

(7)RNA一般为单链结构。( )

(8)DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。( )

答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×

一、基因与DNA的关系

1．基因和DNA关系的概括

每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因中的碱基数之和，基因与DNA的关系概括如下：

2．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解

阅读材料回答问题

材料1 大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。

材料2 生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇的DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。

材料3 近年来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍保持正常。

1．请计算资料分析1中的基因碱基数目，与DNA的总碱基数目比较能说明什么？

答案基因总的碱基数目＝4 400×1 000＝4.4×106(对)，小于该DNA中总的碱基数目4.7×106(对)，说明DNA分子中并非所有的片段都属于基因。

2．请分析资料2和3：是不是DNA的任意一个片段都是基因？

答案资料2和3说明基因具有一定的遗传效应，所以并非DNA的任意一个片段都属于基因，只有具有一定遗传效应的DNA片段才是基因。

1．如图表示染色体、DNA、基因三者之间的关系，关于三者之间关系的叙述不正确的是( )

A．都能复制、分离和传递，且三者行为一致

B．染色体的任一片段均可称作基因

C．每条染色体上含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因

D．在生物的细胞核遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为

【问题导析】

(1)在有染色体的生物体中，DNA是遗传物质；

(2)染色体是遗传物质的主要运载体；

(3)基因是具有遗传效应的DNA片段。

答案 B

解析在有染色体的生物体中，DNA是遗传物质，染色体是遗传物质的主要运载体，而基因是具有遗传效应的DNA片段。

【一题多变】

判断正误

(1) 每个基因都是DNA分子上的一个片段。( )

(2)基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位。( )

(3)基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位。( )

答案(1)√(2)√(3)√

二、转录

1．比较DNA和RNA

核酸种类

比较项目

DNA RNA 结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构组成的基本单位脱氧核糖核苷糖核糖核苷酸

碱基共有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)

特有胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)

五碳糖脱氧核糖核糖

无机酸磷酸磷酸

存在部位主要位于细胞核，少数位于线粒体和叶绿体中主要位于细胞质中

功能传递和表达遗传信息参与遗传信息的表达

2.三种RNA的比较

类型mRNA tRNA rRNA

空间结构单链状

三叶草形

单链状，

有部分

双链区

功能转录DNA上的遗传信

息，是蛋白质合成的

直接模板

一端以反密码子识别

mRNA上的密码子，另

一端携带一个特定的

氨基酸进入核糖体

是核糖体的组成成

分，参与蛋白质的合

成

3．转录的过程

(1)第1步(解旋)：在解旋酶的作用下，DNA的双螺旋结构被打开，双链的碱基得以暴露。

(2)第2步(配对)：以解开的DNA的一条链作为模板，按照碱基互补配对原则，将对应的核糖核苷酸与模板链上的碱基配对，两者以氢键连接。

(3)第3步(连接)：在RNA聚合酶的作用下，将新结合的核糖核苷酸依次连接到正在合成的RNA分子上。

(4)第4步(释放)：合成的RNA分子从模板链上释放，DNA恢复双螺旋结构。

1．现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？

答案①根据五碳糖不同；②根据含氮碱基不同。

2．下图是一小段DNA片段，①链是模板链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系。

答案(1)

(2)生成的RNA的碱基序列与模板链互补，与非模板链碱基序列基本相同(除T和U外)。3．转录的场所一定是细胞核吗？产物一定是mRNA吗？

答案含有DNA的部位(细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、质粒)均可转录，产物有mRNA、tRNA、rRNA等。

2．对于下列图解，正确的说法是( )

①表示DNA复制过程②可表示DNA转录过程③共有5种碱基④共有8种核苷酸⑤共有5种核苷酸⑥A均代表同一种核苷酸

A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤

【问题导析】

(1) 由图可知，此过程可表示遗传信息的转录过程；

(2) 由于图示既含DNA链，又含RNA链，故图示中共含有5种碱基——A、T、G、C、U,8种核苷酸：4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸。

答案 C

【一题多变】

判断正误

(1) RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。( )

(2)转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。( )

(3)转录条件是模板(mRNA)、原料(4种脱氧核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。( )

答案(1)√(2)√(3)×

1．下列关于基因的叙述，正确的是( )

A．DNA分子上任意一个片段都是基因

B．人体细胞中染色体是基因的唯一运载体

C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同

D．基因的多样性决定了DNA分子的多样性

答案 C

解析基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要运载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本组成单位是脱氧核苷酸；基因的多样性与DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。

2．科学研究发现，小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，