一、概述
核酸是一切生物的遗传物质。关于核酸的知识,高考中主要考查核酸的分类、分布、结构、功能、复制、转录以及与变异有关的相关知识。
二、核酸的分类
生物的核酸包括脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两大类。
细胞中的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA三大类。
三、生物的遗传物质
只有某些病毒以RNA为遗传物质。这些病毒又叫做RNA病毒,所含核酸也只有RNA。如HIV、H1N1、SARS、烟草花叶病毒等。
还有某些病毒以DNA为遗传物质,这些病毒又叫做DNA病毒,所含核酸也只有DNA。如T2噬菌体等。
以细胞为结构和功能基本单位的生物,细胞中同时含有DNA和RNA。
包括所有的原核生物、真核生物。这些生物都以DNA为遗传物质,而不以RNA为遗传物质。
辨析练习:
1、核酸是一切生物的遗传物质;
2、脱氧核糖核酸DNA是一切生物的遗传物质;
3、核糖核酸RNA是一切生物的遗传物质;
四、核酸的分布
RNA病毒的RNA由核衣壳包裹,不与组蛋白结合成染色体。
原核细胞的RNA分布在细胞质基质、核糖体中,不与组蛋白结合成染色体。
真核细胞的RNA分布在细胞核、细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体中,不与组蛋白结合成
染色体。
DNA病毒的DNA由核衣壳包裹,不与组蛋白结合成染色体。
原核细胞的DNA分布在拟核、质粒中,不与组蛋白结合成染色体。
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,与组蛋白结合成染色体。
真核细胞的线粒体、叶绿体两种细胞器也具有自己的DNA和RNA。但都不与组蛋白结合成染色体。
辨析练习:
1、核酸都在染色体上;
2、脱氧核糖核酸DNA都在染色体上;
3、核糖核酸RNA都在细胞质中;
4、核酸都不在染色体上;
5、脱氧核糖核酸DNA都不在染色体上;
6、核糖核酸RNA都不在细胞质中;
五、核酸的结构
RNA有单链的,也有双链的。基本单位是四种核糖核苷酸;组成物质是磷酸基、核糖、含氮碱基AUGC。
DNA有单链的,一般为规则的双螺旋结构。基本单位是四种脱氧核糖核苷酸;组成物质是磷酸基、
脱氧核糖、含氮碱基ATGC。
辨析练习:
1、DNA都是双链的,RNA都是单链的。
2、DNA都能携带遗传信息,RNA也一样。
3、DNA和RNA一样,都是由4种核苷酸构成的,而且是完全相同的4种。
4、DNA和RNA所含有的碱基有3种是相同的,所以,它们的基本组成单位也有3种是相同的。
选择1、组成DNA结构的基本成分是( )
①核糖 ②脱氧核糖 ③磷酸 ④腺嘌呤?鸟嘌呤?胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘧啶
A、①③④⑤ B、①②④⑥ C、②③④⑤ D、②③④⑥
六、核酸的功能
RNA:
RNA病毒的遗传物质;是RNA复制的模板;是逆转录的模板。
mRNA是DNA的信使,能将基因中的遗传信息从细胞核传达到细胞质核糖体上,并作为翻译的模板;
tRNA是翻译活动中的载体,从事转运氨基酸的工作;
rRNA是核糖体的组成成分,核糖体是翻译的场所。
还有,某些RNA能降低生化反应的活化能,具有生物催化作用,是酶。
DNA:
只能做遗传物质。如DNA病毒以及所有的细胞生物。
辨析练习:
1、核酸是一切生物的遗传物质,就是说DNA和RNA都是一切生物的遗传物质。
2、遗传物质都能携带遗传信息,就是说RNA也都能携带遗传信息。
3、只有mRNA是DNA的信使,就是说只有mRNA是通过转录过程产生的。
4、在需要的时候,RNA都有可能发挥催化剂的作用。
七、核酸的复制
核酸都能自我复制。
RNA的复制:
只有RNA做遗传物质时才能复制。
原料:四种核糖核苷酸
模板:过渡链
条件:ATP、RNA聚合酶
产物:子代RNA。
场所:细胞质
原则:碱基互补配对原则,即A—U,U—A,G—C,C—G。
DNA的复制
原料:四种脱氧核糖核苷酸
模板:亲代DNA的两条链
条件:解旋酶、ATP、DNA聚合酶
产物:2个子代DNA。
时间:有丝分裂间期,减Ⅰ间期。
场所:主要在细胞核
特点:半保留式复制
原则:碱基互补配对原则,即A—T,T—A,G—C,C—G。
辨析练习:
1、DNA分子在任何情况下都能被复制;
2、只要有DNA,就能被复制;
3、任何DNA都能复制.
4、只有DNA才能复制,RNA不能复制。
选择2、DNA分子的半保留复制是指( )
A、DNA分子中的一条链进行复制,另一条链不复制
B、DNA分子中的一半进行复制,另一半不复制
C、每一个子代DNA均保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D、DNA分子复制后,一个仍为亲代DNA,另一个为子代DNA
选择3、下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A、在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B、DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C、DNA为双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制
D、单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
八、遗传信息
遗传信息就是DNA分子的碱基对排列顺序(碱基对序列);
遗传信息就是基因的碱基对排列顺序(碱基对序列);
遗传信息就是DNA分子的脱氧核苷酸序列;
遗传信息就是DNA分子一条链的脱氧核苷酸序列;
遗传信息就是基因的脱氧核苷酸序列;
遗传信息就是基因一条链的脱氧核苷酸序列;
遗传信息就是基因一条链的碱基序列;
遗传信息就是mRNA分子的核糖核苷酸序列;
遗传信息就是mRNA分子的碱基序列;
遗传信息就是蛋白质分子中氨基酸的种类、数量和排序;
选择4、下列关于遗传信息的说法,不确切的是( )
A、基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B、遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C、生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D、遗传信息即生物表现出来的性状
选择5、由80个碱基组成的DNA分子片段,可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息,其种
数最多可达( )
九、基因的表达
包括转录和翻译两个阶段
转录: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mRNA的过程。
翻译:就是游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
选择6、下列关于基因的叙述中,正确的是( )
A、基因是DNA的基本组成单位
B、基因是细胞核中遗传物质的功能和结构单位
C、基因是遗传物质的功能和结构单位
D、基因是DNA上任意一个片段
十、核遗传信息的转录
原料:四种核糖核苷酸
模板:亲代DNA的一条链
条件:解旋酶、ATP、RNA聚合酶
产物:mRNA。
原则:碱基互补配对原则,即A—T,U—A,G—C,C—G。
另外:tRNA、rRNA也是核DNA转录的产物
选择7、在双链DNA中,已知其中一条链的(A+G)/(T+C)=0.4,那么以它的互补链为模板,转录成的mRNA
中(A+G)/(C+U)应是( )
A、2.5 B、1 C、0.4 D、1.25
十一、遗传信息的翻译
原料:20种氨基酸
模板:mRNA。
条件:ATP、酶
产物:多肽(蛋白质)
场所:主要在细胞质核糖体上
原则:碱基互补配对原则,即A—U,U—A,G—C,C—G。
选择8、下列对DNA的翻译过程的说法中,错误的是( )
A、以细胞质中游离的氨基酸为原料
B、以核糖体RNA作为遗传信息模板
C、以转运RNA为氨基酸运输工具
D、合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
十二、密码子、反密码子、tRNA
密码子:指mRNA上三个相邻的碱基。共有64种。具有兼并性、通用性。
其中,61种编码氨基酸;3种不编码氨基酸,叫终止密码。
反密码子:指tRNA上的三个相邻的碱基,能与密码子互补配对,不编码氨基酸。
tRNA:共有61种,每一种tRNA都只能转运一种特定的氨基酸。
选择9、mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换,则识别该密码子的tRNA及转运的氨基酸
发生的变化是( )
A、tRNA一定改变, 氨基酸一定改变
B、tRNA不一定改变,氨基酸不一定改变
C、tRNA一定改变,氨基酸不一定改变
D、tRNA不一定改变,氨基酸一定改变
十三、DNA、mRNA及肽链氨基酸的数量关系
mRNA碱基数最多是基因中的1/2。
肽链中氨基酸数最多是mRNA的1/3。
mRNA碱基数至少是肽链中氨基酸数的3倍。
基因中碱基数至少是mRNA的2倍。
选择10、合成一条含1 000个氨基酸的多肽链,需要转运RNA的个数?信使RNA上的碱基个数和双链DNA
上的碱基对数至少依次是( )
A、1 000个,3 000个和3 000对 B、1 000个,3 000个和6 000对
C、3 000个,3 000个和3 000对 D、1 000个,3 000个和1 000对
十四、相关数学计算
类型一,碱基数量计算;
根据:A=T,G=C,U=A;
双链DNA分子中,不互补的两种碱基之和占总碱基数的50%;
双链DNA分子中,不互补的两种碱基之和的比为1;
双链DNA分子中,互补链上不互补的碱基和的比互为倒数。
例1、在一个双链DNA分子中,G占碱基总数的18%。其中一条链中G占20%,那么,此链中C应为( )
A、8% B、16% C、18% D、无法确定
例2、具有100个碱基对的1个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制两次,则需游离的胞嘧啶
脱氧核苷酸( )
A、60个 B、80个 C、120个 D、180个
例3、一个DNA中有1 000个碱基对,其中腺嘌呤占碱基总数的20%,如果连续复制两次,参加到复制
过程中的游离脱氧核苷酸中的C碱基总数是( )
A、600 B、1 200 C、1 800 D、2 400
类型二,肽链上氨基酸数的计算
已知条件为基因中碱基对数或者心事RNA中碱基数。
根据:mRNA上的三个相邻的碱基组成一个密码子,编码一种一个氨基酸,终止密码
不编码氨基酸。
例4、已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基
排列顺序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—
U—C—U,此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为( )
A、20个 B、15个 C、16个 D、18个
类型三,蛋白质相对分子量的求算
已知条件为肽链数、氨基酸的平均相对分子质量、基因中碱基对数或碱基数
例5、某蛋白质由n条肽链组成,氨基酸的平均相对分子质量为a,控制该蛋白质合成的基因含b个碱
基对,则该蛋白质的相对分子质量约为?
例6、某基因的相对分子量为a,4种脱氧核苷酸的平均相对分子量为b,20种氨基酸的平均相对分子
质量为c。若该基因控制合成了一个有n条肽链组成的蛋白质,则该蛋白质的相对分子质量约为?
类型四,基因中碱基(对)数或DNA相对分子量的求算
已知条件为肽链数、蛋白质的相对分子量、氨基酸的平均相对分子质量、脱氧核苷酸
的平均相对分子量
例7、某n条肽链组成蛋白质的相对分子量为a,20种氨基酸的平均相对分子质量为b,4种脱氧核苷酸
的平均相对分子量为 c。若该基因控制合成了一个有的蛋白质,则该基因的相对分子质量约为?
类型四,审题是关键
要关注“至少”、“最多”、“对”、“个”、“种”这样的词汇
例8、某基因含有3600个碱基对,该基因控制合成的蛋白质分子中最多能有多少个氨基酸?至少能有
多少个氨基酸?最多能有多少种氨基酸?
例9、某蛋白质分子是由574个氨基酸构成的4条肽链组成的,控制该蛋白质的基因中,至少有多少对
碱基?最多能有多少种碱基?
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