一、概述
核酸是一切生物的遺傳物質。關于核酸的知識,高考中主要考查核酸的分類、分布、結構、功能、復制、轉錄以及與變異有關的相關知識。
二、核酸的分類
生物的核酸包括脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA兩大類。
細胞中的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA三大類。
三、生物的遺傳物質
只有某些病毒以RNA為遺傳物質。這些病毒又叫做RNA病毒,所含核酸也只有RNA。如HIV、H1N1、SARS、煙草花葉病毒等。
還有某些病毒以DNA為遺傳物質,這些病毒又叫做DNA病毒,所含核酸也只有DNA。如T2噬菌體等。
以細胞為結構和功能基本單位的生物,細胞中同時含有DNA和RNA。
包括所有的原核生物、真核生物。這些生物都以DNA為遺傳物質,而不以RNA為遺傳物質。
辨析練習:
1、核酸是一切生物的遺傳物質;
2、脫氧核糖核酸DNA是一切生物的遺傳物質;
3、核糖核酸RNA是一切生物的遺傳物質;
四、核酸的分布
RNA病毒的RNA由核衣殼包裹,不與組蛋白結合成染色體。
原核細胞的RNA分布在細胞質基質、核糖體中,不與組蛋白結合成染色體。
真核細胞的RNA分布在細胞核、細胞質基質、線粒體、葉綠體、核糖體中,不與組蛋白結合成
染色體。
DNA病毒的DNA由核衣殼包裹,不與組蛋白結合成染色體。
原核細胞的DNA分布在擬核、質粒中,不與組蛋白結合成染色體。
真核細胞的DNA主要分布在細胞核中,與組蛋白結合成染色體。
真核細胞的線粒體、葉綠體兩種細胞器也具有自己的DNA和RNA。但都不與組蛋白結合成染色體。
辨析練習:
1、核酸都在染色體上;
2、脫氧核糖核酸DNA都在染色體上;
3、核糖核酸RNA都在細胞質中;
4、核酸都不在染色體上;
5、脫氧核糖核酸DNA都不在染色體上;
6、核糖核酸RNA都不在細胞質中;
五、核酸的結構
RNA有單鏈的,也有雙鏈的?;締挝皇撬姆N核糖核苷酸;組成物質是磷酸基、核糖、含氮堿基AUGC。
DNA有單鏈的,一般為規(guī)則的雙螺旋結構。基本單位是四種脫氧核糖核苷酸;組成物質是磷酸基、
脫氧核糖、含氮堿基ATGC。
辨析練習:
1、DNA都是雙鏈的,RNA都是單鏈的。
2、DNA都能攜帶遺傳信息,RNA也一樣。
3、DNA和RNA一樣,都是由4種核苷酸構成的,而且是完全相同的4種。
4、DNA和RNA所含有的堿基有3種是相同的,所以,它們的基本組成單位也有3種是相同的。
選擇1、組成DNA結構的基本成分是( )
①核糖 ②脫氧核糖 ③磷酸 ④腺嘌呤?鳥嘌呤?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病毒的遺傳物質;是RNA復制的模板;是逆轉錄的模板。
mRNA是DNA的信使,能將基因中的遺傳信息從細胞核傳達到細胞質核糖體上,并作為翻譯的模板;
tRNA是翻譯活動中的載體,從事轉運氨基酸的工作;
rRNA是核糖體的組成成分,核糖體是翻譯的場所。
還有,某些RNA能降低生化反應的活化能,具有生物催化作用,是酶。
DNA:
只能做遺傳物質。如DNA病毒以及所有的細胞生物。
辨析練習:
1、核酸是一切生物的遺傳物質,就是說DNA和RNA都是一切生物的遺傳物質。
2、遺傳物質都能攜帶遺傳信息,就是說RNA也都能攜帶遺傳信息。
3、只有mRNA是DNA的信使,就是說只有mRNA是通過轉錄過程產生的。
4、在需要的時候,RNA都有可能發(fā)揮催化劑的作用。
七、核酸的復制
核酸都能自我復制。
RNA的復制:
只有RNA做遺傳物質時才能復制。
原料:四種核糖核苷酸
模板:過渡鏈
條件:ATP、RNA聚合酶
產物:子代RNA。
場所:細胞質
原則:堿基互補配對原則,即A—U,U—A,G—C,C—G。
DNA的復制
原料:四種脫氧核糖核苷酸
模板:親代DNA的兩條鏈
條件:解旋酶、ATP、DNA聚合酶
產物:2個子代DNA。
時間:有絲分裂間期,減Ⅰ間期。
場所:主要在細胞核
特點:半保留式復制
原則:堿基互補配對原則,即A—T,T—A,G—C,C—G。
辨析練習:
1、DNA分子在任何情況下都能被復制;
2、只要有DNA,就能被復制;
3、任何DNA都能復制.
4、只有DNA才能復制,RNA不能復制。
選擇2、DNA分子的半保留復制是指( )
A、DNA分子中的一條鏈進行復制,另一條鏈不復制
B、DNA分子中的一半進行復制,另一半不復制
C、每一個子代DNA均保留了其親代DNA分子中的一條單鏈
D、DNA分子復制后,一個仍為親代DNA,另一個為子代DNA
選擇3、下列關于DNA復制的敘述,正確的是( )
A、在細胞有絲分裂間期,發(fā)生DNA復制
B、DNA通過一次復制后產生四個DNA分子
C、DNA為雙螺旋結構全部解旋后,開始DNA的復制
D、單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈
八、遺傳信息
遺傳信息就是DNA分子的堿基對排列順序(堿基對序列);
遺傳信息就是基因的堿基對排列順序(堿基對序列);
遺傳信息就是DNA分子的脫氧核苷酸序列;
遺傳信息就是DNA分子一條鏈的脫氧核苷酸序列;
遺傳信息就是基因的脫氧核苷酸序列;
遺傳信息就是基因一條鏈的脫氧核苷酸序列;
遺傳信息就是基因一條鏈的堿基序列;
遺傳信息就是mRNA分子的核糖核苷酸序列;
遺傳信息就是mRNA分子的堿基序列;
遺傳信息就是蛋白質分子中氨基酸的種類、數(shù)量和排序;
選擇4、下列關于遺傳信息的說法,不確切的是( )
A、基因的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息
B、遺傳信息的傳遞是通過染色體上的基因傳遞的
C、生物體內的遺傳信息主要儲存在DNA分子上
D、遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀
選擇5、由80個堿基組成的DNA分子片段,可因其堿基對組成和序列的不同而攜帶不同的遺傳信息,其種
數(shù)最多可達( )
九、基因的表達
包括轉錄和翻譯兩個階段
轉錄:在細胞核中以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成mRNA的過程。
翻譯:就是游離在細胞質中的各種氨基酸以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。
選擇6、下列關于基因的敘述中,正確的是( )
A、基因是DNA的基本組成單位
B、基因是細胞核中遺傳物質的功能和結構單位
C、基因是遺傳物質的功能和結構單位
D、基因是DNA上任意一個片段
十、核遺傳信息的轉錄
原料:四種核糖核苷酸
模板:親代DNA的一條鏈
條件:解旋酶、ATP、RNA聚合酶
產物:mRNA。
原則:堿基互補配對原則,即A—T,U—A,G—C,C—G。
另外:tRNA、rRNA也是核DNA轉錄的產物
選擇7、在雙鏈DNA中,已知其中一條鏈的(A+G)/(T+C)=0.4,那么以它的互補鏈為模板,轉錄成的mRNA
中(A+G)/(C+U)應是( )
A、2.5 B、1 C、0.4 D、1.25
十一、遺傳信息的翻譯
原料:20種氨基酸
模板:mRNA。
條件:ATP、酶
產物:多肽(蛋白質)
場所:主要在細胞質核糖體上
原則:堿基互補配對原則,即A—U,U—A,G—C,C—G。
選擇8、下列對DNA的翻譯過程的說法中,錯誤的是( )
A、以細胞質中游離的氨基酸為原料
B、以核糖體RNA作為遺傳信息模板
C、以轉運RNA為氨基酸運輸工具
D、合成具有一定氨基酸序列的蛋白質
十二、密碼子、反密碼子、tRNA
密碼子:指mRNA上三個相鄰的堿基。共有64種。具有兼并性、通用性。
其中,61種編碼氨基酸;3種不編碼氨基酸,叫終止密碼。
反密碼子:指tRNA上的三個相鄰的堿基,能與密碼子互補配對,不編碼氨基酸。
tRNA:共有61種,每一種tRNA都只能轉運一種特定的氨基酸。
選擇9、mRNA上決定氨基酸的某個密碼子的一個堿基發(fā)生替換,則識別該密碼子的tRNA及轉運的氨基酸
發(fā)生的變化是( )
A、tRNA一定改變, 氨基酸一定改變
B、tRNA不一定改變,氨基酸不一定改變
C、tRNA一定改變,氨基酸不一定改變
D、tRNA不一定改變,氨基酸一定改變
十三、DNA、mRNA及肽鏈氨基酸的數(shù)量關系
mRNA堿基數(shù)最多是基因中的1/2。
肽鏈中氨基酸數(shù)最多是mRNA的1/3。
mRNA堿基數(shù)至少是肽鏈中氨基酸數(shù)的3倍。
基因中堿基數(shù)至少是mRNA的2倍。
選擇10、合成一條含1 000個氨基酸的多肽鏈,需要轉運RNA的個數(shù)?信使RNA上的堿基個數(shù)和雙鏈DNA
上的堿基對數(shù)至少依次是( )
A、1 000個,3 000個和3 000對 B、1 000個,3 000個和6 000對
C、3 000個,3 000個和3 000對 D、1 000個,3 000個和1 000對
十四、相關數(shù)學計算
類型一,堿基數(shù)量計算;
根據:A=T,G=C,U=A;
雙鏈DNA分子中,不互補的兩種堿基之和占總堿基數(shù)的50%;
雙鏈DNA分子中,不互補的兩種堿基之和的比為1;
雙鏈DNA分子中,互補鏈上不互補的堿基和的比互為倒數(shù)。
例1、在一個雙鏈DNA分子中,G占堿基總數(shù)的18%。其中一條鏈中G占20%,那么,此鏈中C應為( )
A、8% B、16% C、18% D、無法確定
例2、具有100個堿基對的1個DNA分子區(qū)段,內含40個胸腺嘧啶,如果連續(xù)復制兩次,則需游離的胞嘧啶
脫氧核苷酸( )
A、60個 B、80個 C、120個 D、180個
例3、一個DNA中有1 000個堿基對,其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的20%,如果連續(xù)復制兩次,參加到復制
過程中的游離脫氧核苷酸中的C堿基總數(shù)是( )
A、600 B、1 200 C、1 800 D、2 400
類型二,肽鏈上氨基酸數(shù)的計算
已知條件為基因中堿基對數(shù)或者心事RNA中堿基數(shù)。
根據:mRNA上的三個相鄰的堿基組成一個密碼子,編碼一種一個氨基酸,終止密碼
不編碼氨基酸。
例4、已知AUG、GUG為起始密碼子,UAA、UGA、UAG為終止密碼子。某原核生物的一個信使RNA堿基
排列順序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40個堿基)……C—U—C—U—A—G—A—
U—C—U,此信使RNA控制合成的蛋白質含氨基酸的個數(shù)為( )
A、20個 B、15個 C、16個 D、18個
類型三,蛋白質相對分子量的求算
已知條件為肽鏈數(shù)、氨基酸的平均相對分子質量、基因中堿基對數(shù)或堿基數(shù)
例5、某蛋白質由n條肽鏈組成,氨基酸的平均相對分子質量為a,控制該蛋白質合成的基因含b個堿
基對,則該蛋白質的相對分子質量約為?
例6、某基因的相對分子量為a,4種脫氧核苷酸的平均相對分子量為b,20種氨基酸的平均相對分子
質量為c。若該基因控制合成了一個有n條肽鏈組成的蛋白質,則該蛋白質的相對分子質量約為?
類型四,基因中堿基(對)數(shù)或DNA相對分子量的求算
已知條件為肽鏈數(shù)、蛋白質的相對分子量、氨基酸的平均相對分子質量、脫氧核苷酸
的平均相對分子量
例7、某n條肽鏈組成蛋白質的相對分子量為a,20種氨基酸的平均相對分子質量為b,4種脫氧核苷酸
的平均相對分子量為 c。若該基因控制合成了一個有的蛋白質,則該基因的相對分子質量約為?
類型四,審題是關鍵
要關注“至少”、“最多”、“對”、“個”、“種”這樣的詞匯
例8、某基因含有3600個堿基對,該基因控制合成的蛋白質分子中最多能有多少個氨基酸?至少能有
多少個氨基酸?最多能有多少種氨基酸?
例9、某蛋白質分子是由574個氨基酸構成的4條肽鏈組成的,控制該蛋白質的基因中,至少有多少對
堿基?最多能有多少種堿基?