基因的表达类试题解题方法例析

2015-09-10祝远超

中学生物学 2015年4期

关键词：解题方法试题

祝远超

摘要举例说明了基因表达过程的图解、碱基数目的计算及翻译成多肽的氨基酸序列等几类试题的解题方法和技巧，以及解题时应注意的问题。

关键词基因的表达试题解题方法

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

基因的表达是遗传学的重要内容，也是高中生物学教学的重点。因此，有关基因表达的试题倍受高考命题者的青睐。那么，高考常考的有关基因表达的试题有哪几类，如何快速、准确地解答呢？

1 基因表达的概念和主要过程

基因表达是指结构基因在生物体内的转录、翻译以及所有的加工过程。基因表达中两个最重要的过程就是转录和翻译（表1）。

2 基因表达类试题的解题方法

2.1 基因表达过程图解类试题的解题方法

【例1】下列有关图1中甲、乙两图的叙述，正确的是（）

A. 甲图表示4条肽链正在合成，且方向是向右

B. 乙图表示4条肽链正在合成，且方向是向左

C. 甲图中多个核糖体共同合成一条肽链

D. 图中所示的转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同

解析：解此类试题的关键在于首先把图看懂。甲图表示的是一个mRNA上结合了4个核糖体，每个核糖体都各自合成1条肽链且4条肽链的氨基酸序列相同（因翻译的模板mRNA相同），因由左向右肽链逐渐增长，故核糖体的移动方向向右，即翻译的方向向右；乙图表示正在进行转录和翻译，以同一条DNA模板链转录出4个mRNA，且RNA聚合酶的移动方向向左，每个mRNA上都结合了多个核糖体，翻译的情形与甲图相同。由表1可知，转录和翻译过程中碱基的配对方式并不完全相同。

答案：A。

点拨：（1）甲图所示的过程在原核生物和真核生物中均可进行，而乙图所示的过程只能发生在原核生物中，这是因为在原核生物中，转录和翻译几乎同时进行，即可边转录边翻译，而真核生物转录完成了以后才能进行翻译；（2）转录和翻译的方向可分别根据mRNA和肽链长度的变化规律来判断。

思维警示：① 解题时，学生很容易把乙图的核糖体当成氨基酸，把结合多个核糖体的mRNA当成肽链；② 结合在mRNA上的每个核糖体都各自合成1条肽链，而非共同合成1条肽链；③ 翻译时核糖体沿mRNA移动，而非mRNA在核糖体上移动。

针对性训练1：如图2所示为某生物体内多聚核糖体合成肽链的过程，有关该过程的说法正确的是

（）

A. 该图表示翻译的过程，图中核糖体从左向右移动

B. 多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸排列顺序上互不相同

C. 该图所示的过程在原核生物和真核生物体内均可进行

D. 细胞中核糖体越多，合成一条肽链所需时间越短

参考答案：C。

2.2 求翻译成多肽的氨基酸序列类试题的解题方法

【例2】已知下列密码子及其对应的氨基酸：AUG——甲硫氨酸，起始密码子；GUG——缬氨酸，起始密码子；UUA、UGA、UAG——终止密码子；UUG、CUU——亮氨酸；AAC、AAU——天冬酰氨；GAA——谷氨酸；UGU——半胱氨酸；ACC、ACA——苏氨酸。某原核生物基因编码区一条链的碱基序列为……AATGAACTTGAATTGATGT……，若以其互补链为模板合成一个小分子多肽，则组成此多肽的氨基酸的数目和种类依次为（）

A. 6、4 B. 4、3

C. 4、4 D. 5、3

解析：因该链“……AATGAACTTGAATTGATGT……”和以其互补链为模板合成的mRNA均可与其互补链互补配对，故只需将该链中的“T”替换成“U”（因DNA中含“T”不含“U”，RNA则相反）就可得出mRNA的碱基序列：……AAUGAACUUGAAUU GAUGU……，然后从前3个碱基开始依次向右找出起始密码子AUG或GUG（因翻译必须从起始密码子开始），进而可得mRNA上的密码子依次为AUG、AAC、UUG、AAU、UGA（终止密码子），再结合题干中信息可得出最终合成多肽的氨基酸序列为——甲硫氨酸-天冬酰氨-亮氨酸-天冬酰氨——。

答案：B。

点拨：解此类试题时要灵活运用相关链间的关系以快速得出有关链的碱基序列，从而提高解题速度。

思维警示：① 翻译时须从起始密码子开始，至终止密码子结束，且终止密码子不决定氨基酸，起始密码子以前及终止密码子以后的碱基均无效；② 找到起始密码子的方法是依次看mRNA上3个相邻的碱基，若将mRNA上的碱基从左向右依次编号为1、2、3、4、5……，则依次看“1、2、3”，“2、3、4”，“3、4、5”……直到找出起始密码子为止，而不是像“1、2、3”，“4、5、6”……这样寻找；③密码子的阅读方式为非重叠阅读，如例2：“2、3、4”（AUG）为第一个密码子，“5、6、7”（AAC）为第二个密码子，依次类推即可。

针对性训练2：已知下列密码子及其对应的氨基酸：AUG——甲硫氨酸，起始密码子；GUG——缬氨酸，起始密码子；UUA、UGA、UAG——终止密码子；CGA、CGG——精氨酸；UUC、UUU——苯丙氨酸；AUA、AUC——异亮氨酸；UCU、UCA——丝氨酸；UGU——半胱氨酸；ACC、ACA——苏氨酸。某原核生物基因编码区中一条链的碱基序列为……CGATGACACGGATCTTCTCTTGATCT……，若以其互补链为模板合成一个小分子多肽，则组成此多肽的氨基酸的数目和种类依次为（）

A. 6、5 B. 5、4

C. 5、5 D. 6、6

参考答案：D。

2.3 基因表达过程中碱基数目计算类试题的解题方法

【例3】已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G共12个，转录该段mRNA的DNA模板链中应共有A和G的个数为（）

A. 12 B. 24 C. 18 D. 30

解析：基因表达过程中有如下关系式：DNA（或基因）中的碱基数∶mRNA中的碱基数∶蛋白质中的氨基酸数=6∶3∶1，由此可得转录该段mRNA的DNA中共有碱基30×2=60个，由双链DNA中A=T、G=C可得A、G之和占DNA碱基总数的一半，故所求碱基个数为60×1/2=30个。

答案：D。

点拨：解此类试题的技巧在于灵活运用基因表达过程中的相关关系式解题。

针对性训练3：已知一段mRNA含有50个碱基，其中C和T共22个，转录该段mRNA的DNA模板链中应共有C和T的个数为（）

A. 32 B.50 C. 56 D. 60

参考答案：B。