(江苏专用)2019版高考生物大一轮复习 第6单元 遗传的分子基础 第19讲 基因的表达学案.pdf
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1、第第 1919 讲讲基因的表达基因的表达江苏最新考纲1。遗传信息的转录和翻译( B)。2.基因与遗传信息的关系 (B)。3。基因与性状的关系(B)。考点一遗传信息的转录和翻译(5 年 11 考)1。比较 RNA 与 DNA2。转录(1)概念:以 DNA 的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成 RNA 的过程。(2)场所:主要是细胞核、在细胞质(线粒体、叶绿体)中也能发生转录过程.(3)过程(见下图)3.翻译(1)概念: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。(2)场所或装配机器:核糖体。(3)条件错误错误! !(4)过程(5)产物:多肽错误错误!
2、 !蛋白质助学巧记“三看法”判断中心法则各过程(1)图甲、图乙的过程判断图甲 DNA 两条链都作为模板复制。图乙 DNA 的一条链作为模板转录。(2)图丙的过程解读翻译起点:一个核糖体与 mRNA 的结合部位形成 2 个 tRNA 结合位点.起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。翻译进程:核糖体沿着 mRNA 移动,mRNA 不移动。(3)图丁的过程解读数量关系:一个 mRNA 可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体.意义:少量的 mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向:从左向右,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。结果:合成的仅是多肽
3、链,要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。多聚核糖体中,每个核糖体合成的多肽链都相同.(4)戊图解读戊图是 tRNA,“三叶草”结构,其内含有氢键(碱基配对).一种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸,它的一端有三个碱基,叫反密码子(有 61 种),另一端是携带氨基酸的部位,反密码子读取碱基顺序从长臂端即携带氨基酸的一侧开始读,如图为 AUC,对应的密码子为 UAG。1.真题重组判断正误(1)一个 tRNA 分子中只有一个反密码子(2015全国卷,1B)()(2)mRNA 从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐作用(2015全国卷,3B)()(3)密码子位于 rRNA 上,
4、反密码子位于 mRNA 上(2015海南卷,20D)()(4)细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与(2014全国卷,5A)()以上内容主要源自教材必修 2 P6267 遗传信息的转录和翻译。2。(教材 P65 思考与讨论,3 改编)组成蛋白质的 20 种氨基酸应对应多少种密码子?由此推知一种氨基酸可能对应多个密码子,这对生物体的生存发展有何意义?提示20 种氨基酸共对应 61 种密码子,其意义主要表现为如下两方面:(1)增强容错性:当密码子中有一个碱基改变时,由于密码的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸,因而有利于蛋白质或性状的稳定。(2)保证翻译速度:当某种氨基酸使用频率高时,几
5、种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。1.(多选)下列关于基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是()A.在细胞周期中,mRNA 的种类和含量均不断发生变化B。一个含n个碱基的 DNA 分子,转录的 mRNA 分子的碱基数是n/2 个C。DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点均在 DNA 上D。细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板解析在细胞周期中,由于有多种蛋白质在不同时期的合成,所以相关基因转录的 mRNA 的种类和含量在不断变化,A 正确;由于基因中启动子和终止子中碱基不发生转录,所以 DNA 中碱基数与转录的 mRNA 中碱基数并不是 2 倍关系,B 错误;DNA
6、 聚合酶催化 DNA 复制,RNA 聚合酶催化转录,二者都是以 DNA 为模板,所以它们的结合位点均在 DNA 上,C 正确;细菌的一个基因转录时同样是一条 DNA 链作为模板,D 错误.答案AC2。(2017南通、扬州、泰州三模)下图为某细菌 mRNA 与对应的翻译产物示意图,相关叙述错误的是()A.一分子 mRNA 有一个游离磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连B.mRNA 上的 AUG 是翻译的起始密码,它是由基因中的启动子转录形成C.一个 mRNA 有多个起始密码,所以一个 mRNA 可翻译成多种蛋白质D。在该 mRNA 合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程解析核酸单链均
7、有一个游离磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连,A 正确;基因中的启动子启动转录,与 mRNA 上的起始密码 AUG 不对应,B 错误;一个 mRNA 有多个起始密码,所以一个 mRNA 可翻译成多种蛋白质,C 正确;细菌为原核生物,没有细胞核,在该 mRNA 合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程,D 正确。答案B1。DNA 复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)复制主要在细胞核DNA 的两条链4 种脱氧核苷酸TA;AT;GC;CG两个子代 DNA 分子DNADNA转录主要在细胞核DNA 的一条链4 种核糖核苷酸TA;AU;GC;CGmRNA、tRNA、rRNADNAmRNA翻
8、译细胞质(核糖体)mRNA20 种氨基酸UA;AU;GC;CG蛋白质mRNA场所模板原料原则结果信息传递蛋白质意义2.DNA 和 RNA 合成的判断传递遗传信息表达遗传信息用放射性同位素标记 T 或 U 可判断 DNA 和 RNA 的合成。若大量消耗 T,可推断正发生 DNA 的合成;若大量利用 U,可推断正进行 RNA 的合成。3.基因表达中相关计算(1)DNA 模板链中 AT(或 CG)与 mRNA 中 AU(或 CG)相等,则(AT)总%(AU)mRNA%.(2)DNA(基因)、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的关系,如下图所示:可见,蛋白质中氨基酸数目错误错误! !mRNA 碱基数
9、目错误错误! !DNA(或基因)碱基数目。(未考虑终止密码)4。“三步”判断真原核细胞的 DNA 复制、转录及翻译【即学即练】(2017江苏省启东中学高三期中考试)下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相关叙述正确的是()A。过程中碱基配对情况相同B.过程发生的场所相同C.过程所需要的酶相同D.过程中核糖体的移动方向是由左向右解析分析图形可知,是 DNA 复制,是转录,两者碱基配对情况不完全相同,A 错误;是翻译,场所是核糖体,过程发生的场所是细胞核或线粒体或叶绿体,B 错误;过程所需要的酶不同,DNA 复制过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶,转录需要 RNA 聚合酶,C 错误;由肽链的
10、长短可判断出过程中核糖体的移动方向是由左向右,D 正确。答案D考点二中心法则及基因与性状的关系1.中心法则(1)提出者:克里克.(2)补充后的内容图解:DNA 的复制;转录;翻译;RNA 的复制;RNA 逆转录。(3)分别写出下列生物中心法则表达式生物种类DNA病毒RNA病毒逆转录病毒细胞生物举例遗传信息的传递过程T2噬菌体烟草花叶病毒艾滋病病毒动物、植物、细菌、真菌等(4)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式转录DNA,RNA错误错误! !蛋白质。(5)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式错误错误! !RNA错误错误! !蛋白质。2。基因控制性状的途径1。从中心法则的名称上可以看出遗传信
11、息的流动过程在生物学中的重要地位 ,这个法则反映了遗传物质的哪两大功能?提示中心法则反映了遗传物质的传递与表达这两大功能.2.下图为生物遗传信息流动过程,针对下图回答:(1)细胞分裂间期发生了上述哪些过程?分裂期发生了哪些过程?提示a、b、c;c。(2)需要 tRNA 和核糖体同时参与的是哪个过程?能进行 A-U,GC 配对的过程有哪些?提示c;b、c、e。(3)健康的人体内不会发生上述哪些过程?提示d 和 e.3.HIV 的寄主细胞是什么?它进行蛋白质合成的场所是什么?其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供?提示艾滋病病毒的寄主细胞是 T 淋巴细胞,该病毒进行蛋白质合成的场所是寄主细胞的核
12、糖体,其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供,原料由寄主细胞提供。(2017南通高三调研)(多选)近期某些地区再次出现 H7N9 禽流感疫情,并有患者死亡报道.禽流感病毒是一种 RNA 病毒,其基因表达过程为:RNA错误错误! !mRNA错误错误! !蛋白质。相关叙述正确的是()A.病毒基因表达需要宿主细胞提供逆转录酶B.基因也可以是具有遗传效应的 RNA 片段C.过程中所需的模板、原料和酶均不相同D.不吃禽肉制品是预防 H7N9 禽流感的最佳方法解析H7N9 禽流感病毒基因表达不需要逆转录;禽肉制品烹制煮熟可预防 H7N9 禽流感。答案BC1。“三步法”判断中心法则各过程“一看”模板DNA“二
13、看”原料脱氧核苷酸核糖核苷酸“三看”产物DNARNA生理过程DNA 复制转录脱氧核苷酸RNA核糖核苷酸氨基酸2。基因与性状的关系整合DNARNA蛋白质(或多肽)逆转录RNA 复制翻译(1)一个基因错误错误! !一种性状(多数性状受单基因控制)(2)一个基因错误错误! !多种性状(如基因间相互作用)(3)多个基因错误错误! !一种性状(如身高、体重等)图解如下(4)生物的性状还受环境条件的影响,生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果 ,如水毛茛,其裸露于空气中的叶为卵形,而沉于水中的叶却为丝状.基因型相同,表现型可能不同,基因型不同,表现型也可能相同。注意:体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”
14、,如甲状腺激素、黑色素、淀粉等,则该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的,即基因错误错误! !酶的合成错误错误! !产生该非蛋白质类物质的代谢过程错误错误! !控制性状.【即学即练】1.(2017南京多校联考)寨卡病毒为单股正链 RNA 病毒,用()RNA 表示。下图表示寨卡病毒的增殖和表达。相关说法错误的是()A.寨卡病毒属于 RNA 病毒,体内含有逆转录酶B.病毒 RNA 复制时需要的酶在宿主细胞内合成C。病毒 RNA 可直接作为翻译的模板D。病毒 RNA 复制时遵循碱基互补配对原则解析据图分析,寨卡病毒由 RNA 和蛋白质组成,属于 RNA 病毒,其增殖过程中没有逆转录过程,所以
15、其体内没有逆转录酶,A 错误;寨卡病毒没有细胞结构,其体内的酶是在宿主细胞的核糖体内合成的,B 正确;病毒 RNA 可直接作为翻译的模板,C 正确;病毒 RNA 复制时遵循碱基互补配对原则,即 A 与 U 配对,G 与 C 配对,D 正确。答案A2.下列关于基因、染色体、性状之间的关系的叙述中,正确的是()A。基因都位于染色体上,呈线性排列B。基因都是通过控制酶的合成影响生物的性状C.染色体数目或结构的改变会引起生物性状改变D。性状与基因之间是一一对应的关系解析真核生物的核基因都位于染色体上 ,呈线性排列 ,原核生物无染色体,基因位于DNA上。答案C易错防范清零易错清零易错点 1不能诠释基因表
16、达计算中的“最多”或至少点拨基因表达过程中,蛋白质的氨基酸的数目错误错误! !mRNA 的碱基数目错误错误! !基因中的碱基数目。这个比例关系都是最大值,原因如下:真核生物基因中存在不编码氨基酸的编码区内的内含子或非编码区。转录出的 mRNA 中有终止密码子,终止密码子不决定氨基酸,并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸,所以基因或 DNA 上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的 6 倍多.易错点 2误认为所有细胞均可进行复制、转录与翻译点拨并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译:只有分生组织细胞才能进行“复制(当然也进行转录与翻译).高度分化的细胞只进行转录、翻译,不进行复制。哺乳动物成熟
17、红细胞“复制、转录、翻译”均不进行.易错点 3误认为所有生物转录和翻译均能同时进行点拨(1)凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。(2)原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。(3)真核细胞的线粒体、叶绿体中也有 DNA 及核糖体,其转录翻译也存在“同时进行”的局面.纠错小练1.如图表示某细胞中遗传信息的传递,据图分析,下列相关叙述正确的是()A。DNA 双链在细胞核中合成,多肽链在细胞质中合成B。图中酶 a 代表 DNA 聚合酶,酶 b 代表 RNA 聚合酶C。转录形成 mRNA 时,游离的核糖核苷酸有序地与 DNA 链上的碱基相撞D.结构 c 与
18、mRNA 的结合部位会形成 2 个 tRNA 的结合位点解析图中转录和翻译同时进行,由此可判断该细胞为原核细胞,无以核膜为界限的细胞核,A 错误;图中酶 a 代表解旋酶,酶 b 代表 RNA 聚合酶,B 错误;转录形成 mRNA 时,游离的核糖核苷酸随机地与 DNA 链上的碱基相撞,只有能够进行碱基互补配对的核糖核苷酸才能按次序进行连接,C 错误;结构 c 为核糖体,其与 mRNA 的结合部位会形成 2 个 tRNA 的结合位点,D正确。答案D2。胰腺癌曾夺走了乔布斯的生命,近来发现胰腺癌患者血液中的一种名为HSAT的非编码RNA(即不编码蛋白质的 RNA),这一特殊 RNA 可以作为胰腺癌的
19、生物标记,用于胰腺癌的早期诊断,下列有关叙述正确的是()A。这种特殊的非编码 RNA 与 mRNA 彻底水解后,均可得到 6 种终产物B。核膜上的核孔可以让蛋白质和此种特殊的 RNA 自由进出C.作为胰腺癌生物标记的 RNA,其翻译成的蛋白质中一般含 20 种氨基酸D.这种特殊的非编码 RNA 在胰腺癌患者细胞的细胞质内合成解析RNA 彻底水解后有 6 种产物,包括 4 种碱基、核糖和磷酸,A 正确;细胞内的蛋白质和 RNA并非自由出入核孔,核孔具有选择透过性,细胞核需要的 DNA 聚合酶、RNA 聚合酶等蛋白质才可通过核孔进入细胞核,各种 RNA 可以通过核孔进入细胞质,但不是自由地出细胞核
20、,B 错误;这种可作为胰腺癌生物标记的 RNA 属于非编码 RNA,不能翻译形成蛋白质,C 错误;这种特殊的非编码 RNA(HSAT)可能是在细胞核中转录形成的,也可能是在细胞质的线粒体中转录形成的,D 错误。答案A课堂小结思维导图晨读必背1.RNA 和 DNA 在化学组成上的区别是RNA 中含有核糖和尿嘧啶,DNA 中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2.转录的场所是主要在细胞核内进行,模板是 DNA 的一条链为模板,原料是 4 种游离的核糖核苷酸.3.翻译的场所是细胞质中核糖体,模板是 mRNA,原料是 20 种氨基酸,产物是具有一定氨基酸顺序的蛋白质。4.密码子与氨基酸之间的对应关系是:一种密码子
21、只能决定一种氨基酸,但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。5。基因对性状的控制有两条途径:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。6.生物性状是基因和环境条件共同作用的结果.随堂真题演练1。(2017经典高考改编)在体外用 C 标记半胱氨酸。tRNA 复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*CystRNA ,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到Cys14*Ala。tRNA (见下图,tRNA 不变)。如果该*AlatRNA参与翻译过程,下列说法正确的是()CysCys在一个 mRNA 分子上可以同时合成多条
22、被C 标记的多肽链反密码子与密码子的配对由 tRNA 上结合的氨基酸决定新合成的肽链中,原来 Cys 的位置会被替换为 C 标记的 Ala新合成的肽链中,原来 Ala 的位置会被替换为 C 标记的 CysA.C.B。D。141414解析反密码子与密码子的配对由 tRNA 上的反密码子决定,错误;由于 Cys 转化为 Ala 时并未改变反密码子碱基序列,故新合成的肽链中原来 Cys 的位置被替换为C 标记的 Ala,正确,错误。答案D2。 (2015江苏卷,12)如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是()A。图中结构含有核糖体 RNAB.甲硫氨酸处于图中的位置C。密码子
23、位于 tRNA 的环状结构上D。mRNA 上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类解析核糖体是相邻氨基酸形成肽键的场所,核糖体由核糖体 RNA 和蛋白质构成,A 正确;甲硫氨酸是第一个氨基酸,位于的左边,B 错误;密码子位于 mRNA 上,tRNA 的环状结构上有反密码子,C 错误;由于密码子的简并性,mRNA 上碱基改变不一定改变肽链中氨基酸的种类,D错误。答案A3.(2015海南卷,7)下列过程中,由逆转录酶催化的是()A。DNARNAC。蛋白质蛋白质B。RNADNAD.RNA蛋白质14解析DNARNA 属于转录过程,需要的酶是 RNA 聚合酶,A错误;RNADNA 属于逆转录过程,需要逆转录
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