2020届高考生物一轮复习6.3基因的表达.ppt

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1、第3课基因的表达,考点一遗传信息的转录和翻译【核心知识突破】1.RNA的结构和种类：(1)基本单位：_。,核糖核苷酸,(2)组成成分：,(3)结构：一般是_链，长度比DNA短；能通过_从细胞核转移到细胞质中。(4)种类及功能：,单,核孔,(5)DNA与RNA的区别：,T(胸腺嘧啶),核糖,单链,2.遗传信息的转录：(1)概念：以_为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。,DNA的一条链,(2)转录过程(见下图)：,3.遗传信息的翻译：(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以_为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,mRNA,(2)密码子。概念：_上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每

2、3个这样的碱基称为1个密码子。种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有_种，终止密码子有_种。,信使RNA,61,3,(3)过程：,(4)产物：多肽蛋白质,4.DNA复制、转录和翻译的比较：(1)区别：,细胞核,mRNA,4种核糖核,苷酸,A-T、G-C,A-U、G-C,DNA,mRNA,(2)联系：,5.辨析遗传信息、密码子和反密码子：,(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)不同生物共用一套遗传密码。,6.【教材易漏知识】必修2P78“知识迁移”抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用

3、，主要有4大类作用机理：(1)抑制细胞壁的形成：如青霉素，主要是抑制细胞壁中肽聚糖的合成。(2)影响细胞膜的功能：破坏细胞膜的结构。,(3)干扰蛋白质的合成：干扰细菌核糖体生成，阻止tRNA和mRNA的结合。(4)阻碍核酸的合成：主要通过抑制DNA或RNA的合成，抑制微生物的生长。,【微点警示】关于基因表达的五点提醒(1)DNA与RNA的结构比较：DNA一般为双链，RNA一般为单链，但RNA在部分区段可能出现双链结构，碱基之间以氢键相连接。(2)基因的表达是指基因的转录和翻译过程，不包括基因的复制。,(3)转录产物有mRNA，还有tRNA和rRNA；翻译的产物为多肽链。(4)基因的表达发生在生

4、物个体发育的整个过程(分裂期不能进行转录)。(5)真核细胞的转录过程结束后进行翻译，而原核生物边转录边翻译。,【秒判正误】1.转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。()分析：转录是以DNA的一条链为模板合成生物大分子的过程。,2.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。()分析：细胞中有61种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由多种tRNA转运。,3.转录和翻译过程都存在T-A、A-U、G-C的碱基配对方式。()分析：转录和翻译过程都存在A-U、G-C的碱基配对方式。,4.若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，则该核酸一定不是双链DNA。()

5、分析：该核酸中嘌呤嘧啶，说明一定不是双链DNA，可能是单链DNA或RNA。,5.一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。()分析：一个tRNA分子不只有三个碱基。6.细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。()分析：细胞中的核糖体在mRNA上移动。,【命题案例研析】【典例】(2018江苏高考)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质,D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与,【审答技巧

6、】(1)结合选项信息，本题考查原核细胞和真核细胞DNA复制的过程、基因表达过程。(2)本题容易对两句话理解偏差：“DNA的合成”“RNA的合成”过程。DNA的合成应为DNA复制，RNA的合成过程应为基因的转录。,【解析】选D。原核细胞内DNA分子的复制是以RNA片段作为引物，A项错误；真核细胞中DNA、RNA存在的场所有细胞核、线粒体、叶绿体，所以DNA、RNA的合成并不都是在细胞核中，B项错误；肺炎双球菌转化实验证明了DNA是细胞内的遗传物质，C项错误；无论原核细胞还是真核细胞，基因表达时都需要经过转录、翻译过程，转录需要DNA作为模板，翻译需要RNA参与，D项正确。,【高考长句应答特训】(

7、1)真核细胞内DNA和RNA的合成除在细胞核内完成外，_也有部分过程。(2)参与翻译过程的RNA有mRNA、tRNA、rRNA，其作用分别是_。,叶绿体和线粒体,作为蛋白质合成的模板、识别并转运氨基,酸、核糖体的组成成分,【方法规律】“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图,【考点题组诊断】角度一DNA与RNA的比较1.(金榜原创预测)下列有关DNA与RNA的相关说法，正确的是()A.含DNA的细胞或细胞器均含有RNAB.含RNA的细胞或细胞器均含有DNAC.RNA可作为原核生物遗传信息的载体,D.若某生物体的核酸中，嘌呤碱基含量不等于嘧啶碱基，则这种生物可能是噬菌体,【解析】选A。细胞

8、生物均含有DNA和RNA。线粒体和叶绿体含有DNA和RNA，A正确；核糖体含有RNA无DNA，B错误；RNA可作为病毒遗传信息的载体，细胞生物遗传信息的载体只能是DNA，C错误；若某生物体的核酸中，嘌呤碱基含量不等于嘧啶碱基，则这种生物的核酸既有DNA也有RNA，也可能只有RNA，不可能只有DNA，故不可能是噬菌体，D错误。,角度二复制、转录、翻译过程2.(2017海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是世纪金榜导学号()A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条DNA链可转录出两

9、条相同的RNA,【解析】选B。一种氨基酸至少有一种相应的密码子，A项错误；HIV的遗传物质是RNA，进行逆转录时可以作为合成DNA的模板，B项正确；真核生物基因表达的过程包括转录和翻译，翻译是蛋白质合成的过程，C项错误；一个基因的一条DNA链作为模板可转录出两条相同的RNA，D项错误。,3.(2019海淀区模拟)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S，为了研究其功能做了如下实验：将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记，一起保温一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合)，然后再加入蛋白S，结果如图所示。下列叙述不正确的是(),A.对照组应加入不含蛋白S的缓

10、冲液B.加入肝素后没有新的mRNA合成C.曲线反映的是模板DNA的复制过程D.蛋白S能解除肝素抑制转录的作用,【解析】选C。根据对照实验的基本原则，无关变量应保持相同且适宜，实验组加入了蛋白S即含有蛋白质S的缓冲液，对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，A正确；据题意“将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记”，结合题图开始一段时间内(1分钟之前)产物放射性增加，说明曲线反映的是模板DNA的转录过程，加入肝素后，产,物中含32P的放射性强度不再增加，说明肝素能抑制转录过程，因此没有新的mRNA的合成，B正确，C错误；据图可知，加入肝素一段时间后再加入蛋白S，

11、产物放射性很高；未加入蛋白S，产物放射性几乎不发生变化，说明蛋白S能解除肝素抑制转录的作用，D正确。,【知识总结】1.DNA、mRNA碱基数目与氨基酸数目之间的数量关系：DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数=631(忽略终止密码子)。,2.关注计算中“最多”和“最少”问题(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。,(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)不能忽略“最多”或“最少”等字：如m

12、RNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。,角度三基因表达的综合分析4.(2018漳州模拟)如图为人体细胞内血红蛋白合成的相关生理过程，下列分析不正确的是()世纪金榜导学号,A.若图中核糖体上合成的肽链最长，则同时进行翻译的其他核糖体都位于近b端B.合成的多肽链经剪切加工成血红蛋白，该过程有水分子参与C.红细胞内合成血红蛋白而不合成胰岛素是基因选择性表达的结果D.镰刀型细胞贫血症患者的红细胞中也存在合成血红蛋白的过程,【解题指南】(1)本题常因把ab链当成多肽链而出错。核糖体上的链是多肽链，而ab链是mRNA。核糖体在mRNA上移

13、动，同一条mRNA结合若干个核糖体，同时迅速合成大量多肽链。(2)根据核糖体上与tRNA结合的位置判断肽链合成的方向是由左向右。,【解析】选A。据图可知，右侧的tRNA准备进入核糖体，由此可知核糖体由左向右移动，若图中核糖体上合成的肽链最长，则该核糖体最先与mRNA结合，同时进行翻译的其他核糖体都位于近a端，A错误；合成的多肽链经剪切加工成血红蛋白，该过程需要水解部分肽键，有水分子参与，B正确；红细胞最初含有人体的全部基因，合成血红蛋白而不合成胰岛素是基因选择,性表达的结果，C正确；镰刀型细胞贫血症患者的红细胞中也存在合成血红蛋白的过程，只是血红蛋白中个别氨基酸改变，D正确。,5.(2018江

14、苏高考)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：,(1)细胞核内各种RNA的合成都以_为原料，催化该反应的酶是_。(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是_，此过程中还需要的RNA有_。,(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内_(图示)中的DNA结合，有的能穿过_(图示)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。,(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的_，增

15、加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是_。,【解析】(1)构成RNA的基本单位是4种核糖核苷酸，催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)细胞中的RNA都是转录形成的，有三种类型，即mRNA、tRNA、rRNA，其中指导氨基酸脱水缩合的是mRNA，作为翻译的模板，此过程中还需要tRNA搬运氨基酸，rRNA参与翻译。(3)据图分析lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔与细胞质中的蛋白质或,RNA分子结合来发挥其作用。(4)分析可知，lncRNA与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的分化形成多种免疫细胞，从而增强人体免疫抵御能力。

16、,答案：(1)4种核糖核苷酸RNA聚合酶(2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)(3)染色质核孔(4)分化增强人体的免疫抵御能力,【加固训练】1.(2017江苏高考)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)得到*Cys-tRNACys，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*Ala-tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(多选)(),A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链,B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C

17、.新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys,【解析】选A、C。翻译时一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而*Ala-tRNACys参与翻译过程，A项正确；密码子与反密码子的碱基可以配对，不受tRNA上结合的氨基酸种类影响，B项错误；由于*Ala-tRNACys上的反密码子是编码半胱氨酸(Cys)的，所以新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，C项正确；*Cys-tRNACys上的反密码子只能,与Cys对应的密码子识别并配对，所以新合成的肽链中，原来Ala的位置不会被替换为

18、14C标记的Cys，D项错误。,2.(2018河南联考)如图为人体某种遗传病的产生机理示意图，据图分析，以下说法正确的是(),A.图中a、b、c分别为DNA、mRNA、蛋白质，过程和分别表示转录和翻译B.过程需要RNA聚合酶的催化，该酶与RNA一端的特定序列相结合C.由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由左向右移动D.该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状,【解析】选D。图中a、b、c分别为DNA、mRNA、核糖体，A错误；过程需要RNA聚合酶的催化，该酶与DNA的特定序列启动子相结合，B错误；由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由右向左移动，C错误；该图体现了基因通过控制

19、蛋白质结构直接控制生物的性状，D正确。,考点二基因对性状的控制【核心知识突破】1.中心法则的内容与发展：(1)总表达式：,DNA的复制；_；翻译；_；逆转录。,转录,RNA的复制,(2)写出下列各类生物遗传信息的传递过程(中心法则)：,2.基因控制生物体性状的方式：(1)直接控制途径：基因_生物体性状。(2)间接控制途径：基因_生物体性状。,蛋白质结构,酶的合成,细胞代谢,3.基因与性状的对应关系：(1)一般而言，一个基因决定一种_。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同的基因有关。,性状,(3)有时一个基因可影响_性状，如基因1可影响B和C的性状。(

20、4)生物体的性状是基因和_共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。,多种,环境,【微点警示】关于中心法则的三点说明(1)中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。(2)遗传信息的流动均以碱基互补配对原则为基础。(3)高度分化的细胞中失去DNA复制途径。,【秒判正误】1.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中。()分析：DNA或RNA的核苷酸排列顺序代表生物的遗传信息。,2.核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。()分析：由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。,3.成熟叶肉细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺

21、乳动物成熟的红细胞无信息传递。()分析：成熟叶肉细胞高度分化不能分裂，不能进行DNA复制；哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，故无信息传递。,4.逆转录酶催化的是RNADNA。()分析：逆转录酶催化的是以RNA为模板生成DNA的过程。5.细胞内的复制和转录过程碱基互补配对方式完全相同。()分析：不完全相同。复制过程是G-C，C-G，A-T，T-A；转录过程是G-C，C-G，A-U，T-A。,【命题案例研析】【典例】(2016海南高考)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y

22、抑制该病毒增殖的机制是(),A.抑制该病毒RNA的转录过程B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的反(逆)转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程,【审答技巧】(1)审题关键：抓住关键词“物质Y与脱氧核苷酸结构相似”“不抑制宿主细胞的增殖”。(2)满分答题：把握知识的内在联系，并结合题干信息进行推理、判断，根据题意可推断物质Y抑制的是逆转录过程。,【解析】选C。根据题干信息可推测“某种RNA病毒”应为逆转录病毒，以RNA为模板通过反(逆)转录形成DNA，所需要的原料为脱氧核苷酸，再结合“物质Y与脱氧核苷酸结构相似”推测，物质Y有可能代替脱氧核苷酸参与反(逆)转录过程，从而抑制该病

23、毒的增殖。,【核心素养新命题】科学思维分析与综合(1)RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质经过哪种转变后整合到真核宿主的基因组中？提示：逆转录。,(2)在该病毒的增殖过程中，其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？提示：其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供。,【方法规律】中心法则各生理过程确认的三大依据,【考点题组诊断】角度一对中心法则的理解1.(2015重庆高考)结合下图分析，下列叙述错误的是(),A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两

24、条单链,【解析】选D。本题考查遗传的物质基础和遗传信息的表达。A项，生物的遗传物质是DNA或RNA，即遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，故该叙述正确。B项，因为密码子的简并性，转录形成的mRNA碱基序列不同，最终翻译出的蛋白质可能相同，故该叙述正确。C项，蛋白质是生命活动的主要承担者，即生物的表现型是通过蛋白质体现的，故该叙述正确。D项，遗,传信息是由碱基序列决定的，DNA上基因两条链的碱基互补配对，含遗传信息不同，故该叙述错误。,2.(2019湖南联考)如图表示中心法则中部分遗传信息的流动方向示意图，有关说法正确的是()世纪金榜导学号,A.图甲过程、一般发生于烟草花叶病毒的体内B.

25、图甲过程不可能同时发生于同一个细胞内C.图乙过程只发生在可增殖的细胞，复制起点A先于B复制D.图乙、图丙过程均可能发生在真核细胞内，均具有双向复制的特点,【解析】选D。分析题图可知，图甲中，表示逆转录，表示转录，表示合成DNA双链，表示翻译，表示转录。图乙表示DNA复制的多起点复制；图丙表示环状DNA的复制。烟草花叶病毒属于RNA病毒，该病毒不发生逆转录，A错误；RNA病毒侵入细胞并将自身RNA注入宿主细胞后，在宿主细胞内进行自身RNA和蛋白质合成的过程，可同时发生于宿主细胞内，,B错误；根据环的大小可以判断出B先于A，C错误；图乙、图丙过程均可能发生在真核细胞内，均具有双向复制的特点，D正确

26、。,角度二基因对性状的控制3.人类红细胞ABO血型的基因表达及血型的形成过程如图所示，血型由复等位基因IA、IB、i决定。下列叙述正确的是世纪金榜导学号(),A.H基因正常表达时，一种血型对应一种基因型B.若IA基因缺失一个碱基对，表达形成的多肽链就会发生一个氨基酸的改变C.H基因正常表达时，IA基因以任一条链为模板转录和翻译产生A酶，表现为A型D.H酶缺乏者(罕见的O型)生育了一个AB型的子代，说明子代H基因表达形成了H酶,【解析】选D。H基因正常表达时，如O型血基因型可能为HHii、Hhii，A项错误；若IA基因缺失的一个碱基对位于基因的首端或中间某部位，则表达形成的多肽链就会发生全部氨基

27、酸或缺失部位以后所有的氨基酸的改变，B项错误；H基因正常表达时，IA基因以任一条链为模板转录和翻译产生A酶，基因型可能为H_IAI-，但HhIAIB为AB型，C项错误；AB型子代的基因型可能为H_IAIB，说明H基因正常表达并产生了H酶，D项正确。,4.(教材素材新命题必修2P71拓展题)形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关。科学家将只有其中一个因突变而导致红眼不能形成的位于X染色体上的基因称为红眼基因。下列相关叙述正确的是(),A.与红眼形成相关的基因在X染色体上呈线性排列B.红眼基因突变则一定导致红眼性状消失

28、C.红眼基因在细胞内进行选择性表达D.该实例说明基因通过控制蛋白质的结构控制生物性状,【解析】选C。读题可知，红眼基因在X染色体上，并不能判断其他与红眼形成有关的基因也在X染色体上，A错误；红眼基因突变并不一定导致蛋白质结构的改变，B错误；红眼基因在细胞内进行选择性表达，C正确；该实例说明基因通过控制酶的合成控制生物性状。,【加固训练】1.(2017海南高考)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是()A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定,C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和D.生物体中，一个基因决定一种性

29、状，一种性状由一个基因决定,【解析】选B。细胞中染色体的数目和DNA的数目之比为11或者12，A项错误；有丝分裂过程，DNA复制后平均分配到子细胞，有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，基因与基因之间有无遗传效应的DNA片段，因此细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C项错误；生物体中，基因与性状之间不一定,是一对一的关系，一种性状可能由多个基因决定，D项错误。,2.(2015安徽高考)Q噬菌体的遗传物质(QRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然

30、后利用该复制酶复制QRNA。下列叙述正确的是(),A.QRNA的复制需经历一个逆转录过程B.QRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C.一条QRNA模板只能翻译出一条肽链D.QRNA复制后，复制酶基因才能进行表达,【解题指南】(1)题干关键信息：“一条单链RNA”“QRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白”“然后利用该复制酶复制QRNA”。(2)图示信息：噬菌体的遗传物质QRNA作为模板的翻译过程。,【解析】选B。本题主要考查中心法则的有关知识。QRNA复制的产物为RNA，而逆转录的产物为DNA，故A项错误；QRNA的复制要遵循碱基互补配对原则，以QRNA为模板，产物RNA与模板之间会形成双链RNA，故B项正确；题图中一条QRNA作为模板翻译出了成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶三种蛋白质，每个蛋白质至少是由一条肽链形成的，故C项错误；由题,干信息“当噬菌体侵染大肠杆菌后”“QRNA立即作为模板翻译出RNA复制酶，然后复制QRNA”可知，复制酶基因表达在先，QRNA复制在后，故D项错误。,答案速填：1DNA分子的一条链24种核糖核苷酸3RNA聚合酶43种RNA5mRNA6氨基酸7多肽链,