（课标通用）山东省高考生物总复习 第18讲 基因的表达课件-人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第1818讲讲 基因的表达基因的表达考纲导学山东省生物课程实施指导意见要求核心素养解读命题趋势备考指南(1)概述遗传信息的转录和翻译。(2)举例说明基因与性状的关系。(1)通过构建中心法则的模型,掌握遗传信息的传递,能够从分子水平阐述基因指导蛋白质的合成过程。(2)基因控制生物的性状是通过基因的表达来实现的。生物的性状是由基因和环境共同作用的结果。题型内容:转录与翻译的比较,中心法则考查形式:多结合中心法则考查(1)模型辅助法深刻理解中心法则(2)表格比较法理解复制、转录和翻译的不同考点一 遗传信息的转录和翻译考点二 中心法则及基因与性状的关系总总纲纲目目录录真题再现 模拟预测考点一遗传信息

2、的转录和翻译考点一遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构与功能的结构与功能2.遗传信息的转录遗传信息的转录(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)转录过程(如图)3.遗传信息的翻译遗传信息的翻译(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)密码子概念:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每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61种,终止密码子有3种。密码子与反密码子的比较项目密码子反密码子位置mRNAtRNA作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子,转运氨基酸特点与D

3、NA模板链上的碱基互补与mRNA中密码子的碱基互补(3)翻译过程(如图)(4)产物:多肽蛋白质。1.rRNA是核糖体的组成成分,原核细胞中可由核仁参与合成()2.tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键()3.有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率()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.在翻译过程中,tRNA分子的OH端与相应的氨基酸结合()6.一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对()7.mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子()8.蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子较多,转录成的mRNA分子也较多

4、()9.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率()10.DNA复制和转录时,其模板都是DNA的一整条链()据图分析下列问题:(1)两图显示的生理过程是转录和翻译,二者的差异在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异,即转录在细胞核,时间在前;翻译在核糖体,时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。(2)大肠杆菌可进行上述的图2过程,判断依据是大肠杆菌为原核生物,其转录与翻译是同时进行的,只能进行图2过程不能进行图1过程(图1在细胞核中转录,在细胞质中翻译)。(3)两图中af分别表示的物质或结构是mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。1.DNA复制、转录和翻译

5、的区别复制、转录和翻译的区别2.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种);不同生物共用一套遗传密码。一种密码子只能决定一种氨基酸。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。考向一考查转录和翻译的过程1.(2018山东莱芜期中)如图表示细胞内基因表达过程,下列有关叙述不正确的是(D)A.过程表示转录,该过程的模板是甲中的a链B.过程表示翻译,需要的原料是氨基酸C

6、.若甲的a链中(G+T)/(A+C)=2/3,则b链中(G+T)/(A+C)=3/2D.过程需要RNA聚合酶催化解析解析分析题图解可知,图中过程表示遗传信息的转录过程,过程表示翻译,RNA聚合酶催化转录过程,不催化翻译过程,D错误。2.如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析,下列叙述中不正确的是(A)A.两种表达过程均主要由线粒体提供能量,由细胞质提供原料B.甲细胞没有核膜围成的细胞核,所以转录、翻译同时发生在同一空间内C.乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质D.甲、乙细胞均需要RNA聚合酶解析解析从题图中可以看出,甲细胞是原核细胞,乙细胞是真核细胞,则甲细胞不含

7、线粒体,故A错误。归纳拓展归纳拓展用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图考向二考查遗传信息、密码子、反密码子的对应关系3.下列关于密码子、tRNA和氨基酸的关系,说法正确的是(D)A.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸B.密码子的简并性是指每种氨基酸都有多种密码子C.tRNA分子内部均不存在氢键D.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸解析解析mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子,其中终止密码子不编码氨基酸,A错误;密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,B错误;tRNA分子中存在局部双链结构,因此其内部存在氢键,C错误;tRNA具有专一性,即

8、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,D正确。4.如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法中正确的是(D)A.由图分析可知链应为DNA的链B.DNA形成的过程发生的场所是细胞核C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG,CUAD.图中与配对的过程需要在核糖体上进行解析解析根据碱基互补配对原则,应是链,A错误;蓝藻属于原核生物,没有核膜包被的细胞核,完成DNA形成的过程的场所是拟核,B错误;tRNA一端的三个相邻的碱基是反密码子,密码子在mRNA上,C错误;图中到的过程是翻译,需要在核糖体上进行,D正确。考向三考查基因表达过程中的相关计算5.已知一个由2条肽链组成的蛋白

9、质分子,共有肽键198个,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%,则控制转录该mRNA的DNA分子中,C与G应该共有(D)A.600个B.700个C.800个D.900个解析解析根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个,可知该蛋白质由200个氨基酸组成,则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基,转录该mRNA的DNA分子至少含有1200个碱基。mRNA中A和U共占25%,可知A+U=150个,则转录形成该mRNA的DNA模板链上T+A=150个,DNA分子中非模板链上A+T=150个,整个DNA分子中A+T=300个,则该DNA分子中C+G=1200-300=90

10、0个。6.一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数最少、合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是(D)A.m、m/3-1B.m、m/3-2C.2(m-n)、m/3-1D.2(m-n)、m/3-2解析解析模板DNA分子的A+T数是mRNA中A+U数的2倍,即2(m-n)个,合成蛋白质时脱去的水分子数为氨基酸数-肽链数,氨基酸数是mR-NA中碱基的1/3,即为m/3-2,D项正确,A、B、C三项均错误。类题通法类题通法1.理顺相关数量关系DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数=631。2.关注计算中“最多”和“最少”问题(1)mRNA上

11、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的氨基酸的数目关系: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mRNA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。考点二中心法则及基因与性状的关系考点二中心法则及基因与性状的关系1.中心法则中心法则(1)提出者:克里克。(2)补充后的内容图解(3)不同类型生物遗传信息的传递以DNA为遗传物质的

12、生物遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)高度分化的细胞(4)联系中心法则与基因表达的关系2.基因控制性状的途径基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因蛋白质的结构生物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因酶的合成代谢过程生物体的性状(完善实例分析如下)白化病致病机理图解豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解3.基因与性状的关系整合基因与性状的关系整合(1)一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)(2)一个基因多种性状(如基因间相互作用)(3)多个基因一种性状(如身高、体重等)图解如下

13、此外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。注:若涉及的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。1.由逆转录酶催化的是RNADNA()2.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成()3.中心法则没有体现遗传信息的表达功能()4.HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为:()5.豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状()6.生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同,表现型可能不同

14、;基因型不同,表现型可能相同()7.基因与性状之间是一一对应关系()8.两个个体的身高相同,二者的基因型可能相同,也可能不同()下图为生物体内遗传信息的传递和表达的过程,据图分析下列问题:(1)在人体细胞中发生的过程是。(2)遵循碱基互补配对的过程是。(3)和过程,碱基配对方式不完全(完全/不完全)相同,中碱基配对方式有GC,CG,;中碱基配对方式有AT,TA。(4)HIV可发生的过程是,其宿主细胞是T淋巴细胞,其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体,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。(5)中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。考向一依托中心法则图示,考查遗传信

15、息的流动1.(2018福建师大附中期末)下图是4种遗传信息的流动过程,对应的叙述不正确的是(A)A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向B.乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向C.丙可表示DNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D.丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向解析解析甲表示DNA的复制以及经过转录、翻译合成胰岛素,但胰岛细胞高度分化,DNA不能复制,只进行转录、翻译,A项错误。2.(2018湖北华师大附中期末)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。相关叙述不正确的是(D)A.过程均遵循碱基互补配对原则

16、B.艾滋病病毒侵染宿主细胞后会进行过程C.在硝化细菌体内和过程可同时进行D.在菠菜叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中均可进行过程解析解析菠菜叶肉细胞已经高度分化,不再进行DNA的复制,D错误。类题通法类题通法中心法则各生理过程确认的三大依据考向二考查基因与生物性状的关系3.(2018山东无棣一中检测)如图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知(B)A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中B.图中过程需RNA聚合酶的参与,过程需tRNA的协助C.过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同D.过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状解析解析同一个个体的细胞是受精卵经过有

17、丝分裂产生的,细胞核基因相同,因此基因1和基因2一般会出现在人体内的同一个细胞中;图中是转录过程,需要RNA聚合酶,过程是翻译过程,需要tRNA作为运载工具运输氨基酸到核糖体上;过程结果存在差异的根本原因是基因突变,直接原因是血红蛋白的结构不同;图中是基因通过控制酶的合成来控制生物体性状的途径,基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。4.(2018福建龙岩质检)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(D)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

18、变C.H基因正常表达时,IA基因以任一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酶解析解析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基因通过转录和翻译产生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。1.(2018课标,2,6分)生物体内的DN

19、A常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B)A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶真题再现真题再现 模拟预测模拟预测解析解析真、原核细胞DNA复制时,与DNA结合的蛋白质可能是解旋酶和DNA聚合酶,故真核细胞的染色体、染色质和原核细胞的拟核中均可能含有DNA-蛋白质复合物,A正确,B错误;若复合物中的某蛋白质参与DNA复制,则该蛋白质可能是解旋酶或DNA聚

20、合酶,C正确;RNA聚合酶催化转录过程,若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶,D正确。2.(2017课标,1,6分)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是(C)A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补解析解析根据中心法则,正常真核细胞中的tRNA、rRNA和mRNA都以DNA的某一条链为模板转录而来,A正确;不同RNA形成过程中所用的DNA模板链可能是不同的,所以两种RNA的合成可以同时进行,互不干扰,B正确;真核细胞中的线粒体

21、和叶绿体为半自主性细胞器,线粒体DNA与叶绿体DNA在基因表达过程中也会合成RNA,C错误;转录产生RNA的过程遵循碱基互补配对原则,因此转录出的RNA链可以与模板链的相应区域碱基互补,D正确。3.(2018江苏单科,27,8分)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。下图表示细胞中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的合成都以四种核糖核苷酸为原料,催化该反应的酶是RNA聚合酶。(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mRNA(信使RNA),此过程中还需要的RNA有tRNA和

22、rRNA(转运RNA和核糖体RNA)。(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内染色质(图示)中的DNA结合,有的能穿过核孔(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,调控造血干细胞的分化,增加血液中单核细胞、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增强人体的免疫抵御能力。解析解析(1)合成RNA的原料是四种核糖核苷酸。催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)翻译过程需要的RNA有mRNA、rRNA和tRNA,其中mRNA是指导肽链合成的模板,tRNA识别并转运特

23、定的氨基酸,rRNA参与组成核糖体。(3)图中细胞核中合成的lncRNA有两种去向,一种是与核内染色质结合,另一种是通过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合。(4)造血干细胞核内产生的lncRNA与相应DNA片段结合后,可以调控相关基因的表达,使造血干细胞分裂分化形成单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞。吞噬细胞数量的增加可以增强人体的免疫抵御能力。4.(2018安徽皖南八校三模)下图表示某哺乳动物体细胞内合成某种分泌蛋白的过程,其中表示相关过程。请据图回答下列问题:(1)图中,过程所需酶催化反应的底物是核糖核苷酸;过程可发生在有丝分裂的所有(或各)时期;过程进行的场所有内质网和高尔基体(填细胞器

24、)。(2)一个mRNA上结合多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是在短时间内能合成较多肽链(少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质)。(3)拟构建过程模板的物理模型,若仅用订书钉将五碳糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含12对碱基(C有5个)的片段,那么使用的订书钉个数为99个。解析解析(1)过程表示转录,原料是核糖核苷酸,产物是RNA,过程所需酶催化反应的底物是核糖核苷酸。过程表示翻译,翻译可发生在有丝分裂的所有(或各)时期。过程表示多肽链经过加工形成分泌蛋白,该过程需要内质网和高尔基体参与。(2)多聚核糖体形成的意义在于可以在短时间内合成较多肽链(或少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质)。(3)转录的模板是DNA,构建DNA分子物理模型时,脱氧核糖、磷酸和碱基之间需2个订书钉连接,每条脱氧核苷酸链上的12个脱氧核苷酸之间需11个订书钉连接,两条链间的5个GC碱基对需要35=15(个)订书钉连接,两条链间的7个AT碱基对需要27=14(个)订书钉连接,故构建该DNA片段共需订书钉数量为224+211+15+14=99。