生物第4章 基因的表达 第1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制 必修2.ppt

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1、第4章基因的表达考纲导读考纲内容能力要求命题分析1.遗传信息的转录和翻译2.基因与性状的关系1.本部分内容新课标卷主要以选择题的形式考查，内容包括转录、翻译的概念，反应的过程、条件和场所，以及对密码子概念和密码子简并性的理解。2017年考查了转录及基因与性状的关系等内容。2.命题趋势：以选择题或非选择题的形式出现，选择题主要考查基本概念，非选择题主要考查中心法则、基因表达等相关内容。第1、2节基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制C、H、O、N、P核糖细胞核一、RNA 的结构和种类细胞质氨基酸核糖体二、遗传信息的转录与翻译DNA核糖核苷酸RNA聚合酶核糖体mRNAtRNA三、基因、蛋白质与性状

2、的关系1基因对性状的间接控制(1)机理：基因通过控制_来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。酶的合成酪氨酸酶(2)实例：白化病是由控制_的基因异常引起的。2基因对性状的直接控制蛋白质的结构(1)机理：基因通过控制_直接控制生物体的性状。(2)实例：囊性纤维病是由编码一个跨膜蛋白(CFTR 蛋白)的基因缺失 3 个碱基引起的。线性基因基因产物环境3基因与性状的关系(1)基因与性状不是简单的_关系。(2)基因与_、基因与_、基因与_之间存在着复杂的相互作用。判断正误1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。()2一个含 n 个碱基的 DNA 分子，转录的 mRNA 分子的

3、碱基数是 n/2 个。()3一种 tRNA 可以携带多种氨基酸。()4反密码子是位于 mRNA 上相邻的 3 个碱基。()5转录和翻译都可在细胞核中发生。()答案：1.2.3.4.5.项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质模板亲代 DNA 的两条链DNA 的一条链mRNA原料4 种游离的脱氧核苷酸4 种游离的核糖核苷酸20 种氨基酸模板去向子代 DNA 分子中DNA 链重新聚合降解成核糖核苷酸考点一基因指导蛋白质的合成考点梳理1DNA 复制、转录和翻译的比较项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制转录翻译产物完全相同的两个 DNA 分子RNA蛋白质(多肽)碱

4、基配对AT、TA、CG、GCAU、TA、CG、GCAU、UA、CG、GC特点半保留复制边解旋边复制多起点复制边解旋边转录，DNA 双链全保留一条 mRNA 上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链信息传递DNADNADNARNAmRNA蛋白质（续表）2.遗传信息、密码子与反密码子的关系3氨基酸、密码子和反密码子的对应关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子，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(终止密码子无对应的氨基酸)，且一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。(3)基因、密码子和反密码子的对应关系：比较内容数目基因中能编码氨基酸的碱基数6mmRNA 上的碱基数3m

5、密码子数m参与转运氨基酸的 tRNA 数无法确定蛋白质中的氨基酸数m蛋白质中的肽链数n蛋白质中的肽键数mn缩合失去的水分子数mn4.基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系说明：上述数量关系是在只考虑编码氨基酸的碱基序列的前提下提出的。转录、翻译过程的注意点(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA 携带遗传信息，3 种RNA 都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA 并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是AT，而是AU。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA 上的碱基对数还是个数，

6、是mRNA 上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。(5)翻译起点：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)即停止。(6)一个mRNA 分子可相继与多个核糖体结合，同时进行多条相同的肽链的合成。(7)复制和转录发生在DNA 存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等。高考探究考向1复制、转录和翻译的过程典例1(2016 年海南卷)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 抑制该病毒增殖的机制

7、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 病毒的反转录过程D抑制该病毒 RNA 的自我复制过程解析RNA 病 毒的遗传 物质需要经 逆转录 合成 相应 的DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y 物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。答案C考向2基因表达中碱基配对方式及相关计算典例2(2014 年江苏卷)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是()A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B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CDNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位

8、点分别在 DNA 和RNA 上D在细胞周期中，mRNA 的种类和含量均不断发生变化解析不具遗传效应的 DNA 片段不转录，不会形成 mRNA，所以 mRNA 分子的碱基数小于 n/2 个。转录是指以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成 RNA 的过程。RNA聚合酶的结合位点也在 DNA 上。在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA 的种类和含量均不断发生变化。答案D“三步法”解答关于基因传递和表达中的计算题第一步：作图。通常只需画出下图甲，但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。上述图甲代表的是一个DNA 分子，、代表它的两条脱氧核苷酸链；图乙代表的是以该DNA 分子的链为模板

9、转录出的一个RNA 分子。上述图甲中的A、G、C、T 代表4 种脱氧核苷酸(或碱基)，x、y、z、w 代表数量；图乙中的U、C、A、G 代表4 种核糖核苷酸(或碱基)，x、y、z、w 代表数量。第二步：转换。即根据第一步做出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。第三步：计算。即根据题干的要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。考向3翻译过程异常或差错问题典例3(2016 年江苏卷改编)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子 CGG 改)变为酵母偏爱的密码子 AGA，由此不可能发生的变化有(A植酸酶氨基酸序列改变B植酸酶 mRNA 序列改变C编码植酸酶的

10、 DNA 热稳定性降低D配对的反密码子为 UCU解析改变后的密码子仍然对应精氨酸，氨基酸的种类和序列没有改变，A 错误；由于密码子改变了，植酸酶 mRNA 序列改变，B 正确；由于密码子改变后 C 和 G 比例下降，DNA热稳定性降低，C 正确；反密码子与密码子互补配对，为 UCU，D 正确。答案A考向预测1(2017 年新课标卷)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是()AtRNA、rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来B同一细胞中两种 RNA 和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：根据中心法则，RNA

11、 都是以 DNA 一条链为模板转录而来，A 正确；不同 RNA 形成过程中所用的的模板 DNA 是不同的片段，所以两种 RNA 的合成可以同时进行，互不干扰，B 正确；真核细胞的线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，其中也会发生 RNA 的合成，C 错误；转录产生 RNA 的过程是遵循碱基互补配对原则的，因此产生的 RNA 链可以与模板链互补，D 正确。答案：C2已知一个蛋白质分子由 3 条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有 297 个，翻译成这个蛋白质分子的 mRNA中的 A 和 G 共 400 个，则转录成 mRNA 的 DNA 分子中 C 和 T的最少个数及翻译成蛋白质的过程中共需要

12、tRNA 的个数分别是()A1800 个、300 个B900 个、900 个C900 个、300 个D900 个、无法确定解析：该蛋白质由 3 条肽链组成，共 297 个肽键，可知该蛋白质由 300 个氨基酸组成。则该 mRNA 中的碱基个数至少有3003900(个)。画出如下转录图解：由图解可知：转录成 mRNA 的 DNA 分子中 C 和 T 最少应有 900 个；但由于一个 tRNA 可以重复运载多个氨基酸，所以tRNA 的数目无法确定。答案：D3(2017 年辽宁锦州质检)下列关于转录与翻译的叙述，正确的是()ARNA 聚合酶可催化两个氨基酸之间形成肽键B由于密码子的简并性，每种氨基酸

13、都由多个密码子决定C转录过程中有氢键的形成，翻译过程中无氢键的形成D转录可发生在叶绿体内，翻译需要多种 RNA 参与解析：在 DNA 转录时需要 RNA 聚合酶进行解旋和催化两个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，A 错误；由于密码子的简并性，所以一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定，B 错误；转录是形成单链 mRNA，翻译是形成多肽链，都没有氢键形成，C 错误；叶绿体中含有少量的 DNA，也能控制某些蛋白质的合成，所以存在转录和翻译过程，翻译过程需要 mRNA、tRNA和核糖体参与，核糖体的主要成分是 rRNA 与蛋白质，D 正确。答案：D4(2017 年河北廊坊质检)如图表示生物体内三个重要的生

14、理活动。据所学知识结合图形可得出的正确结论是()甲乙丙A甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是转录、翻译和复制B在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是 a 和 d，b 和 cC起始密码子和终止密码子都位于 f 链上D丙图所示的生理过程是从分子 1 链的 B 端开始的解析：甲图表示 DNA 分子复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程，A 错误；根据碱基互补配对原则可知，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是 a 和 c、b 和 d，B 错误；起始密码子和终止密码子位于 mRNA 上，乙图中 f 链表示 mRNA，C 正确；由于多肽链 n 比 m 长，所以翻译是从分子 1 链的 A 端开始的，D

15、 错误。答案：C5(2017 年海南卷)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是()A每种氨基酸都至少有两种相应的密码子BHIV 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 链可转录出两条相同的 RNA解析：一种氨基酸对应有一种至多种密码子，A 错误；HIV的遗传物质为单链 RNA，可以逆转录生成 DNA，B 正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成 RNA 和翻译合成蛋白质，C 错误；一个基因的两条 DNA 链可转录出两条互补的 RNA，但转录是以 DNA 的一条链为模板的，D 错误。答案：B6某生物基因表达过程如下图所示。下列

16、叙述与该图相符的是()A在 RNA 聚合酶作用下 DNA 双螺旋解开BDNA-RNA 杂交区域中 A 应与 T 配对CmRNA 翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中解析：在进行转录时，RNA 聚合酶与 DNA 分子的某一启动部位相结合，使 DNA 片段的双螺旋解开；图示 DNA 上的碱基 A 应与 RNA 上的碱基 U 配对；图示中一个 mRNA 分子上有两个核糖体同时进行两条多肽链的合成；由图可知，该细胞的转录和翻译是同时进行的，这种情况只能发生在原核细胞内。答案：A7下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答下列问题：(1)图中涉及的遗传信息传递方向为：_(以流程图的形式

17、表示)。(2)mRNA 是以图中的为模板，在_的催化作用下，以 4 种游离的_为原料，依次连接形成的。(3)能特异性识别 mRNA 上密码子的分子是_，它所携带的小分子有机物可用于合成图中 _。(4)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：基因中一个 GC 对被 AT 对替换，导致由此转录形成的 mRNA 上_个密码子发生改变，经翻译形成的中_发生相应改变。解析：该生物体出现了新的性状，可以确定是蛋白质发生了改变，由此要联想到其基本组成单位氨基酸的数目、种类和排列顺序发生变化，结合本题中提供的有一个碱基对发生了改变，故应是组成蛋白质的氨基酸的种类或数目发生了改变。转录 翻

18、译答案：(1)DNAmRNA 蛋白质(2)RNA 聚合酶核糖核苷酸(3)tRNA多肽(肽链)(4)1 氨基酸的种类或数目考点二中心法则考点梳理1中心法则与生物种类的关系(1)噬菌体等 DNA 病毒的中心法则(2)烟草花叶病毒等 RNA 病毒的中心法则(3)HIV 等含逆转录酶的 RNA 病毒的中心法则机理：基因蛋白质结构生物体性状。机理：基因酶的合成细胞代谢生物性(4)细胞生物(原核细胞、真核细胞)的中心法则2基因控制性状的方式(1)直接方式控制 控制实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。(2)间接方式控制 控制 控制状。实例：白化病、豌豆的圆粒和皱粒。3基因与性状的关系(1)一般而言，一个基因

19、决定一种性状。(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 多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如下图中基因 1 可影响 B 性状和 C 性状。高考探究考向中心法则典例4(2015 年重庆卷)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条单链解析核苷酸的排列顺序代表着遗传信息，A 项正确；由于密码子的简并性等原因，不同的核苷酸序列可表达出相同的蛋白质，B 项正确；基因通过控制蛋白质的合成来

20、控制生物的性状，因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C 项正确；构成基因的两条链是互补的，其碱基排列顺序不同，D 项错误。答案D中心法则各生理过程确认的三大依据考向预测8(2017 年湖南涟源月考)下列关于生物的遗传物质和中心法则的说法，正确的是()A所有生物的遗传物质都是核酸；全部原核生物的遗传物质是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNABDNA 和 RNA 彻底水解共有 12 种组成成分C转录时，mRNA 从 DNA 脱落是因为遇到了终止密码D真核生物基因中，每相邻三个碱基构成一个密码子解析：核酸是遗传信息的携带者，所有生物的遗传物质都是核酸，全部原核生物和真核生物的细胞中

21、，既有 DNA，又有RNA，因此原核生物和真核生物的遗传物质都是 DNA，病毒只含有一种核酸，因此病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA，A 正确；DNA 彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和 A、T、C、G 四种碱基，RNA 彻底水解的产物是磷酸、核糖和 A、U、C、G 四种碱基，即 DNA 和 RNA 彻底水解共有 8 种组成成分，B 错误；基因首端的启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA，基因尾端的终止子起到终止转录的作用。所以转录时，mRNA 从 DNA 脱落是因为遇到了终止子，C 错误；真核生物的 mRNA 中，决定氨基酸的三个相邻的碱基构成一个密码子，D 错误。答案：A9下图为某 RNA 病毒侵入宿主细胞后的增殖过程。下列说法不正确的是()A过程需要逆转录酶B过程所需原料相同C该病毒的 RNA 不能直接作为翻译的模板D过程都遵循中心法则解析：图示信息表明该 RNA 病毒能以RNA 为模板合成mRNA，然后再以mRNA 为模板翻译蛋白质，整个过程并未涉及“逆转录”。答案：A