高考生物一輪復(fù)習(xí) 23 基因的表達(dá)課件 新人教版必修2.ppt

第3課時(shí)基因的表達(dá)課前落實(shí)知識(shí)點(diǎn)一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1 rna的結(jié)構(gòu)與分類 1 基本單位 2 結(jié)構(gòu) 一般是 比dna短 有的存在局部堿基配對(duì)現(xiàn)象 從而具有局部雙鏈和局部環(huán)狀結(jié)構(gòu) 3 分布 在 內(nèi)合成 通過 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) 4 分類 mrna 將遺傳信息從 傳遞到細(xì)胞質(zhì)中 trna 識(shí)別密碼子 rrna 的組成成分 2 轉(zhuǎn)錄 判一判 1 轉(zhuǎn)錄時(shí)rna聚合酶能識(shí)別dna中特定堿基序列 2 轉(zhuǎn)錄時(shí)dna的兩條鏈同時(shí)做模板 3 轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在細(xì)胞核中 知識(shí)點(diǎn)二遺傳信息的翻譯1 場(chǎng)所 2 運(yùn)載工具 3 模板 4 原料 5 過程 mrna進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與 結(jié)合 氨基酸按位點(diǎn)依次相連 讀取到 肽鏈合成結(jié)束 6 密碼子在mrna上決定1個(gè)氨基酸的 共有 種 2種起始密碼子決定氨基酸 不決定氨基酸 所以共有61種決定氨基酸的密碼子 7 trna三葉草形狀 其一端是攜帶 的部位 另一端有3個(gè)堿基可以與mrna上的 配對(duì) 稱為 共有61種 3 最初提出的內(nèi)容包括 轉(zhuǎn)錄和 補(bǔ)充完善的內(nèi)容為rna復(fù)制和 4 rna的自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在 病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過程中 且逆轉(zhuǎn)錄過程必須有 的參與 高等動(dòng)植物體內(nèi)只能發(fā)生另外三條途徑 知識(shí)點(diǎn)四基因 蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1 基因?qū)π誀畹目刂?連一連 規(guī)律 色素等非蛋白質(zhì)類物質(zhì)體現(xiàn)生物性狀都屬于間接控制途徑 2 基因與性狀的關(guān)系 教材解讀1 教材63頁圖4 4轉(zhuǎn)錄過程圖解 2 教材65頁學(xué)會(huì)使用密碼子表并關(guān)注特殊密碼子及與氨基酸的關(guān)系 3 教材62頁圖4 1 教材63頁圖4 3和教材66頁圖4 5 借圖識(shí)別不同rna及五碳糖 4 教材66頁圖4 6蛋白質(zhì)合成示意圖 5 教材67頁圖示及左邊小字部分 6 教材71頁 技能訓(xùn)練 7 經(jīng)典好題 教材67頁中二拓展題 教材77頁一中識(shí)圖作答題和教材78頁四中1題 自我校對(duì)知識(shí)點(diǎn)一1 1 磷酸核糖含氮堿基 2 單鏈 3 細(xì)胞核核孔 4 細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸核糖體2 1 2 3 知識(shí)點(diǎn)二1 細(xì)胞質(zhì)2 trna3 mrna4 20種氨基酸5 核糖體終止密碼子6 3個(gè)相鄰堿基643種終止密碼子7 氨基酸密碼子反密碼子 知識(shí)點(diǎn)三1 克里克2 3 dna復(fù)制翻譯逆轉(zhuǎn)錄4 rna逆轉(zhuǎn)錄酶知識(shí)點(diǎn)四1 b a b a b b b 2 聯(lián)系 3 轉(zhuǎn)錄 翻譯過程中基因中的堿基數(shù) mrna上的堿基數(shù)與多肽鏈中氨基酸數(shù)的關(guān)系基因中堿基數(shù) mrna堿基數(shù) 多肽鏈中氨基酸數(shù) 6 3 1 圖解如下 易錯(cuò)必明1 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄和翻譯與細(xì)胞分裂 分化的關(guān)系 1 dna復(fù)制發(fā)生于細(xì)胞分裂過程中 2 轉(zhuǎn)錄 翻譯發(fā)生于細(xì)胞分裂 分化過程中 2 氨基酸與密碼子 反密碼子的關(guān)系 1 每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子 密碼子簡(jiǎn)并性 可由一種或幾種trna轉(zhuǎn)運(yùn) 2 一種密碼子只能決定一種氨基酸 一種trna只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 3 密碼子有64種 3種終止密碼子 61種決定氨基酸的密碼子 反密碼子理論上有61種 4 由于基因中有的片段不轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄出的mrna中有終止密碼子等原因 所以基因中堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍多 5 從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈 多肽鏈往往還要在相應(yīng)的細(xì)胞器 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 內(nèi)加工 最后才形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和特定功能的蛋白質(zhì) 針對(duì)訓(xùn)練1 2012 新課標(biāo)全國 同一物種的兩類細(xì)胞各產(chǎn)生一種分泌蛋白 組成這兩種蛋白質(zhì)的各種氨基酸含量相同 但排列順序不同 其原因是參與這兩種蛋白質(zhì)合成的 a trna種類不同b mrna堿基序列不同c 核糖體成分不同d 同一密碼子所決定的氨基酸不同 答案b解析細(xì)胞合成蛋白質(zhì)過程中 決定氨基酸順序的是mrna堿基序列 任何蛋白質(zhì)的合成都需要運(yùn)載20中氨基酸的trna和核糖體 同一密碼子決定的氨基酸是相同的 本題考查基因的表達(dá)的有關(guān)知識(shí) 屬于對(duì)識(shí)記 理解層次的考查 2 2011 高考 關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述 錯(cuò)誤的是 a 轉(zhuǎn)錄時(shí)以核糖核苷酸為原料b 轉(zhuǎn)錄時(shí)rna聚合酶能識(shí)別dna中特定堿基序列c mrna在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)d 不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼的容錯(cuò)性 答案c解析轉(zhuǎn)錄是以dna的一條鏈為模板 以核糖核苷酸為原料合成rna的過程 a項(xiàng)正確 轉(zhuǎn)錄過程需要rna聚合酶的催化 rna聚合酶能首先識(shí)別并結(jié)合到啟動(dòng)子上 驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mrna b項(xiàng)正確 以mrna為模板翻譯合成蛋白質(zhì)時(shí)移動(dòng)的是核糖體 c項(xiàng)錯(cuò)誤 一個(gè)氨基酸可以有幾種不同的密碼子 這樣有時(shí)由于差錯(cuò)導(dǎo)致的密碼子改變卻不會(huì)改變氨基酸 從而保持生物性狀的相對(duì)穩(wěn)定 d項(xiàng)正確 考點(diǎn)二基因?qū)π誀畹目刂坪诵耐黄? 中心法則的理解與分析圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個(gè)過程 特別提醒 1 逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶 該酶在基因工程中常用于催化合成目的基因 2 中心法則的5個(gè)過程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 易錯(cuò)必明基因和性狀的關(guān)系 特別提醒 1 生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的 這里的 單基因 是指一對(duì)等位基因 并不是單個(gè)基因 2 基因控制生物體的性狀 但性狀形成的同時(shí)還受到環(huán)境的影響 針對(duì)訓(xùn)練3 2013 山東煙臺(tái)期末 關(guān)于下圖所示的過程 有關(guān)敘述正確的是 a 噬菌體進(jìn)行 過程 需將噬菌體放在含有四種游離的脫氧核糖核苷酸的溶液中b 正常的真核生物細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生 過程c 過程常見于rna病毒侵入細(xì)胞時(shí)d 細(xì)胞中 過程的發(fā)生都需要解旋酶的催化作用 答案b解析噬菌體不能單獨(dú)生活 必須寄生在宿主細(xì)胞內(nèi) 故不能單獨(dú)培養(yǎng)噬菌體 過程在正常的真核生物細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生 到目前為止 所有的生物體內(nèi)還沒有發(fā)現(xiàn) 過程 過程需要解旋酶的催化 過程不需要 4 2013 衡水中學(xué)摸底 白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遺傳病 前者不能由酪氨酸合成黑色素 后者不能將尿黑酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜?排出的尿液因含有尿黑酸 遇空氣后氧化變黑 下圖表示人體內(nèi)與之相關(guān)的一系列生化過程 據(jù)圖分析下列敘述不正確的是 a 并非人體所有的細(xì)胞都含有酶bb 控制酶d合成的基因發(fā)生突變會(huì)導(dǎo)致黑尿病c 白化病和黑尿病的發(fā)生說明基因是通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物性狀的d 圖中代謝過程可說明一個(gè)基因可影響多個(gè)性狀 一個(gè)性狀也可受多個(gè)基因控制 答案c解析白化病和黑尿病說明基因是通過控制酶的合成來控制代謝 進(jìn)而控制生物性狀的 方法技能方法技能 基因控制蛋白質(zhì)合成遺傳信息 密碼子和反密碼子 1 遺傳信息 密碼子 遺傳密碼 反密碼子的區(qū)分 2 dna上遺傳信息 密碼子 反密碼子的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示 特別提醒 1 一個(gè)核糖體與mrna的結(jié)合部位形成2個(gè)trna結(jié)合位點(diǎn) 2 翻譯起點(diǎn) 起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸 翻譯終點(diǎn) 終止密碼子 不決定氨基酸 決定翻譯停止 3 翻譯進(jìn)程 核糖體沿著mrna移動(dòng) 讀取下一個(gè)密碼子 而mrna不移動(dòng) 典例1 鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余fe3 的蛋白 鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的fe3 鐵調(diào)節(jié)蛋白 鐵應(yīng)答元件等有關(guān) 鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mrna起始密碼上游的特異性序列 能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合 阻遏鐵蛋白的合成 當(dāng)fe3 濃度高時(shí) 鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合fe3 而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力 核糖體能與鐵蛋白mrna一端結(jié)合 沿mrna移動(dòng) 遇到起始密碼后開始翻譯 如下圖所示 回答下列問題 1 圖中甘氨酸的密碼子是 鐵蛋白基因中決定 的模板鏈堿基序列為 2 fe3 濃度低時(shí) 鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了 從而抑制了翻譯的起始 fe3 濃度高時(shí) 鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合fe3 而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力 鐵蛋白mrna能夠翻譯 這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免 對(duì)細(xì)胞的毒性影響 又可以減少 3 若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成 指導(dǎo)其合成的mrna的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n 主要原因是 4 若要改造鐵蛋白分子 將圖中色氨酸變成亮氨酸 密碼子為uua uug cuu cuc cua cug 可以通過改變dna模板鏈上的一個(gè)堿基來實(shí)現(xiàn) 即由 課堂筆記 解析 本題考查了遺傳信息的傳遞過程 識(shí)圖能力以及從新情景中獲取信息分析問題 解決問題的能力 1 根據(jù)攜帶甘氨酸的trna的反密碼子cca可以判斷甘氨酸的密碼子為ggu s290a對(duì)應(yīng)的密碼子為 ggugacugg 判斷模板鏈堿基序列為 ccactgacc 2 當(dāng)fe3 濃度較低時(shí) 鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合 使蛋白質(zhì)的翻譯缺少起始代碼 從而阻止核糖體在mrna上移動(dòng) 遏制鐵蛋白的合成 由于fe3 具有很強(qiáng)的氧化性 因此這種機(jī)制既能減小其毒性 又能在其含量較低時(shí)減少鐵蛋白的合成從而減少細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能源的浪費(fèi) 3 mrna并不是所有序列都參與蛋白質(zhì)的翻譯 有一部分是不具有遺傳效應(yīng)的 4 色氨酸密碼子為ugg 對(duì)應(yīng)模板鏈堿基序列為acc 當(dāng)?shù)诙€(gè)堿基c a時(shí) 此序列對(duì)應(yīng)的密碼子變?yōu)閡ug 恰為亮氨酸密碼子 答案 1 ggu ccagtcacc ccactgacc 2 核糖體與mrna的結(jié)合與移動(dòng)fe3 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi) 3 mrna兩端存在不翻譯的序列 4 c a 易錯(cuò)警示 對(duì)mrna與核糖體數(shù)量 翻譯速度的關(guān)系模糊 典例2 2012 金陵中學(xué)模擬 對(duì)如圖有關(guān)知識(shí)的敘述 正確的是 a dna模板鏈中的密碼子能夠決定氨基酸b 核糖體是蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所 一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條同種多肽鏈c 該圖是真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄 翻譯的示意圖d 圖中可能有64種trna參與 課堂筆記 解析 密碼子存在于mrna中 轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束 翻譯已開始 即轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)在擬核區(qū)進(jìn)行 則該圖應(yīng)為原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄 翻譯示意圖 密碼子共有64個(gè) 其中有3個(gè)是終止密碼 在翻譯中不決定氨基酸 故參與的trna不是64種 答案 b 糾錯(cuò)筆記 1 數(shù)量關(guān)系 一個(gè)mrna可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體 如下圖 圖示中4個(gè)核糖體合成的4條多肽鏈因?yàn)槟０錷rna相同 所以合成了4條相同的肽鏈 而不是4個(gè)核糖體共同完成一條肽鏈的合成 也不是合成出4條不同的肽鏈 2 目的 意義 少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì) 3 方向 從左向右 見上圖 判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長(zhǎng)短 長(zhǎng)的翻譯在前 4 結(jié)果 合成的僅是多肽鏈 要形成蛋白質(zhì)還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工 實(shí)驗(yàn)精講課題8實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)類題目的解題方法理論指導(dǎo)此類試題實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_ 圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊言O(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn) 但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在某些不足 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明實(shí)驗(yàn)結(jié)論 解題時(shí)要研讀實(shí)驗(yàn)?zāi)康?看是否設(shè)計(jì)了變量 結(jié)果是否正確 原理使用是否妥當(dāng) 有無遵循單一變量原則等 1 看有無對(duì)照實(shí)驗(yàn) 如果有 看對(duì)照設(shè)計(jì)是否合理 2 看實(shí)驗(yàn)是否遵循了單一變量原則 如研究溫度對(duì)酶活性的影響 則溫度為自變量 除單一變量外 各組實(shí)驗(yàn)的其他條件應(yīng)完全一樣 包括 實(shí)驗(yàn)對(duì)象的一致性 等量性原則 每次實(shí)驗(yàn)所加試劑的量要相等 實(shí)驗(yàn)控制時(shí)間的一致性 實(shí)驗(yàn)條件的一致性等 3 看實(shí)驗(yàn)步驟的順序是否合理 步驟是否完整 4 看實(shí)驗(yàn)儀器 藥劑的使用是否合理 包括藥劑的配備及用量的多少等 5 看實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證是否合理 實(shí)戰(zhàn)演練 例 在克里克得出3個(gè)堿基可以排列成1個(gè)遺傳密碼的實(shí)驗(yàn)結(jié)論后 科學(xué)家們開始探索一個(gè)特定的遺傳密碼所對(duì)應(yīng)的特定的氨基酸究竟是哪一個(gè) 尼倫伯格和馬太采用蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù) 在每一個(gè)試管中加入一種氨基酸 再加入除去了dna和mrna的細(xì)胞提取液 以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 結(jié)果在加入了苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈 如下圖請(qǐng)回答 1 實(shí)驗(yàn)中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是 2 細(xì)胞提取液為該實(shí)驗(yàn)具體提供了 3 實(shí)驗(yàn)中所用的細(xì)胞提取液需除去dna和mrna的目的是 4 要想知道更多氨基酸的密碼子 你如何改變上述實(shí)驗(yàn) 簡(jiǎn)述 5 本實(shí)驗(yàn)所用的細(xì)胞提取液可以用大腸桿菌制備 請(qǐng)簡(jiǎn)述制備方法 對(duì)大腸桿菌進(jìn)行振蕩裂解 經(jīng)上述操作 得到了除去dna和mrna的細(xì)胞提取液 大腸桿菌中mrna約在30 60分鐘內(nèi)自行分解 因此操作中可不考慮 解析 多聚尿嘧啶的作用相當(dāng)于mrna 細(xì)胞提取液為轉(zhuǎn)錄提供了能量 酶 核糖體 trna 實(shí)驗(yàn)中除去dna和mrna的目的是排除dna mrna對(duì)體外合成蛋白質(zhì)的影響 答案 1 作為模板mrna直接控制蛋白質(zhì) 多肽 合成 2 能量 酶 核糖體 trna 缺項(xiàng)不對(duì) 3 排除細(xì)胞中的dna mrna對(duì)體外合成蛋白質(zhì)的影響 4 依次用不同種類的多聚核糖核苷酸替換上述實(shí)驗(yàn)中的多聚尿嘧啶核苷酸 5 離心 過濾 獲取勻漿 用dna酶處理勻漿 除去dna a tgub ugac acud ucu 答案c解析由表格信息無法直接確定轉(zhuǎn)錄的模板鏈 因dna兩鏈間 模板鏈與mrna間 mrna與反密碼子間均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 又根據(jù)密碼子位于mrna上 可判斷蘇氨酸的密碼子為acu或ugu 2 2009 廣東 有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述 正確的是 多選 a 終止密碼子不編碼氨基酸b 每種trna只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸c trna的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息d 核糖體可在mrna上移動(dòng) 答案abd解析攜帶遺傳信息的是dna 3 2009 江蘇 下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖 請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題 1 完成過程 需要 等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核 2 從圖中分析 核糖體的分布場(chǎng)所有 3 已知溴化乙啶 氯霉素分別抑制圖中過程 將該真菌分別接種到含溴化乙啶 氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 發(fā)現(xiàn)線粒體中rna聚合酶均保持很高活性 由此可推測(cè)該rna聚合酶由 中的基因指導(dǎo)合成 4 用 鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中rna含量顯著減少 那么推測(cè) 鵝膏蕈堿抑制的過程是 填序號(hào) 線粒體功能 填 會(huì) 或 不會(huì) 受到影響 答案 1 atp 核糖核苷酸 酶 2 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 3 核dna 細(xì)胞核 4 會(huì)解析要求考生通過讀圖獲取信息 回答基因表達(dá)的相關(guān)知識(shí) 由圖可知 1 過程 為轉(zhuǎn)錄 需要從細(xì)胞質(zhì)中獲取atp 核糖核苷酸 酶 2 過程 和 表示翻譯 場(chǎng)所在核糖體 分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中 3 由于溴化乙啶 氯霉素分別抑制圖中過程 但將該真菌在含溴化乙啶 氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 線粒體中rna聚合酶的活性卻很高 這說明該rna聚合酶不是線粒體的基因控制合成的 而是由細(xì)胞核