師說高考生物一輪復習說基礎說考點說案例33基因的表達名師優(yōu)質課件新人教版必修2

1、第3講 基因的表達 基礎梳理 一、基因指導蛋白質的合成 1RNA的結構與分類 (1)基本單位是核糖核苷酸。 (2)與DNA相比，RNA特有的成分有哪些？ 核糖和尿嘧啶(U)。 (3)RNA的種類及功能： ?mRNA：傳遞遺傳信息?tRNA：運載氨基酸 ?rRNA：核糖體的組成成分 2遺傳信息的轉錄 (1)圖中與不同的是五碳糖。 (2)圖中表示 RNA聚合酶，其移動方向是從右向左。 (3)轉錄完成后，的去向是穿過核孔進入細胞質。 (4)該過程進行的堿基配對是A U、G C、T A。 3遺傳信息的翻譯 (1)該過程起始于起始密碼子，終止于終止密碼子。 (2)該過程進行的堿基配對是A U、G C。

2、(3)核糖體在mRNA上如何移動？ 以一個密碼子(3個堿基)位置為單位移動。 (4)該過程需要哪些基本條件？ mRNA為模板，氨基酸為原料，tRNA為運載工具，核糖體為合成機器，ATP提供能量，酶的催化作用。 二、基因對性狀的控制 1寫出完善后的中心法則內(nèi)容(用簡式表示) 2基因、蛋白質與性狀的關系 (1)基因對性狀的控制： 基因通過控制酶的合成來間接控制生物體的性狀。 基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。 (2)基因與性狀有何關系？ 基因通過控制蛋白質的合成控制性狀。 基因與性狀并不是簡單的一一對應關系。 基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，精細地調(diào)控著

3、生物體的性狀。 知識整合 考點一 基因指導蛋白質的合成過程 轉錄和翻譯 1.轉錄、翻譯過程中有關圖形解讀 (1)轉錄：指以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，其特點是邊解旋邊轉錄(如圖一)。 (2)翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白質的過程(如圖二)。 堿基配對雙方是mRNA上密碼子和 tRNA上反密碼子，故A U、U A配對，不能出現(xiàn)T。 一個核糖體與mRNA的結合部位形成2個tRNA結合位點。 翻譯起點：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。 翻譯終點：識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。 翻譯進程：核糖體沿著mRNA移動，讀取下一個密碼子

4、，但mRNA不移動。 (3)mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關系圖： 數(shù)量關系：一個mRNA可同時結合多個核糖體，形成多聚核糖體。 目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。 方向：從左向右(見圖)，判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。 結果： 合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質往往還需要運送至內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體等細胞器中進一步加工。 圖示中4個核糖體合成的4條多肽鏈因為模板mRNA相同而相同。 (4)DNA(基因)、mRNA中堿基與肽鍵中氨基酸個數(shù)關系圖解： 翻譯過程中，mRNA中每3個堿基決定一個氨基酸，所以不考慮終止密碼子時，經(jīng)翻譯合成的蛋白質分子中的氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基

5、數(shù)目的1/3，是DNA( 基因)中堿基數(shù)目的1/6。 2DNA自我復制、轉錄和翻譯的聯(lián)系 浙江卷 ?生物基因表達過程如圖所示。下跟蹤訓練1 ?2013列敘述與該圖相符的是( ) A在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開 BDNA RNA雜交區(qū)域中A應與T配對 CmRNA翻譯只能得到一條肽鏈 D該過程發(fā)生在真核細胞中 解析： 在進行轉錄時，RNA聚合酶與DNA分子的某一啟動部位相結合，使 DNA片段的雙螺旋解開，選項A正確；圖示DNA上的堿基A應與RNA上的堿基U配對，選項B錯誤；圖示一個mRNA分子上有若干個核糖體同時進行多條多肽鏈的合成，故選項C錯誤；在真核細胞中，轉錄在細胞核內(nèi)進行，翻譯在核

6、糖體上進行，二者不能同時進行，選項D錯誤。 答案：A 考點二 基因對性狀的控制 1.中心法則的理解與分析 圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。 (1)以DNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞 (2)以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞 特別提醒 (1)逆轉錄需要逆轉錄酶，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個過程都遵循堿基互補配對原則。 (3)中心法則與基因表達的關系 DNA的復制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在細胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過程中。 DNA的轉錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能，發(fā)生在個體發(fā)育的過程中。 2基因對性狀控制的方式 控制控制(1)直接途徑：基因

7、蛋白質結構生物性狀，如鐮刀型細胞貧血癥、囊性纖維病。 控制控制控制(2)間接途徑：基因酶的合成細胞代謝生物性狀，如白化病、豌豆的粒形。 3基因與性狀的對應關系 (1)一般而言，一個基因只決定一種性狀。 (2)生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關。 (3)有些基因則會影響多種性狀，如決定豌豆開紅花的基因也決定結灰色的種子。 4基因和性狀的關系 5基因對性狀控制的復雜性 基因與性狀的關系并不都是簡單的線性關系?；蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調(diào)控著生物體的性狀。 特別提醒 (1

8、)生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的。這里的 “單基因 ”是指一對等位基因，并不是單個基因。 (2)基因控制生物體的性狀，但性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。 東城檢測 ?黃曲霉毒素是主要由黃曲霉菌跟蹤訓練2 ?2014產(chǎn)生的可致癌毒素，其生物合成受多個基因控制，也受溫度、pH等因素影響。下列有關敘述正確的是( ) A黃曲霉菌能產(chǎn)生黃曲霉毒素和不能產(chǎn)生黃曲霉毒素屬于相對性狀 B溫度、pH等環(huán)境因素不會影響生物體的表現(xiàn)型 C不能產(chǎn)生黃曲霉毒素的菌株的基因型都相同 D黃曲霉毒素能夠致癌屬于生物體的表現(xiàn)型 解析： 黃曲霉菌的表現(xiàn)型受溫度、pH等環(huán)境因素的影響，故不能產(chǎn)生黃曲霉毒素的菌株的基因型不一定相同

9、；黃曲霉毒素能夠致癌不屬于生物體的表現(xiàn)型。 答案：A 考向一 基因表達過程中的相關計算 1.轉錄、 翻譯過程中DNA(基因)的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：多肽鏈的氨基酸數(shù)6：3：1。參考圖解如下： 2計算中“最多”和“至少”的分析 (1)翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 (2)基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應的蛋白質中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (3)在回答有關問題時，應加上“最多”或“至少”等字。如mRNA上有n個堿基，轉錄生成它的基因中至少有2 n個堿基，由該mRNA指導合成的蛋白質中最多有n /3個氨基酸。 例1 在

10、一個雙鏈 DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，則下列有關敘述正確的是( ) 脫氧核苷酸數(shù)磷酸數(shù)堿基總數(shù)m 3堿基之間的氫鍵數(shù)為2mn 一條鏈中AT的數(shù)量為n G的數(shù)量為mn A B C D 解析 中的等量關系容易判斷；中要計算堿基之間的氫鍵數(shù)，需要知道G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2m2 n 3 m2 n 3個氫鍵，故氫鍵數(shù)為2 n3222mn；因AT的總量為2 n，故一條鏈中的AT的數(shù)量應為n，中計算m2 n mG的數(shù)量有誤，應為22n。 答案 D 考向二 基因表達的圖解題 高考中多以生物圖形、情景材料等形式考查對轉錄和翻譯過程的理解，以及獲取信息、解決問題的能力。預計20

11、15該考點與細胞分裂、DNA復制、基因突變等知識相聯(lián)系命制綜合性題目的可能性較大。 圖解題在信息表達方面有較大優(yōu)勢，縱觀近幾年的高考試題， 試題的新穎度、難度和區(qū)分度在一定程度上都借助于圖形的創(chuàng)新。 解答圖解題時應先分塊分析，再綜合考慮，實現(xiàn)圖文轉換、數(shù)形轉化。 具體要注意以下四點： (1)識圖： 試題中出現(xiàn)的圖形要認真分析，并找出與教材知識及已有知識之間的聯(lián)系。分析圖解時要注意文字說明和圖中示例，并結合題干信息。 (2)譯圖：要能比較熟練地把圖形信息轉化為文字或數(shù)據(jù)信息，或把數(shù)據(jù)、文字信息轉化為圖形信息，從而得出正確結論。 (3)挖掘： 注意挖掘圖解中的隱含條件。這些隱含條件往往是容易忽視的

12、內(nèi)容，也是造成解題失誤的原因之一。只有捕捉到信息，才能處理信息，從而運用正確的信息解決實際問題。 例2如圖表示某 DNA片段遺傳信息的傳遞過程，表示物質或結構，a、b、c表示生理過程。請據(jù)圖回答下列問題：(可能用到的密碼子：AUG 甲硫氨酸、GCU 丙氨酸、AAG 賴氨酸、UUC 苯丙氨酸、 UCU 絲氨酸、UAC一酪氨酸) (1)完成遺傳信息表達的是_(填字母)過程，a過程所需的酶有_。 (2)圖中含有核糖的是_( 填數(shù)字)； 由指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是_。 (3)該DNA片段第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為_個。 (4)若在AUG后插入3個核苷酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨

13、酸后多一個氨基酸外，其余氨基酸序列沒有變化。由此證明_。 (5)苯丙酮尿癥是由控制某種酶的基因異常引起的，這說明基因和性狀的關系是_。 解析 分析圖示過程可知：a過程為DNA的復制、b過程為轉錄、c過程為翻譯。(1)DNA的復制需要在解旋酶的作用下解開雙鏈，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子鏈。(2)圖中含有核糖的結構包括mRNA、 tRNA、 rRNA 。(3)由mRNA的堿基可推知1個DNA分子中共有7個T，故第三次復制時需31游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸為7228(個)。(4)在DNA片段中加入3個核苷酸后，如果一個密碼子不是由3個相鄰的核苷酸編碼， 則蛋白質中改變的是多個氨基酸，而事實

14、上只在加入的部位多了一個氨基酸，說明一個密碼子是由3個相鄰的核苷酸編碼的。 苯丙酮尿癥是由控制某種酶的基因異常引起的，說明相關基因是通過控制酶的合成來控制生物性狀的。 答案 (1)b、c 解旋酶和DNA聚合酶 (2) 甲硫氨酸丙氨酸絲氨酸苯丙氨酸 (3)28 (4)一個密碼子由3個相鄰的核苷酸編碼 (5)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀 規(guī)律方法 閱讀試題，定位所涉及的知識；分析題圖，弄清圖中所呈現(xiàn)的內(nèi)容， 特別要關注圖中的文字提示，以保證正確地提取圖中的信息。 通過核糖體和 mRNA 確定圖中呈現(xiàn)的是翻譯過程。結合問題。聯(lián)系所學相關知識，逐一仔細回答。 對照實驗的設計

15、所謂對照實驗是指除所控因素外其他條件與被對照實驗完全相同的實驗。對照實驗設置的正確與否，關鍵就在于如何盡量去保證：“其他條件的完全相同”。 具體來說有如下四個方面： 1所選用生物材料要相同即所用生物材料的數(shù)量、質量、長度、 體積、 來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。 2所用實驗器具要相同：即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。 3所用實驗試劑要相同：即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。 4所用處理方法要相同：如保溫或冷卻；光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但最好還是要作同樣的處理。 例

16、 在克里克得出3個堿基可以排列成1個遺傳密碼的實驗結論后，科學家們開始探索一個特定的遺傳密碼所對應的特定的氨基酸究竟是哪一個。尼倫伯格和馬太采用蛋白質的體外合成技術，在每一個試管中加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA 的細胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，結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，如下圖請回答。 (1)實 驗 中 多 聚 尿 嘧 啶 核 苷 酸 的 作 用 是_。 (2)細 胞 提 取 液 為 該 實 驗 具 體 提 供 了_。 (3)實驗中所用的細胞提取液需除去DNA和mRNA的原因是_。 (4)要確保實驗結論的科學性，需設計對照實驗。本題目所給實

17、驗中，對照實驗是_。 (5)要想知道更多氨基酸的密碼子，你如何改變上述實驗？ (簡述)_。 (6)本實驗所用的細胞提取液可以用大腸桿菌制備。請簡述制備方法： 對大腸桿菌進行振蕩裂解； _； _。 經(jīng)上述操作，得到了除去DNA和mRNA的細胞提取液。(大腸桿菌中mRNA約在3060分鐘內(nèi)自行分解，因此操作中可不考慮)。 解析 本題是密碼子破譯的實驗，對照類型為相互對照：相同的多聚核苷酸不同的氨基酸肽鏈； 不同的多聚核苷酸不同的氨基酸 不同的肽鏈。 由此， 即可破譯各種氨基酸密碼子。在實驗過程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相當于mRNA ，細胞提取液為轉錄提供了能量、酶、核糖體、tRNA。實驗中除去DN

18、A和mRNA的原因是排除DNA、mRNA對體外合成蛋白質的影響。 答案 (1)作為模板mRNA直接控制蛋白質(多肽)合成 (2)能量、酶、核糖體、tRNA (3)排除細胞中的DNA、mRNA對體外合成蛋白質的影響 (4)加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他種類氨基酸的實驗 (5)依次用不同種類的多聚核糖核苷酸替換上述實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸 (6)離心、過濾、獲取勻漿 用DNA酶處理勻漿，除去DNA 課堂鞏固 1.如圖示細胞內(nèi)某些重要物質的合成過程。該過程發(fā)生在( ) A 真核細胞內(nèi)，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條肽鏈 B 原核細胞內(nèi)，轉錄促使mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈 C原核細胞

19、內(nèi)，轉錄還未結束便啟動遺傳信息的翻譯 D真核細胞內(nèi)，轉錄的同時核糖體進入細胞核啟動遺傳信息的翻譯 解析： 據(jù)圖可知，轉錄和翻譯過程同時進行，由此判斷該過程發(fā)生在原核細胞內(nèi)，C項正確。真核細胞核內(nèi)轉錄完成后，初始轉錄的 mRNA經(jīng)加工修飾后通過核孔進入細胞質，與核糖體結合完成翻譯過程，轉錄和翻譯不能同時進行，A、D兩項錯誤。轉錄是核糖體沿mRNA 移動合成肽鏈的過程，B項錯誤。 答案：C 2同一物種的兩類細胞各產(chǎn)生一種分泌蛋白，組成這兩種蛋白質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合成的( ) AtRNA種類不同 BmRNA堿基序列不同 C核糖體成分不同 D同一密碼子所決

20、定的氨基酸不同 解析： 選項A，蛋白質中氨基酸的種類和排列順序的決定與參與蛋白質合成的tRNA種類沒有關系。選項B，這兩種分泌蛋白氨基酸排列順序不同的直接原因是mRNA的堿基序列不同。選項C，核糖體都是由rRNA和蛋白質組成的。選項D，自然界中幾乎所有的生物共用一套遺傳密碼。 答案：B 新課標全國卷?關于蛋白質生物合成的敘述，正確3. ?2013的是( ) A一種tRNA可以攜帶多種氨基酸 BDNA聚合酶是在細胞核內(nèi)合成的 C反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個堿基 D線粒體中的DNA能控制某些蛋白質的合成 解析： 一種tRNA只能攜帶一種氨基酸，A錯誤；DNA聚合酶的化學本質是蛋白質，是在細胞

21、質中的核糖體上合成的，B錯誤；反密碼子是位于tRNA上相鄰的3個堿基，C錯誤；DNA能控制蛋白質的合成，真核細胞中的DNA位于細胞核、線粒體和葉綠體中，D正確。 答案：D 廈門質檢 ?下列對中心法則所包含的各個過程的理4. ?2014解，不正確的是( ) A都在細胞核中進行 B都需要細胞提供能量 C都需要模板、酶和原料 D都遵循堿基互補配對原則 解析： 中心法則的內(nèi)容是： 翻譯過程在核糖體上進行。 答案：A 5如圖為神經(jīng)遞質合成酶的基因復制、表達的有關過程。下列相關分析中錯誤的是( ) A圖中過程需要模板、原料、酶和能量 C若要提取該基因的mRNA，則可選擇口腔上皮細胞作實驗材料 C圖中過程一定發(fā)生堿基互補配對 D鐮刀型細胞貧血癥體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀 解析： 過程為DNA復制過程，該過程需要以DNA的兩條鏈分別為模板、四種游離的脫氧核苷酸為原料，還需要能量(ATP)和DNA聚合酶； 由于基因進行選擇性表達，口腔上皮細胞中不存在控制合成神經(jīng)遞質合成酶的mRNA；DNA復制、轉錄及翻譯過程均發(fā)生堿基的互補配對；鐮刀型細胞貧血癥是由于基因突變而導致紅細胞的血紅蛋白分子結構發(fā)生改變，這體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀。 答案：B 江蘇卷 ?圖分別表示人體細胞中發(fā)生的3種生6. ?2013物大分子的合成過程。請回答下列問題： (1)細胞中過程