高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第六單元 【知識(shí)建構(gòu)+備課精研】 基因的表達(dá)

[課標(biāo)要求]概述DNA分子上的遺傳信息通過(guò)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要通過(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)。第六單元

第4課時(shí)

基因的表達(dá)1.為什么RNA適合做信使？3種RNA的作用分別是什么？與DNA相比RNA特有的化學(xué)組成？2.啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子的位置及作用分別是什么？

3.轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所、條件、特點(diǎn)分別是什么？翻譯的場(chǎng)所、條件、特點(diǎn)分別是什么？多聚核糖體有什么意義？

4.密碼子的概念和特點(diǎn)？密碼子簡(jiǎn)并性對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？

5.寫(xiě)出完整的中心法則，并說(shuō)明體現(xiàn)了基因的哪兩大功能？

6.基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？

內(nèi)容聚焦教材P64-69,步步高P175-176基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，叫基因的表達(dá)。

基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？DNA核糖體遺傳信息儲(chǔ)存在細(xì)胞核的DNA中，蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在核糖體。DNA能否直接從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成？核糖核苷酸蛋白質(zhì)氨基酸密碼子核糖體遺傳物質(zhì)一、RNA的結(jié)構(gòu)和功能①能儲(chǔ)存遺傳信息。②RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中為什么RNA適合做信使？提出問(wèn)題實(shí)驗(yàn)思路加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，觀察蛋白質(zhì)合成情況（減法原理）；再加入從細(xì)胞提取的RNA，觀察蛋白質(zhì)的合成情況（自身對(duì)照）。預(yù)期結(jié)果加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA后，蛋白質(zhì)合成停止，再加入細(xì)胞中提取的RNA后，細(xì)胞又可重新合成蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)①1955年Brachet用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。②1955Goldstein和Plaut用放射性同位素標(biāo)記變形蟲(chóng)RNA的原料，發(fā)現(xiàn)放射性都在核內(nèi)，然后將細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到未標(biāo)記的變形蟲(chóng)中。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)放射性已在細(xì)胞質(zhì)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)論RNA就是基因與蛋白質(zhì)之間的信使。如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明RNA可能就是基因與蛋白質(zhì)之間的信使？一、RNA的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)錄（mRNA釋放，DNA雙鏈恢復(fù)）DNA分子

堿基互補(bǔ)配對(duì)主要在細(xì)胞核四種核糖核苷酸DNA的一條鏈（供轉(zhuǎn)錄的那一條）ATP、RNA聚合酶A-U、T-A、G-C、C-GDNA→mRNA場(chǎng)所：原則：模板：條件：

遺傳信息流動(dòng)：時(shí)間：活細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中mRNA轉(zhuǎn)錄通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程叫做轉(zhuǎn)錄。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（線粒體、葉綠體）①RNA聚合酶將DNA雙鏈解開(kāi)，堿基暴露出來(lái)②游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)③在RNA聚合酶的作用下，新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的RNA分子上④合成的RNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)RNA與模板鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的mRNA、rRNA和tRNA都是轉(zhuǎn)錄而來(lái)的二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，至少需要3個(gè)堿基對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸堿基和氨基酸間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能最多編碼的氨基酸種類1個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸2個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸3個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸4個(gè)堿基→1個(gè)氨基酸…………三聯(lián)體密碼的提出三聯(lián)體密碼的實(shí)驗(yàn)證據(jù)野生型噬菌體插入3個(gè)堿基(位置接近)野生型或接近野生型噬菌體野生型噬菌體野生型或接近野生型噬菌體上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以用三聯(lián)體密碼解釋，但難以用四聯(lián)體密碼解釋刪去3個(gè)堿基(位置接近)，41664256三、遺傳信息的翻譯堿基序列如何轉(zhuǎn)化為氨基酸序列？1.遺傳密碼子的破譯除去DNA和mRNA的細(xì)胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽鏈實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子是UUU（第一個(gè)被破譯的密碼子）。在多位科學(xué)家的不斷實(shí)驗(yàn)下，終于破譯了全部64密碼子，并編制出密碼子表。1961年8月，尼倫伯格和馬太無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系破譯遺傳密碼三、遺傳信息的翻譯密碼子（共64個(gè)）種類起始密碼子普通密碼子終止密碼子3種，UAA、UGA、UAG,不編碼氨基酸2種，AUG、GUG，也編碼氨基酸59種,只編碼氨基酸①正常情況下UGA是不編碼氨基酸，特殊情況下編碼硒代半胱氨酸。②真核生物用AUG作為起始密碼子，原核生物還可用GUG作為起始密碼子，此時(shí)編碼甲硫氨酸mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基稱為1個(gè)密碼子三、遺傳信息的翻譯2.密碼子的概念和特點(diǎn)絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子1)密碼子簡(jiǎn)并性幾乎所有的生物都共用一套密碼子2)密碼子通用性3)相鄰的密碼子無(wú)間隔、不重疊①由于密碼子的簡(jiǎn)并性，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸;②當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說(shuō)明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。說(shuō)明生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。三、遺傳信息的翻譯2.密碼子的概念和特點(diǎn)三、遺傳信息的翻譯3.遺傳信息、密碼子和反密碼子翻譯mRNA分子

堿基互補(bǔ)配對(duì)細(xì)胞質(zhì)的核糖體mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白質(zhì)場(chǎng)所：原則：模板：條件：

遺傳信息流動(dòng)：蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯21種游離氨基酸、ATP、酶tRNA三、遺傳信息的翻譯游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程4.翻譯的概念①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過(guò)與堿基AUG互補(bǔ)配對(duì)，進(jìn)入位點(diǎn)1。②攜帶某個(gè)氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。③甲硫氨酸與該氨基酸形成肽鍵，轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。④核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開(kāi)核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成隨著核糖體的移動(dòng)直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止2個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)5.翻譯的過(guò)程三、遺傳信息的翻譯6.翻譯過(guò)程的三種模型圖解讀①甲中一個(gè)核糖體與mRNA的結(jié)合位點(diǎn)形成幾個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)？核糖體沿著mRNA移動(dòng)的方向是？②乙反映出mRNA與核糖體存在的數(shù)量關(guān)系是？圖中核糖體移動(dòng)的方向是？多聚核糖體形成的意義是？③丙是哪一類細(xì)胞內(nèi)內(nèi)發(fā)生的什么過(guò)程？特點(diǎn)是？與真核細(xì)胞不同的原因是？三、遺傳信息的翻譯7.“列表法”比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)(核糖體)模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核糖核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸原則A－T、G－CT－A、A－U、G－CA－U、G－C結(jié)果兩個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA蛋白質(zhì)信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)意義傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息三、遺傳信息的翻譯實(shí)際基因表達(dá)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因:A.基因中的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄后被剪切。B.在基因中，有的片段(非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。C.合成的肽鏈在加工過(guò)程中可能會(huì)被剪切掉部分氨基酸。D.轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。關(guān)注計(jì)算中“最多”和“最少”問(wèn)題三、遺傳信息的翻譯（多選）下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述正確的是（）A.在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開(kāi)B.轉(zhuǎn)錄和翻譯需要的原料都是核苷酸C.tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)D.同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時(shí)發(fā)生E.細(xì)胞中的RNA合成過(guò)程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生F.基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，遺傳信息通過(guò)模板鏈傳遞給mRNAG.一個(gè)基因的兩條DNA鏈可轉(zhuǎn)錄出兩條相同的RNAH.真核生物基因表達(dá)的過(guò)程即是蛋白質(zhì)合成的過(guò)程I.一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條完全相同的多肽鏈J.多個(gè)核糖體共同完成一條肽鏈的合成ACDF對(duì)位練習(xí)1.下列有關(guān)遺傳信息、密碼子和反密碼子的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.遺傳信息位于DNA上，遺傳密碼位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上B.一種密碼子在不同細(xì)胞中決定不同種氨基酸C.不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性D.密碼子與反密碼子不是一一對(duì)應(yīng)的B對(duì)位練習(xí)2.

在某反應(yīng)體系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）進(jìn)行多肽的合成，實(shí)驗(yàn)的情況及結(jié)果如表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)重復(fù)的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸種類實(shí)驗(yàn)一（UUC）n，即UUCUUC…絲氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸實(shí)驗(yàn)二（UUAC）n，即UUACUUAC…亮氨酸、蘇氨酸、酪氨酸請(qǐng)根據(jù)表中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷下列說(shuō)法不正確的是(

)A.上述反應(yīng)體系中應(yīng)加入細(xì)胞提取液，但必須除去其中的DNA和mRNAB.實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的密碼子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUUC.通過(guò)實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果推測(cè)：mRNA中不同的密碼子有可能決定同一種氨基酸D.通過(guò)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果，能夠推測(cè)出UUC為亮氨酸的密碼子D對(duì)位練習(xí)9.圖為基因表達(dá)過(guò)程示意圖,Ⅰ、Ⅱ表示基因表達(dá)的不同過(guò)程,X表示某種酶。據(jù)圖判斷,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.X表示DNA聚合酶,能識(shí)別DNA特定序列,移動(dòng)方向是由左向右B.核糖體含有rRNA,能識(shí)別mRNA特定序列,移動(dòng)方向是由左向右C.過(guò)程Ⅱ中有多個(gè)核糖體和mRNA結(jié)合,每個(gè)核糖體上形成的肽鏈?zhǔn)遣煌腄.過(guò)程Ⅰ還未完成,過(guò)程Ⅱ即已開(kāi)始,該現(xiàn)象可能發(fā)生在真核細(xì)胞的線粒體中D對(duì)位練習(xí)（2022·湖南·高考）大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強(qiáng)，二者組裝成核糖體。當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白可通過(guò)結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯(cuò)誤的是A．一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈B．細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白通常不會(huì)結(jié)合自身mRNA分子C．核糖體蛋白對(duì)自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡D．編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后，mRNA才能與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯D對(duì)位練習(xí)1957年克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯少數(shù)生物遺傳信息可以從RNA流向RNA或RNA流向DNA生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制通常發(fā)生在RNA病毒中，一般認(rèn)為正常細(xì)胞不發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制。四、中心法則生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程原核生物真核生物DNA病毒RNA復(fù)制病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制RNA各類生物遺傳信息傳遞過(guò)程四、中心法則（2022·浙江·高考）“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過(guò)程的示意圖如下。下列敘述正確的是A．催化該過(guò)程的酶為RNA聚合酶 B．a(chǎn)鏈上任意3個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子C．b鏈的脫