必修2第10章基因的表達

必修2第10章基因的表達第1頁/共65頁第十章高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步高考成功方案第4步第2頁/共65頁第3頁/共65頁一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1．RNA的結(jié)構(gòu)與分類(1)基本單位是

。(2)與DNA相比，RNA特有的成分有哪些？

。核糖核苷酸核糖和尿嘧啶(U)第4頁/共65頁(3)RNA的種類及功能：第5頁/共65頁2．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄第6頁/共65頁(1)圖中②與③不同的是

。(2)圖中①表示

，其移動方向是

。(3)轉(zhuǎn)錄完成后，④的去向是穿過

進入

。(4)該過程進行的堿基配對是

。五碳糖RNA聚合酶從右向左核孔細胞質(zhì)A－U、G－C、T－A第7頁/共65頁3．遺傳信息的翻譯第8頁/共65頁(1)該過程起始于

，終止于

。(2)該過程進行的堿基配對是

。(3)核糖體在mRNA上如何移動？

。(4)該過程需要哪些基本條件？

。起始密碼子A－U、G－C終止密碼子以一個密碼子(3個堿基)位置為單位移動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，酶的催化作用第9頁/共65頁二、基因?qū)π誀畹目刂?．寫出完善后的中心法則內(nèi)容(用簡式表示)第10頁/共65頁2．基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系(1)基因?qū)π誀畹目刂疲孩倩蛲ㄟ^控制

來間接控制生物體的性狀。②基因通過控制

直接控制生物體的性狀。酶的合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第11頁/共65頁(2)基因與性狀有何關(guān)系？①基因通過控制

的合成控制性狀。②基因與性狀并不是簡單的

關(guān)系。③

、

、存在著復(fù)雜的相互作用，精細地調(diào)控著生物體的性狀。蛋白質(zhì)一一對應(yīng)基因與基因基因與基因產(chǎn)物基因與環(huán)境之間第12頁/共65頁第13頁/共65頁考點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成考情解讀高考中多以生物圖形、情景材料等形式考查對轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的理解，以及獲取信息、解決問題的能力。預(yù)計2013年該考點與細胞分裂、DNA復(fù)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。第14頁/共65頁[做一題][例1]

(2011·安徽高考)甲、乙圖示為真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是(

)第15頁/共65頁A．甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B．甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行C．DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次第16頁/共65頁[解析]

本題考查DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，滲透對知識理解能力和獲取信息能力的考查。圖甲表示DNA分子的復(fù)制過程，圖乙表示轉(zhuǎn)錄過程，乙的產(chǎn)物是單鏈的mRNA分子，故A項錯誤；甲、乙過程主要在細胞核中進行，故B項錯誤；甲、乙過程均需要解旋酶的參與，故C項錯誤；在一個細胞周期中，核中DNA分子只復(fù)制一次，而轉(zhuǎn)錄可以進行多次，故D項正確。[答案]

D第17頁/共65頁[鏈一串]1．對基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程的理解第18頁/共65頁[關(guān)鍵一點](1)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在的部位，如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核等。(2)核糖體上合成的只是肽鏈，肽鏈還要在相應(yīng)的細胞器(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體)內(nèi)加工，才成為具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(3)原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯常緊密相聯(lián)，同時發(fā)生。第19頁/共65頁2．基因表達中相關(guān)數(shù)量計算(1)數(shù)量關(guān)系：第20頁/共65頁(2)計算中“最多”和“最少”的分析：①翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)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(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。第21頁/共65頁[通一類]1．(2011·江蘇高考)關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述，錯誤的是(

)A．轉(zhuǎn)錄時以核糖核苷酸為原料B．轉(zhuǎn)錄時

RNA聚合酶能識別

DNA中特定堿基序列C．mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質(zhì)D．不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性第22頁/共65頁解析：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；轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶首先結(jié)合到基因的啟動子上，從而啟動轉(zhuǎn)錄過程；以mRNA為模板翻譯合成蛋白質(zhì)時移動的是核糖體；一個氨基酸可對應(yīng)幾種不同的密碼子，這樣能保證由于差錯導(dǎo)致的密碼子的改變而不會改變氨基酸，從而保持生物性狀的穩(wěn)定性。答案：

C第23頁/共65頁2．(雙選)關(guān)于基因表達的敘述，正確的是(

)A．如果將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，一定能夠產(chǎn)生有活性的胰島素B．細胞質(zhì)基質(zhì)中的三種RNA通常是在細胞質(zhì)中合成的C．若人的某基因有6n個堿基，則表達的活性多肽中氨基酸數(shù)少于n個D．一條mRNA鏈可同時結(jié)合多個核糖體進行翻譯第24頁/共65頁解析：大腸桿菌不含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對核糖體合成的胰島素前體進行加工，所以不一定能夠產(chǎn)生具有活性的胰島素；由于高等生物的基因中含有非編碼的序列，所以表達產(chǎn)生的多肽中氨基酸數(shù)少于n個。答案：

CD第25頁/共65頁3.右圖代表細胞中發(fā)生的某一過程，

下列敘述錯誤的是(

)A．該過程表示的是翻譯過程

B．該過程合成的產(chǎn)物可能不是酶

C．該過程遵循堿基互補配對原則

D．轉(zhuǎn)運每種氨基酸的tRNA只有一種第26頁/共65頁解析：該過程在核糖體中進行，為翻譯過程。合成的產(chǎn)物可能是蛋白質(zhì)類的酶或蛋白質(zhì)類的激素等物質(zhì)。在翻譯過程中mRNA與轉(zhuǎn)運RNA堿基互補配對。因每種氨基酸的密碼子可能有多個，因此轉(zhuǎn)運每種氨基酸的tRNA可能有多個。答案：D第27頁/共65頁考點二基因?qū)π誀畹目刂瓶记榻庾x

高考中多通過生理過程模型或信息材料等形式考查基因決定性狀的方式，2013年這種命題仍會持續(xù)。另外近年高考中也出現(xiàn)了考查具體生物或細胞的遺傳信息流動方向，也應(yīng)引起關(guān)注。第28頁/共65頁[做一題][例2]

白化病和黑尿癥都是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)的系列生化過程。圖中不能表明的是 (

)第29頁/共65頁A．如果控制酶B合成的基因發(fā)生突變，則會導(dǎo)致黑色素?zé)o法合成而形成白化病B．若控制酶A合成的基因發(fā)生突變，可能會引起多個性狀改變C．圖中表明一個性狀可受多個基因控制D．基因能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀第30頁/共65頁[解析]

由圖可知：酶A可催化苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為酪氨酸，酶B與酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素有關(guān)，酶C與尿黑酸的形成有關(guān)，酶D則能催化尿黑酸轉(zhuǎn)化為乙酰乙酸。顯然，控制酶B合成的基因發(fā)生突變，就可能導(dǎo)致黑色素?zé)o法形成，而出現(xiàn)白化病，故A正確；若控制酶A合成的基因突變，則酪氨酸無法合成，與酪氨酸相關(guān)的過程可能均不能正常進行，可能會出現(xiàn)酪氨酸缺乏癥、白化病等相關(guān)疾病，故B正確；圖中表明一個性狀可受多個第31頁/共65頁基因控制，如黑色素的合成不僅受酶B的控制，還受酶A的控制，故C正確；圖中不能反映出基因控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因而，不能得出D項所述的結(jié)論，故D錯誤。[答案]

D第32頁/共65頁[鏈一串]1．中心法則的理解與分析(1)圖解分析：圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。第33頁/共65頁①以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞：②以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞：第34頁/共65頁(2)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能：①對遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。②對遺傳信息的表達功能，它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。第35頁/共65頁[關(guān)鍵一點](1)DNA復(fù)制只發(fā)生在細胞分裂間期，高度分化的細胞中不再發(fā)生。只要是活細胞(哺乳動物成熟紅細胞等無核細胞除外)均可進行轉(zhuǎn)錄和翻譯。(2)病毒的遺傳信息傳遞都發(fā)生在寄主細胞內(nèi)。第36頁/共65頁2．基因與性狀的關(guān)系(1)基因控制性狀的方式：基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)分子的合成實現(xiàn)的。基因控制性狀需經(jīng)過一系列步驟，有如下兩種方式：第37頁/共65頁第38頁/共65頁(2)基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系圖解：第39頁/共65頁[關(guān)鍵一點]

對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體，線粒體和葉綠體也是基因的載體；對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。第40頁/共65頁[通一類]4．(2012·鹽城調(diào)研)在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外來DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉而變得皺縮。此事實說明(

)A．基因是生物體性狀的載體B．基因能直接控制生物體的性狀C．基因可以通過控制酶的合成控制生物體的性狀D．基因可以通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀第41頁/共65頁解析：題干信息顯示豌豆粒皺縮的原因源自“控制淀粉分支酶的基因中插入外來DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉”，故符合“基因→酶→代謝→性狀”的關(guān)系。答案：

C第42頁/共65頁5．中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程，相關(guān)敘述不正確的是(

).第43頁/共65頁A．細胞分裂間期發(fā)生的過程有a、b、cB．需要tRNA和核糖體同時參與的過程是cC．a(chǎn)和b兩個過程發(fā)生的主要場所分別是細胞核和細胞質(zhì)D．健康的人體內(nèi)不會發(fā)生d和e過程解析：a和b分別代表DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，兩過程均主要發(fā)生在細胞核中。答案：C第44頁/共65頁第45頁/共65頁[做一題][例3]下圖為在實驗室中進行的相關(guān)模擬實驗，請據(jù)圖回答問題：第46頁/共65頁(1)圖中甲、乙模擬的生理過程分別是________、________。(2)圖中乙過程要順利進行，還需向試管中加入的物質(zhì)或細胞結(jié)構(gòu)有________、________。(3)人們通過研究發(fā)現(xiàn)，有些抗生素通過阻斷細菌細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成抑制細菌的繁殖?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素，請你根據(jù)上述模擬實驗的方法探究這種抗生素能否阻斷細菌DNA和人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。第47頁/共65頁實驗步驟：第一步：取A、B、C、D中4支試管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相關(guān)酶的混合溶液；第二步：_______________________________________；第三步：_______________________________________；預(yù)期實驗結(jié)果并得出實驗結(jié)論：該實驗有可能會出現(xiàn)________種實驗結(jié)果，如果出現(xiàn)_______________________________________________，則說明該抗生素只阻斷細菌DNA的轉(zhuǎn)錄，不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄。第48頁/共65頁[解析]

本題以模擬實驗分析與設(shè)計為載體，考查對轉(zhuǎn)錄、翻譯相關(guān)知識的理解能力和分析實驗、設(shè)計實驗的能力。(1)從原料和模板可以判斷出甲、乙對應(yīng)的生理過程。甲中模板是DNA，原料是核糖核苷酸，模擬轉(zhuǎn)錄過程；乙中模板是RNA，原料是氨基酸，模擬翻譯過程。(2)翻譯過程發(fā)生在核糖體上，需要tRNA運輸氨基酸。(3)注意單一變量是抗生素的有無，不加抗生素的要加入等量蒸餾水。A、B試管是探究抗生素能否阻斷細菌DNA的轉(zhuǎn)錄過程，C、D試管是探究抗生素能否阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。4第49頁/共65頁種可能的結(jié)果是：①能阻斷細菌DNA轉(zhuǎn)錄，不能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；②能阻斷細菌DNA轉(zhuǎn)錄，也能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；③不能阻斷細菌DNA轉(zhuǎn)錄，也不能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；④不能阻斷細菌DNA轉(zhuǎn)錄，但能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄。第50頁/共65頁[答案]

(1)轉(zhuǎn)錄翻譯(2)tRNA核糖體(3)第二步：向A試管中滴加適量一定濃度的該抗生素水溶液，向B試管中滴加等量的蒸餾水，同時向A、B試管中加入等量相同的細菌DNA；向C試管中滴加適量一定濃度的該抗生素水溶液，向D試管中滴加等量的蒸餾水，同時向C、D試管中加入等量相同的人體DNA第三步：把A、B、C、D4支試管在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，檢測4支試管中有無RNA的生成4

A試管中無RNA生成，B試管中有RNA生成，C、D試管中均有RNA生成第51頁/共65頁[學(xué)一技]模擬是自然科學(xué)研究中一種常用方法。在模擬生理過程時，要特別注意生理過程發(fā)生的場所、所需物質(zhì)及相關(guān)條件。應(yīng)牢固掌握中心法則涉及的生理過程及所需條件。有關(guān)中心法則所涉及的生理過程歸納如下表：第52頁/共65頁項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制RNA復(fù)制場所細胞核細胞質(zhì)細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)時間細胞分裂間期/生長發(fā)育過程中/生長發(fā)育過程中第53頁/共65頁項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制RNA復(fù)制條件模板DNA的兩條鏈RNADNA的一條鏈RNAmRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸4種核糖核苷酸4種脫氧核苷酸20種氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶逆轉(zhuǎn)錄酶縮合酶能量ATPATPATPATPATP第54頁/共65頁項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制RNA復(fù)制遺傳信息傳遞傳遞表達傳遞表達信息傳遞方向DNA→DNARNA→RNADNA→RNARNA→DNARNA→蛋白質(zhì)產(chǎn)物兩個相同的DNA一個RNA一個mRNA一條單鏈DNA蛋白質(zhì)(多肽)第55頁/共65頁項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制RNA復(fù)制實例絕大多數(shù)生物以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，如煙草花葉病毒絕大多數(shù)生物某些致癌病毒，如艾滋病病毒所有生物第56頁/共65頁[做一題][例4]

RNA干擾(RNAi)機制如下：雙鏈RNA一旦進入細胞內(nèi)就會被一個稱為Dicer的特定的酶切割成21～23個核苷酸長的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特異性識別雙鏈RNA，以ATP依賴方式切割由外源導(dǎo)入或者由轉(zhuǎn)基因、病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA，切割產(chǎn)生的SiRNA片段與一系列酶結(jié)合組成誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC)。激活的RISC通過堿基配對結(jié)合到與SiRNA同源的mRNA上，將切割該mRNA，造成蛋白質(zhì)無法合成(如下圖所示)。請據(jù)圖回答下列問題：第57頁/共65頁(1)組成雙鏈RNA的基本組成單位是________。(2)根據(jù)RNAi機制，RNAi能使相關(guān)基因“沉默”，其實質(zhì)是遺傳信息傳遞中________過程受阻。(3)通過Dicer切割形成的SiRNA，要使基因“沉默”，條件是SiRNA上有與mRNA互補配對的________。第58頁/共65頁(4)有科學(xué)家將能引起RNA干擾的雙鏈RNA的兩條單鏈分別注入細胞，結(jié)果卻沒有引起RNA干擾現(xiàn)象，請據(jù)圖分析最可能的原因_________________________________