第三讲基因的表达复习课教案

1、第3讲 基因的表达.教材分析：本章为高中生物必修2（遗传与进化）第四章内容，内容上与前后章节有联系又有一定的独立性。本章之前，复习的是基因的本质，讲述的是DNA与生物性状的相关性，为本章节的复习做了铺垫，本章则是着重描述基因如何实现对性状的控制。.学情分析：本节内容对高三学生而言虽是已学过的旧知识，对大部分概念、原理基本了解，但相关知识之间的联系还比较零乱，且本节有一些概念、原理、过程的知识十分抽象，学生模糊不清，易于混淆。高三复习课教学已进行一个阶段，学生已具备有一定的自主复习构建章节知识网络及发现知识漏洞的能力.教学目标：知识目标1.能说出DNA和RNA分子的区别，及RNA的分类和作用2.

2、理解遗传信息的转录和翻译过程3.概述中心法则的提出和发展能力目标1、 能在老师的指导下，构建本章节的知识网络，2、 能应用本节的知识原理解析相关生物学现象，提高综合分析及解题能力情感目标相互交流、合作和评价.教学重点与教学难点：教学重点：转录和翻译的过程，中心法则的提出和发展教学难点：RNA的种类与作用、密码子与反密码子、启动子与终止子.教学设计思路：课前指导学生复习本章节内容，将相关知识进行整理形成网络图，在课堂展示并点评，进而导出教师的网络图，抓住贯穿整节课的主干内容，即DNA-RNA-蛋白质，再从中延伸各个知识点，使学生系统掌握本章节的内容。结合高考试题题的讲解的，进一步巩固知识，提高解

3、题能力。.课时安排：3课时.教学准备：多媒体课件.教学过程： 第一课时复习导入：在前面的孟德尔遗传实验复习中，我们已经了解了基因控制着生物的性状。那么，基因是怎样实现对性状的控制呢？我们前面学过的转基因抗虫棉，为什么能够产生抗虫的毒性蛋白，从而避免遭到虫害呢？要解决这些问题，我们就要进行今天的复习“基因的表达”也就是，基因上的遗传信息如何变成蛋白质，体现出生物性状。基础知识1RNA的种类、结构和功能(1)基本单位及组成据图填空磷酸基团；核糖；A、G、C、U；核糖核苷酸。(2)结构特点：一般是单链。(3)种类及功能mRNA：将遗传信息从细胞核传递到细胞质中。tRNA：转运氨基酸，识别密码子。rR

4、NA：核糖体的组成成分。注意除以上种类及功能外，RNA是RNA病毒的遗传物质；部分酶的化学本质是RNA。2遗传信息的转录和翻译(1)试写出有关的知识过程名称转录翻译场所主要是细胞核核糖体模板DNA的一条链mRNA原料4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸产物RNA多肽链(2)辨析密码子与反密码子密码子反密码子位置mRNAtRNA种类64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码子有3种61种功能决定相应氨基酸与mRNA上的密码子互补配对课堂高效练习1判断正误(1)若核酸中出现尿嘧啶或核糖，则必为RNA。()(2)密码子是由真核生物基因中每三个相邻的碱基组成的。(×)分析：密码子是指mRNA上决

5、定一个氨基酸的三个连续碱基。(3)决定氨基酸的密码子有64种。(×)分析：密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，另外3种是终止密码子。2下列属于核DNA复制、转录和翻译的共同之处的是 ()A时期相同 B场所相同C都需要消耗能量 D原料相同解析：选C核DNA在细胞分裂间期复制，转录和翻译在细胞任何时期都进行，A错误；核DNA的复制和转录发生在细胞核内，翻译发生在细胞质内，B错误；三者都消耗能量，C正确；DNA复制需要脱氧核苷酸，转录需要核糖核苷酸，翻译需要氨基酸，D错误。3下列有关RNA的叙述，错误的是()ARNA是某些生物遗传信息的载体和催化剂BRNA都是通过转录形成的C

6、mRNA的主要功能是把DNA的遗传信息传给蛋白质DHIV的RNA中插入某些核苷酸会导致遗传信息改变解析：选B某些病毒的遗传物质是RNA，部分酶的化学本质是RNA，A正确；有些RNA病毒的RNA可以经过RNA的复制形成，B错误；所有含DNA的生物，其DNA通过转录形成mRNA，指导蛋白质合成，C正确；HIV的RNA中插入某些核苷酸会导致RNA的碱基序列改变，从而导致遗传信息改变，D正确。高考重难点突破1遗传信息的传递与表达分析图示，回答下列问题：(1)写出各标号所表示的生理过程DNA复制，转录，翻译。(2)比较三个生理过程进行的条件 过程条件模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧

7、核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶酶能量ATP(3)若上述生理过程在某生物细胞的同一场所同时进行，则该生物是原核生物，因为原核生物细胞无核膜。中核糖体移动方向是左右(填“左右”或“右左”)，判断依据是多肽链的长短，肽链长的翻译在前。(4)由图可看出：一个mRNA上可同时结合多个核糖体，存在这种关系的意义是少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(5)若中mRNA由过程生成，则过程中遗传信息的传递过程为bcd(填字母)。(6)据图写出三个生理过程的特点边解旋边复制、半保留复制；边解旋边转录；1条mRNA上同时结合多个核糖体合成多条肽链。(7)图示三个

8、生理过程的联系2基因、mRNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系基因中碱基数mRNA碱基数多肽链中氨基酸数631，图解如下：题组巩固角度一考查基因表达的过程1关于转录和翻译的叙述中，正确的是()ARNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化转录B不同密码子编码同种氨基酸可保证翻译的速度C真核细胞的转录主要在细胞核内进行，翻译主要在细胞质基质中进行D转录时的碱基互补配对类型有4种，翻译时有3种解析：选BRNA聚合酶能与DNA的特定位点结合，催化转录，A项错误；从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度，B项正确；真核细胞翻译的场所是核糖

9、体，C项错误；转录时的碱基互补配对类型有AU、TA、CG、GC 4种，翻译时有AU、UA、GC、CG 4种，D项错误。2如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，请据图分析下面有关叙述不正确的是()AX为RNA聚合酶B该图中最多含5种碱基、8种核苷酸C过程在细胞核内进行，过程在细胞质内进行Db部位发生的碱基配对方式可能有TA、AU、CG解析：选C由图可知，过程表示转录，X表示RNA聚合酶，A正确；该图中最多含A、T、C、G、U 5种碱基，DNA和RNA共含8种核苷酸，B正确；过程表示转录，主要在细胞核内进行，也可在细胞质中进行，如线粒体或叶绿体内，过程表示翻译，在细胞质内进行，C

10、错误；b部位发生的碱基配对方式可能有TA、AU、CG，D正确。3(2016·安徽淮南模拟)核基因编码的蛋白质在细胞内的运输取决于自身氨基酸序列中是否包含了信号序列(引导蛋白质定向转移)及信号序列的差异。据图分析，下列说法错误的是()A过程形成多聚核糖体，加快了多肽链合成的效率B过程输出的蛋白质中信号序列被切除属于对蛋白质的加工 C无信号序列参与的蛋白质留在了细胞质基质D蛋白质经过程进入相应结构时无选择性解析：选D一个mRNA能同时结合多个核糖体，能在短时间内合成大量的蛋白质，A正确；内质网能对蛋白质进行加工，B正确；图中无信号序列，蛋白质作为胞质可溶性蛋白，留在了细胞质基质，C正确；

11、线粒体和细胞核都具有生物膜结构，对物质的利用具有选择性，D错误。4如图显示同一mRNA前体，在不同器官中由于剪接部分的不同而生成不同的成熟mRNA，翻译成不同蛋白质的过程。下列叙述错误的是()A降钙素与CGRP有部分氨基酸序列相同B过程是转录，过程是翻译CRNA剪接是细胞分化的原因之一DRNA剪接是真核生物基因表达调节的重要方式之一解析：选B过程是mRNA前体剪接生成成熟mRNA的过程，是转录后加工而不是转录。角度二考查基因表达过程中的计算5起始密码子AUG编码甲硫氨酸，UGA为终止密码子。若以“AATGAACTTGAATTGATGT”的互补链为模板合成一个小分子多肽，则此多肽含有的肽键为()

12、A5个B4个C3个D2个解析：选C以“AATGAACTTGAATTGATGT”的互补链为模板合成多肽，则合成多肽的直接模板mRNA碱基序列是AAUGAACUUGAAUUGAUGU，起始密码子AUG编码甲硫氨酸，UGA为终止密码子，该模板中AUG、AAC、UUG、AAU能编码4个氨基酸，形成的多肽含3个肽键。6(2016·衡阳质检)由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占26%，腺嘌呤占14%，则转录出此RNA的这个DNA中胸腺嘧啶和鸟嘌呤所占的比例分别为()A40%和60% B30%和20%C20%和30% D40%和30%解析：选C根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子及其转录形成

13、的RNA分子中，配对的两种碱基之和，在整个DNA分子及每条链中的比例都相等，即(AT)%DNA双链(AT)%DNA单链(AU)%RNA链。故根据 mRNA中AU40%，可推出转录此RNA的DNA双链中AT40%，进而推出CG60%，根据双链DNA分子中，AT、GC，可知T20%，G30%，C项正确。7胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的，其中A链中的氨基酸有m个，B链中的氨基酸有n个。下列有关叙述不正确的是()A胰岛素基因中至少有碱基数是6(mn)B胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链C胰岛素mRNA中至少含有的密码子为(mn)个DA、B两条肽链可能是经蛋白酶的作用后形成解析：

14、选B胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是(mn)，所以DNA中对应碱基数至少为6(mn)；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链；胰岛素基因转录的mRNA是一条，而形成的两条肽链中氨基酸共有(mn)个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密码子)可知，与之对应的胰岛素mRNA中至少含有的密码子应该为(mn)个；A、B两条肽链可能是形成一条肽链之后，经蛋白酶作用使肽键断裂，然后再组装成胰岛素的。 第二课时引导学生分析基因表达过程中的相关计算DNA中的碱基、mRNA中的碱基和蛋白质中的氨基酸的数量关系(1)转录时只以DNA中的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基

15、数目是DNA中碱基数目的1/2。在转录时，DNA模板链中的AT(或GC)与RNA分子中的UA(或CG)相等。在双链DNA分子中：嘌呤/嘧啶(AG)/(TC)k(模板链)，在mRNA链中：嘌呤/嘧啶(AG)/(UC)1/k。在双链DNA分子中：(AT)/(GC)n，在mRNA链中：(AU)/(GC)n。无论在双链DNA分子中，还是在单链DNA分子中以及RNA分子中，互补配对的两碱基之和(AT或GC或AU)所占总碱基的量都是相同的。(2)最值计算因为DNA中有非编码区和内含子，mRNA中有终止密码子，所以实际上DNA的碱基数要大于6n，mRNA中的碱基数要大于3n，因此在分析时常常有“至少”或“最

16、多”字样。常见的相关计算式有：氨基酸数参加转运的tRNA数参与翻译的密码子数1/3 mRNA中的碱基数1/6 DNA中的碱基数；缩合时脱下的水分子数肽键数氨基酸数肽链条数。针对练习1下列关于如图所示生理过程的叙述，正确的是()A物质1上的三个相邻碱基叫密码子B该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与C多个结构1共同完成一条物质2的合成D结构1读取到AUG时，物质2合成终止解析：选B由图可知，物质1表示mRNA，密码子是指mRNA三个相邻的、能编码1个氨基酸的碱基；图示过程表示翻译，需要以mRNA为模板、以tRNA为转运工具在核糖体上进行，核糖体的形成需要rRNA；结构1表示核糖体，物质2表示

17、多肽链，每个核糖体独立完成一条肽链；AUG是起始密码子，核糖体读取到终止密码子时，肽链合成终止。2如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法正确的是()A分析题图可知是，完成此过程的场所是细胞核B除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNAC图中翻译过程需要在核糖体上进行D能够决定氨基酸的的种类有61种解析：选C选项A，根据碱基互补配对原则，从图中的碱基组成可以确定链是转录模板，蓝藻是原核生物，没有细胞核。选项B，RNA包括mRNA(图中)、tRNA(图中)和rRNA(核糖体RNA)。选项C，图中翻译过程在核糖体上进行。选项D，能够决定氨基酸的是密码子，密码

18、子在mRNA上，是tRNA，能够决定氨基酸的密码子有61种。基础知识1中心法则据图填空DNA的复制；转录；翻译；RNA复制；逆转录。注意过程只发生在逆转录RNA病毒在宿主细胞内的增殖过程中。2基因控制性状的方式(1)直接控制机理：基因蛋白质结构生物性状实例：镰刀型细胞贫血症等。(2)间接控制机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状实例：白化病、豌豆的粒形等。3基因与性状的关系(1)由图示看出基因在染色体上呈线性排列。(2)基因与性状的关系由图中、号基因控制性状A、B、C可判断，多数情况下，一个基因控制一种性状。由图中、号基因控制性状D看出：一种性状可受到多个基因决定。由图中基因控制性状E、F、G、H

19、可知，一个基因可控制多个性状。因此，基因与性状的关系并不都是线性关系。【课堂练习】1判断正误(1)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。()(2)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。(×)分析：DNA病毒借助宿主细胞的原料，完成遗传信息的传递和表达。(3)基因与性状之间是一一对应的关系。(×)分析：一个基因可控制多个性状，一种性状可受到多个基因控制。2下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是()A基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状B过程可发生在RNA病毒中C过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D过程揭示了生物的遗传实质，过程为自

20、然选择提供进化的原材料 解析：选D蛋白质是生命活动的体现者，基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状，A正确；过程分别指逆转录和RNA复制，只可能发生在某些RNA病毒中，B正确；过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，分别形成DNA、RNA和蛋白质，C正确；过程表示转录，一般不为进化提供原材料，基因突变、染色体变异以及基因重组为生物进化提供原材料，D错误。3如图表示遗传信息的复制和表达等过程，下列相关叙述错误的是()A可用光学显微镜检测过程中是否发生碱基对的改变B过程需要模板、原料、酶和能量等基本条件C图中过程均发生了碱基互补配对D镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控

21、制生物性状解析：选A过程中发生碱基对的改变，属于基因突变，无法用光学显微镜检测到，A错误；过程是DNA的复制，过程是转录，二者都需要模板、原料、酶和能量等基本条件，B正确；过程是在两条单链DNA之间发生碱基配对，过程是在DNA与mRNA之间发生碱基配对，过程是密码子与反密码子配对，C正确；镰刀型细胞贫血症是由于碱基的替换导致基因的改变，从而引起所编码的蛋白质发生改变，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，D正确。 第三课时【高考重难点突破】遗传信息的传递与表达思考下图是生物体内遗传信息的传递和表达过程，请据图分析：(1)过程发生的场所分别是(细胞质)核糖体、宿主细胞。(2)能在人体细

22、胞中发生的过程有(填标号)，过程需要逆转录酶。(3)试写出RNA病毒遗传信息的流动途径：；。(4)遵循碱基互补配对原则的过程有(填标号)。(5)和过程，碱基配对方式完全相同吗？提示：不完全相同。中是GC，CG，AT，TA；中是GC，CG，AU，TA。归纳中心法则与基因表达的关系【题组巩固】角度一考查生物遗传信息的流动1下面是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是()A甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程的遗传信息的传递方向B乙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向C丙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒

23、)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向解析：选A胰岛细胞为高度分化的细胞，一般不增殖，也就不能进行DNA分子的复制。2据图分析，下列叙述正确的是()A只要是有细胞结构的生物体，其体内可以进行图示中的每一个生理过程B过程A、B中，碱基互补配对方式不完全相同C酵母菌体内的过程A和C可以发生在同一场所D图示过程C需要三种RNA的共同参与 解析：选D具有细胞结构的生物不能进行RNA的自我复制和逆转录过程，只有RNA病毒才能进行，A错误；A代表转录，B代表逆转录，两个过程的碱基配对方式完全相同，B错误；酵母菌是真核生物，转录过程和翻译过程不在同一场所进行，C错误；RNA有三种，即mRNA、tRNA、

24、rRNA，三种RNA都参与了过程C即翻译过程，D正确。角度二考查基因与生物性状的关系3(2016·肇庆质检)如图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出()A精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B基因可通过控制酶的合成来控制代谢C若基因不表达，则基因和也不表达D若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因发生突变解析：选C基因表达合成的是酶，若基因不表达，基因和的表达不受影响。若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，可能性之一是基因发生突变，不能合成酶，导致不能合成鸟氨酸。4白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液

25、因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是()A若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，不会导致白化病B若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病C白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的D图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制解析：选C图示白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成而间接控制生物性状的【高考真题研究】1(2015·全国卷)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为(PrPsc)(朊粒)，就具有

26、了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是()A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程解析：选C首先要理解PrPc与PrPsc的关系：PrPc本身无致病性，但其空间结构改变后，就成为具有致病性的PrPsc。朊粒是蛋白质，所以不会整合到宿主的基因组中。朊粒属于有毒的蛋白质，它是基因表达出的PrPc经诱导后改变相关结构形成的。肺炎双球菌的增殖方式为二分裂。蛋白质的功能取决于其空间结构，蛋白

27、质的空间结构改变会引起其功能发生改变。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。由题意可知，PrPc转变为PrPsc是已有的蛋白质空间结构改变的过程，不属于遗传信息的翻译过程。2(2015·全国卷)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是()A大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析：选C端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA

28、中没有端粒。端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的一种酶，RNA聚合酶催化合成的是RNA，所以端粒酶中的蛋白质不是RNA聚合酶。正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。在正常人体细胞中，端粒DNA可随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短。3(2013·全国卷)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是()A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成解析：选D一种tRNA只能携带一种氨基酸，A错误；DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，是

29、在细胞质中的核糖体上合成的，B错误；反密码子是tRNA上相邻的3个碱基，C错误；DNA能控制蛋白质的合成，真核细胞中的DNA位于细胞核、线粒体和叶绿体中，D正确。4(2015·安徽高考)Q噬菌体的遗传物质(Q RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制Q RNA。下列叙述正确的是()AQ RNA的复制需经历一个逆转录过程BQ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条Q RNA模板只能翻译出一条肽链DQ RNA复制后，复制酶基因才能进行表达解析：选B根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA翻译出了RNA复制酶，没有逆转录酶，因此Q RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程。Q噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链，因此会经历形成双链RNA的过程。据图中信息可知，该Q噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制。5(2015·海南高考)