高考生物大一轮复习 3.2.13.2.2认识基因 基因的表达课件 中图版必修2.ppt

第二章基因对性状的控制第一节认识基因第二节基因的表达 考纲考情 知识梳理 一 认识基因1 基因的提出 1 1865年 孟德尔首次提出 2 1909年 丹麦约翰逊首先提出并使用了 这个名词 2 基因概念的发展 1 摩尔根提出基因与染色体的关系是 2 1961年雅各布和莫诺进一步丰富了基因的概念 提出基因可分为结构基因 调节基因 遗传因子 基因 基因在染色体上呈线性排列 启动基因 操纵基因 3 基因的现代遗传学含义 基因是遗传的 是有 的dna序列 是组成一个 区域和 的一段dna序列 二 基因的表达 基本物质和功能单位 遗传效应 转录 转录调节 1 试写出与 有关的知识 转录 翻译 细胞核 细胞质 mrna 核糖核苷酸 20种氨基酸 rna 蛋白质 2 rna的分类及功能 细胞核内 转运氨基酸 核糖体 3 密码子 1 概念 上决定一个特定氨基酸的 2 种类 种 其中决定氨基酸的密码子有 种 种起始密码 有3种 4 中心法则 写出序号代表的过程 mrna 碱基三联体 64 61 2 终止密码 dna的复制 转录 翻译 rna的复制 rna逆转录 小题快练 1 易错判断 1 2014 海南高考t21 真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子 分析 trna上的三个碱基能与mrna上的三个相邻的碱基互补 称为反密码子 2 2013 海南高考t14d 克里克提出的中心法则对摩尔根等人得出 果蝇的白眼基因位于x染色体上 这一结论有影响 分析 克里克提出的中心法则是对遗传信息传递的一般规律的预见 而摩尔根等人得出 果蝇的白眼基因位于x染色体上 的结论是摩尔根在借鉴孟德尔的实验和萨顿的假说之后 经过精心的实验设计而得出的 3 2013 海南高考t22c 基因b1和由其突变而来的b2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码 解析 自然界中所有的生物体共用同一套遗传密码 4 2012 上海高考t7b 转录和翻译都是以mrna为模板合成生物大分子的过程 分析 转录是以dna的一条链为模板合成rna的过程 翻译是以mrna为模板合成蛋白质的过程 5 2011 海南高考t15d 细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸 分析 trna有61种 其功能是识别并转运特定的氨基酸 即细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸 6 2010 海南高考t12d 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病毒中没有rna 但其遗传信息的传递仍遵循中心法则 包括dna的复制 转录和翻译三个过程 2 关于rna的叙述 错误的是 a 少数rna具有生物催化作用b 真核细胞内mrna和trna都是在细胞质中合成的c mrna上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子d rna一般是单链 通过核孔由细胞核转移到细胞质中 解析 选b 真核细胞内的mrna和trna主要是在细胞核内合成的 少数rna是酶 具有催化作用 mrna上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子 rna一般为单链 在细胞核中经转录合成后由核孔转移到细胞质中 3 关于转录和翻译的叙述 错误的是 a 转录时以核糖核苷酸为原料b 转录时rna聚合酶能识别dna中的特定碱基序列c mrna在核糖体上移动翻译出蛋白质d 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性 解析 选c 转录时以4种核糖核苷酸为原料 rna聚合酶能识别dna中的特定碱基序列 启动转录 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性 核糖体沿着mrna移动翻译出肽链 而不是mrna在核糖体上移动 4 下图表示细胞内遗传信息的传递过程 在根尖的分生区和成熟区细胞的细胞核中 a 两者都只有 过程b 前者有 过程 后者只有 和 过程c 两者都只有 和 过程d 前者只有 和 过程 后者只有 过程 解析 选b 从图示看出 为dna复制 为转录 为翻译 在根尖分生区的细胞可进行有丝分裂 存在 过程 而在成熟区细胞中只存在 过程 5 如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质 甲 乙 下列有关叙述中 正确的是 a 遗传信息没有位于甲上 甲上能编码蛋白质的密码子有64种b 乙由三个核苷酸组成c 显然 甲 乙的合成均需要rna聚合酶的参与d 一般一种trna只能转运一种氨基酸 一种氨基酸也只能由一种trna转运 解析 选c 遗传信息没有位于甲上 甲上能编码蛋白质的密码子有61种 乙由多个核苷酸聚合而成 其一端可以携带氨基酸 另一端由三个游离的碱基构成反密码子 一般一种trna只能转运一种氨基酸 而一种氨基酸可由多种trna转运 速记卡片 1 转录与翻译的六点差异 1 场所不同 转录主要在细胞核内 翻译是在细胞质中的核糖体上 2 模板不同 转录的模板是dna的一条链 翻译的模板是mrna 3 原料不同 转录的原料是4种游离的核糖核苷酸 翻译的原料是20种氨基酸 4 所需酶不同 转录需rna聚合酶 翻译需多种酶 5 产物不同 转录的产物是rna 翻译的产物是多肽 6 碱基配对方式不同 转录特有t a 翻译特有u a 2 密码子和反密码子的两点比较 1 位置 密码子位于mrna上 反密码子位于trna上 2 数目 密码子有64种 决定氨基酸的密码子有61种 反密码子有61种 3 中心法则要点 遗传信息由dna传递到rna 然后由rna决定蛋白质的特异性 蛋白质是生物性状的体现者 考点一基因的表达 转录和翻译1 转录 翻译过程中有关图形解读 1 转录 指以dna的一条链为模板合成rna的过程 其特点是边解旋边转录 如图一 2 翻译 游离在细胞质中的各种氨基酸 以mrna为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程 如图二 碱基配对双方是mrna上密码子和trna上反密码子 故a u u a配对 不能出现t 一个核糖体与mrna的结合部位形成2个trna结合位点 翻译起点 起始密码决定的是甲硫氨酸或缬氨酸 翻译终点 识别到终止密码 不决定氨基酸 翻译停止 翻译进程 核糖体沿着mrna移动 读取下一个密码子 但mrna不移动 3 mrna与核糖体数量 翻译速度的关系图 数量关系 一个mrna可同时结合多个核糖体 形成多聚核糖体 目的意义 少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白质 方向 从左向右 见上图 判断依据是多肽链的长短 长的翻译在前 结果 合成的仅是多肽链 要形成蛋白质往往还需要运送至内质网 高尔基体等结构中进一步加工 图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mrna相同而相同 2 dna复制 转录 翻译的比较 1 区别 2 联系 高考警示 1 dna分子复制 转录和翻译过程中的碱基互补配对不同 dna分子复制时 亲代链与子代链间存在碱基互补配对 dna分子转录时 模板链与rna链间存在碱基互补配对 翻译过程中 mrna中密码子与trna中反密码子间存在碱基互补配对 2 蛋白质合成时核糖体的特点 在合成蛋白质时 在同一条mrna链上结合多个核糖体 合成若干条相同多肽链 而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成 考题回访 1 2015 威海模拟 人体细胞中的p21基因控制合成的p21蛋白可抑制dna的复制 在体外培养的人膀胱癌细胞中发现某种双链rna sarna 可介导并选择性地增强p21基因的表达 这种现象称为rna激活 其作用机制如图所示 其中ago蛋白能与sarna结合 将其切割加工成具有活性的单链rna 下列相关叙述中错误的是 a 与双链dna相比较 sarna分子中没有的碱基互补配对方式是a u 和u a b 若p21基因中某个碱基对被替换 其表达产物变为z蛋白 与p21蛋白相比 z蛋白的氨基酸数目 活性分别是p21蛋白的1 25倍和0 3倍 出现这种情况最可能的原因是p21基因突变导致转录形成的mrna上原有终止密码子变为能编码氨基酸的密码子c 研究发现哺乳动物部分基因转录形成的rna在加工成熟过程中 可形成内源sarna增强该基因的表达 这种蛋白质合成的调节方式称为正反馈调节 d 利用rna激活原理可选择性激活人的癌细胞中凋亡基因的表达 成为具有发展潜力的抗肿瘤新手段 解析 选a 双链dna中的碱基配对方式为a t c g 而双链rna中的碱基配对方式为a u c g 因此与双链dna相比较 sarna分子中没有的碱基互补配对方式是a t a错误 z蛋白的氨基酸数目是p21蛋白的1 25倍 由此可推知 在翻译z蛋白时mrna上的终止密码子已变成能编码蛋白质的密码子 从而使肽链延长 b正确 正反馈调节是指某一变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化 部分基因转录形成的rna可形成内源sarna增强该基因的表达 即该基因的作用效果反过来促进该基因的表达 属于正反馈调节 c正确 根据题干信息 rna激活原理可激活癌细胞中的凋亡基因的表达来抵抗肿瘤 d正确 2 2013 江苏高考 图 分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程 请回答下列问题 1 细胞中过程 发生的主要场所是 2 已知过程 的 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54 链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29 19 则与 链对应的dna区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 3 由于基因中一个碱基对发生替换 而导致过程 合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸 密码子有auu auc aua 变成苏氨酸 密码子有acu acc aca acg 则该基因的这个碱基对替换情况是 4 在人体内成熟红细胞 效应b淋巴细胞 记忆细胞 效应t淋巴细胞中 能发生过程 而不能发生过程 的细胞是 5 人体不同组织细胞的相同dna进行过程 时启用的起始点 在 都相同 都不同 不完全相同 中选择 其原因是 解题指南 解答本题 需要注意以下两点 1 dna复制以两条链为模板 转录以一条链为模板 2 发生碱基对替换时 是一个碱基对替换导致氨基酸改变 解析 1 过程 以dna两条链为模板 是dna复制过程 过程 以dna一条链为模板 是转录过程 2 如图 据图分析 与 链对应的dna区段中腺嘌呤 a 所占的碱基比例为 27 25 2 26 3 密码子的变化是一个碱基发生改变 auu acu auc acc aua aca 对应的dna碱基对的变化为t a替换为c g或a t替换为g c 4 没有分裂能力的细胞不进行dna复制 成熟红细胞 效应b淋巴细胞 效应t淋巴细胞三者都不进行dna复制 人体内成熟红细胞中没有细胞核 不能进行转录和翻译过程 而效应b淋巴细胞和效应t淋巴细胞能进行转录和翻译过程 5 是转录过程 不同细胞基因选择性表达 转录的基因不完全相同 答案 1 细胞核 2 26 3 t a替换为c g a t替换为g c 4 效应b淋巴细胞和效应t淋巴细胞 5 不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达 3 如图为蛋白质的合成过程示意图 请据图回答有关问题 1 图一中发生在细胞核中的过程是 2 图一中基因表达的最后一阶段是在 中完成的 这一过程中还需要mrna 氨基酸 和 3 图一中 称为 在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mrna上的遗传信息联系起来的物质是 4 图二为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程 对此过程的理解错误的是 a x在mn上的移动方向是从右到左 所用原料是氨基酸b 多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链c 该过程直接合成的t1 t2 t3三条多肽链中氨基酸的顺序相同d 合成mn的场所是细胞核 而x一定附着在内质网上 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 识别该细胞为真核细胞 因为有核膜 2 清楚图中数字和字母的含义 图一中的 为rna聚合酶 为mrna 为密码子 为氨基酸 为核糖体 图二中mn为mrna x为核糖体 t1 t2 t3为三条多肽链 解析 1 细胞核中dna分子正在进行转录 2 基因表达的最后阶段是在核糖体上完成的 这一过程称为翻译 翻译需要mrna 氨基酸 atp trna和酶 3 为mrna上相邻的三个碱基 应该属于密码子 由于trna一端含有反密码子 另一端携带相应的氨基酸 所以trna是将多肽链中氨基酸种类与mrna上的遗传信息联系起来的物质 4 图二表明 多聚核糖体是以mrna 核糖核酸 为模板 以20种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的 根据多肽链的长短可以判断 x在mn上是从左向右移动的 由题图可看出 同时有多条多肽链在合成 能够加快蛋白质的合成速率 由于t1 t2 t3的模板相同 都是mn 因此其上氨基酸顺序也相同 mrna的合成场所是细胞核 而核糖体既可附着在内质网上 也可游离在细胞质中 答案 1 转录 2 核糖体酶trnaatp 3 密码子trna 4 a d 延伸探究 当图二中x或图一中 在细胞内数量增多时 推断细胞核内哪种结构体积增大 并说明原因 提示 核仁 因为x和 均为核糖体 其合成与核仁有关 核仁的大小与细胞合成蛋白质的多少有关 蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体多 核仁大 知识总结 转录 翻译过程中数量关系归纳基因中能编码蛋白质的碱基数是6m 4 2015 枣庄模拟 一个mrna分子有m个碱基 其中g c有n个 由该mrna合成的蛋白质有两条肽链 则其模板dna分子的a t数目 合成蛋白质时脱去的水分子数目最多分别是 a m m 3 1b m m 3 2c 2 m n m 3 1d 2 m n m 3 2 解题指南 解答本题的过程示意图如下 解析 选d 由mrna上g c有n个 可推知整个dna分子上g c有2n个 则dna上含有a t 2m 2n 2 m n 又知合成了2条肽链 则最多脱去的水分子数 m 3 2 延伸探究 该蛋白质最多含多少个肽键 提示 m 3 2 脱去的水分子数和形成的肽键数相等 加固训练 1 若某dna分子中有1000个碱基对 则由它所控制形成的信使rna中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过 a 166和55b 166和20c 333和333d 333和20 解析 选d dna分子中有1000个碱基对 即有碱基2000个 则由其所控制形成的信使rna中含有碱基1000个 mrna上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 这3个碱基即为1个密码子 则1000个碱基中含有密码子最多333个 排除a b项 合成的蛋白质中含有的氨基酸个数最多为333个 但氨基酸的种类不超过20种 2 2013 浙江高考 某生物基因表达过程如图所示 下列叙述与该图相符的是 a 在rna聚合酶作用下dna双螺旋解开b dna rna杂交区域中a应与t配对c mrna翻译只能得到一条肽链d 该过程发生在真核细胞中 解题指南 解答本题需从三个方面进行分析 1 dna的转录和翻译过程 转录是形成mrna的过程 翻译是指以mrna为模板形成蛋白质的过程 2 碱基互补配对原则 dna rna杂交区域中a与u配对 3 真核细胞和原核细胞在基因表达上的不同 真核细胞中转录和翻译不能同时进行 而在原核细胞中 由于没有细胞核 所以转录和翻译可以同时进行 解析 选a 本题综合考查基因表达相关过程和识图能力 涉及rna聚合酶的作用 杂交区域碱基配对情况 多聚核糖体 真核细胞和原核细胞基因表达时间和空间上的异同等内容 a项中 图示过程为dna的转录和翻译过程 通过图示可知 在rna聚合酶的作用下dna双螺旋解开 同时开始mrna的延伸 故正确 b项中 dna rna杂交区域中 dna链上的碱基a与rna链上的碱基u配对 故错误 c项中 由图可知 多个核糖体结合在该mrna上 该mrna翻译能得到多条相同的肽链 故错误 d项中 根据图示 转录和翻译同时进行 该过程发生在原核细胞中 故错误 考点二中心法则的理解与分析1 不同生物的中心法则 1 细胞生物及噬菌体等dna病毒的中心法则 2 烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则 3 hiv等逆转录病毒的中心法则 2 中心法则体现了基因的两大基本功能 1 对遗传信息的传递功能 它是通过dna复制完成的 发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中 2 对遗传信息的表达功能 它是通过转录和翻译完成的 发生在个体发育过程中 高考警示 1 逆转录病毒的遗传物质是rna 但不存在rna复制现象 逆转录过程中需要逆转录酶的参与 2 只有遗传物质为dna的生物才遵循dna复制 转录 翻译这个完整过程 3 中心法则的过程都遵循碱基互补配对原则 考题回访 1 2015 济宁模拟 在生物体内性状的表达一般遵循dna rna 蛋白质的表达原则 下面有关这个过程的说法不正确的是 a 在细胞的一生中 dna一般是不变的 rna和蛋白质分子是变化的b dna rna主要是在细胞核中完成的 rna 蛋白质是在细胞质中完成的c rna是蛋白质翻译的直接模板 dna是最终决定蛋白质结构的遗传物质d dna rna会发生碱基互补配对过程 rna 蛋白质不会发生碱基互补配对过程 解析 选d 在细胞的一生中 dna一般是不变的 因基因的选择性表达 rna和蛋白质分子是变化的 故a正确 dna rna的转录过程主要是在细胞核中完成的 rna 蛋白质的翻译过程是在细胞质的核糖体中完成的 故b正确 mrna是蛋白质翻译的直接模板 蛋白质是由基因控制的 所以dna是最终决定蛋白质结构的遗传物质 故c正确 dna rna和rna 蛋白质都会发生碱基互补配对过程 故d不正确 2 下列关于中心法则的四个选项中 错误的是 解题指南 解答本题需明确 1 转录和复制的条件 2 转录和逆转录的模板 原料和产物均不同 解析 选d 逆转录是以rna为模板 脱氧核苷酸为原料合成dna的过程 该过程仅发生于某些rna病毒在宿主细胞内的增殖过程中 3 右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验 下列相关叙述合理的是 a 若x是mrna y是多肽 则管内必须加入氨基酸b 若x是dna y含有u 则管内必须加入逆转录酶c 若x是trna y是多肽 则管内必须加入脱氧核苷酸d 若x是hiv的rna y是dna 则管内必须加入dna酶 解题指南 解答本题的关键是明确以下两点 1 中心法则各过程的模板 原料和产物 2 不同生物遗传信息传递所需条件 解析 选a 若x是mrna y是多肽 则管内发生的是翻译过程 因此 管内必须加入氨基酸 若x是dna y含有u 则y为rna 管内发生的是转录过程 不需要加入逆转录酶 而需要加入rna聚合酶等 若x是trna y是多肽 则管内发生的是翻译过程 不需要加入脱氧核苷酸 若x是hiv的rna y是dna 则管内发生的是逆转录过程 需要加入逆转录酶 延伸探究 1 若a选项成立 试管中还需要其他rna吗 提示 需要 如a选项所述 表示翻译过程 则试管中还需要有其他rna 如trna 2 若图中x y均是rna 此演示过程能否针对大肠杆菌 能否在大肠杆菌体内发生 提示 不能针对大肠杆菌 因为rna的复制只能针对某些病毒 如果某些rna病毒侵染大肠杆菌 此过程可以在大肠杆菌体内发生 知识总结 遗传信息的传递方向和产物分析 1 从模板分析 如果模板是dna 生理过程可能是dna复制或转录 如果模板是rna 生理过程可能是rna复制或逆转录或翻译 2 从原料分析 如果原料为脱氧核苷酸 产物一定是dna 生理过程可能是dna复制或逆转录 如果原料为核糖核苷酸 产物一定是rna 生理过程可能是转录或rna复制 如果原料为氨基酸 产物一定是蛋白质 或多肽 生理过程是翻译 3 从产物分析 如果产物为dna 生理过程可能是dna复制或逆转录 如果产物为rna 生理过程可能是rna复制或转录 如果产物是蛋白质 或多肽 生理过程是翻译 加固训练 1 2013 新课标全国卷 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b dna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 解题指南 解题时应注意以下两点 1 密码子具有简并性 一种氨基酸可由多种trna携带 但一种trna只能携带一种氨基酸 2 细胞核 细胞质中的dna都可以控制蛋白质的合成 从而控制生物的性状 解析 选d 一种trna只能携带一种氨基酸 a项错误 dna聚合酶是蛋白质 在细胞质中的核糖体上合成 b项错误 反密码子位于trna上 c项错误 线粒体是半自主性细胞器 其dna能控制某些蛋白质的合成 d项正确 2 用链霉素或新霉素处理 可以使核糖体与单链dna分子结合 这一单链dna分子可以代替mrna合成多肽 这说明 a 遗传信息可以从dna流向rnab 遗传信息可以从rna流向dnac 遗传信息可以从dna流向蛋白质d 遗传信息可以从蛋白质流向dna 解析 选c 单链dna分子可以代替mrna合成多肽 说明单链dna分子可以完成翻译过程 使遗传信息从dna流向蛋白质 备选考点 遗传信息 密码子和反密码子的比较1 区别 2 联系 1 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 通过转录 使遗传信息传递到mrna的核糖核苷酸的排列顺序上 2 mrna的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 反密码子则起到识别密码子的作用 3 对应关系 考题回访 根据表中的已知条件 判断苏氨酸的密码子是 a tgub ugac acud ucu 解析 选c mrna上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 每3个这样的碱基称做1个密码子 据表mrna的密码子和trna上的反密码子互补配对 可推知mrna的密码子最后的碱基为u dna的一条链为tg 另一条链为ac 若dna转录时的模板链为tg 链 则mrna的密码子为acu 若dna转录时的模板链为ac 链 则mrna的密码子为ugu 联系各选项知 苏氨酸密码子为acu 满分答题规则 1 关注题设中限制条件的要求 准确回答问题 如本题回答 时 若忽略 基因表达的角度