高考生物一轮复习（基础知识巩固+考点互动探究+考例考法直击+教师备用习题）第6单元 遗传的分子基础 第19讲 基因的表达课件.ppt

基础知识巩固 考点互动探究 考例考法直击 教师备用习题 第19讲基因的表达 考试说明 1 遗传信息的转录和翻译 2 基因与性状的关系 一 rna的组成 结构与类型1 比较dna与rna 链接教材 t u t u dna dna dna rna rna rna 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 1 信使rna mrna 合成的直接模板 2 核糖体rna rrna 的重要组成成分 3 转运rna trna 的转运工具 4 病毒rna 病毒的遗传物质 5 酶 少数酶为rna 可 化学反应活化能 起催化作用 链接教材 2 rna的种类及功能 蛋白质 核糖体 氨基酸 某些 降低 二 遗传信息的转录和翻译1 转录的过程 链接教材 图6 19 6 rna聚合酶 一条链 核糖核苷酸 rna dna链 双螺旋结构 链接教材 2 基因的表达 图6 19 7 氨基酸 trna 核糖体 mrna 多肽或蛋白质 链接教材 3 转录和翻译的比较 图6 19 8 链接教材 1 试写出与 有关的知识 转录 翻译 细胞核 细胞质中核糖体 dna的一条链 mrna 核糖核苷酸 rna 链接教材 2 图6 19 8中 填数字标号 为密码子 其种类为 种 决定氨基酸的共有 种 终止密码子有 种 3 图示中的 填数字标号 为反密码子 存在于 上 64 61 3 trna 三 基因对性状的控制1 中心法则及补充 链接教材 1 最初提出的内容包括 2 补充的内容为rna的复制和 图6 19 9 a b c 逆转录 1 基因控制性状的途径 链接教材 2 基因 蛋白质与性状的关系 蛋白质的结构 酶的合成 代谢过程 2 基因与性状并不都是简单的 关系 3 环境影响生物性状 性状 表现型 是 和 共同作用的结果 链接教材 图6 19 10 线性 多 一种 基因型 环境 衔接课堂 1 正误辨析 1 真核生物基因上每三个相邻的碱基组成一个反密码子 2 若核酸中a t c g 则为单链dna 若核酸中a t c g 则一般认为是双链dna 3 要确定一种核酸是dna还是rna 必须知道碱基的种类或五碳糖的种类 4 mrna trna rrna都是以dna链为模板转录而来的 都携带有遗传信息 5 基因在翻译时所需trna与氨基酸种类数不一定相等 衔接课堂 6 真核生物的核基因必须在mrna形成之后才能翻译形成蛋白质 但原核生物的mrna通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译 7 dna聚合酶和rna聚合酶的结合位点分别在dna和rna上 8 一个含n个碱基的dna分子 转录形成的mrna分子的碱基数是n 2个 9 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 10 核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析 1 基因上的碱基排列顺序可以称为遗传信息 而mrna上决定氨基酸的三个相邻的碱基被称为密码子 trna上与mrna上密码子互补配对的三个相邻碱基被称为反密码子 4 mrna trna rrna中只有mrna携带有遗传信息 5 氨基酸与trna并不一定是一一对应关系 有的氨基酸可由多种trna转运 6 原核细胞因无核膜 因此转录和翻译可以同时进行 而真核细胞的细胞核有核膜 因此在细胞核内转录产生的mrna需通过核孔进入细胞质中与核糖体结合后才能进行翻译 7 dna聚合酶与rna聚合酶的结合位点都在dna上 8 不具遗传效应的dna片段不转录 不会形成mrna 所以mrna分子的碱基数小于n 2个 9 自然界中所有的生物体共用同一套遗传密码 10 由于密码子的简并性等原因 不同的核苷酸序列可表达出相同的蛋白质 基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状 因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 衔接课堂 2 热图解读图6 19 11为蛋白质的合成图示 请据图思考 1 图甲表示真核细胞的 过程 图中 是 是 表示正在合成的4条 翻译的方向是 图6 19 11 翻译 mrna 核糖体 多肽链 自右向左 衔接课堂 2 图乙表示 细胞的 过程 图中 是 表示正在合成的4个 在核糖体上同时进行翻译过程 3 图甲 乙中显示mrna与核糖体的数量关系为 这种数量关系的意义是 原核 转录和翻译 dna模板链 mrna 一个mrna上可同时结合多个核糖体 少量的mrna分子可以迅速合成大量的蛋白质 考点一dna复制 转录与翻译的比较 1 区别 2 联系 1 dna分子复制 转录和翻译过程中均有碱基互补配对 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 图6 19 12 2 基因中碱基 rna中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系 即蛋白质中氨基酸的数目 1 3mrna中的碱基数目 1 6dna 基因 中的碱基数目 图6 19 13 3 巧辨遗传信息 密码子和反密码子 1 界定遗传信息 密码子 遗传密码 反密码子 图6 19 14 2 辨析氨基酸与密码子 反密码子的数量关系 每种氨基酸对应一种或几种密码子 密码子的简并性 可由一种或几种trna转运 一种密码子只能决定一种氨基酸 一种trna只能转运一种氨基酸 密码子有64种 3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子 反密码子理论上有61种 图6 19 15 考向1基因控制蛋白质的合成1 2016 西安一模 图6 19 16中 分别表示人体细胞中的三种生理过程 下列叙述正确的是 a 的原料是核糖核苷酸b 的产物都是 的模板c 中核糖体沿mrna向右移动d 能完成 的细胞都能完成 典例追踪 图6 19 16 典例追踪 答案 c 解析 分析题图 为dna复制过程 所需原料是脱氧核苷酸 a项错误 为转录过程 其产物有mrna trna和rrna三种 作为翻译过程模板的只能是mrna b项错误 翻译过程中核糖体的移动方向就是肽链延长的方向 即图中从左向右的方向 c项正确 活细胞都能完成转录和翻译 但只有分裂的细胞才能完成dna的复制 d项错误 2 图甲表示的是遗传信息的模拟实验 x为模板 图乙表示的是基因表达的某一过程 下列相关叙述中正确的是 a 如果x是rna 则产物y不可能是dnab 若图甲模拟的是图乙表示的过程 则x为dna y为mrnac 图乙中完成全部过程后 为同一种物质d 图乙中 为核糖体的主要成分之一 典例追踪 图6 19 17 答案 c 解析 以rna为模板 可以进行rna复制 也可以进行逆转录形成dna a项错误 图乙表示翻译过程 如果图甲中模拟该过程 则x为mrna y为多肽 b项错误 由于图乙中的翻译过程共用一条模板 所以完成翻译过程后 形成的产物 为同一种物质 c项正确 核糖体的主要成分是蛋白质和rrna 是mrna 不属于核糖体的成分 d项错误 典例追踪 3 如图6 19 18是某双链dna片段及其控制合成的一段多肽链 甲硫氨酸的密码子是aug 有关说法错误的是 甲硫氨酸 精氨酸 谷氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 缬氨酸 a 转录的模板是乙链b 该dna片段含有2个游离磷酸基团c 转录形成的mrna片段中至少有18个核糖核苷酸 6个密码子d 若箭头所指碱基对被替换 则其编码的氨基酸序列可能不会改变 典例追踪 图6 19 18 答案 b 解析 根据甲硫氨酸的密码子可推出转录的模板链是乙链 一个完整的dna分子有两个游离的磷酸基团 对中间的一段dna片段来说没有游离的磷酸基团 图中共6个氨基酸 在不考虑终止密码的情况下 转录形成的mrna片段中至少有18个核糖核苷酸 6个密码子 若图示箭头位置碱基对被替换 由于密码子的简并性 则其编码的氨基酸序列可能不会改变 典例追踪 易错提醒转录 翻译过程中的四个易错点 1 转录的产物不只是mrna 还有trna rrna 但只有mrna携带遗传信息 3种rna都参与翻译过程 只是作用不同 2 翻译过程中mrna并不移动 而是核糖体沿着mrna移动 进而读取下一个密码子 3 转录和翻译过程中的碱基配对原则不是a t 而是a u 4 并不是所有的密码子都决定氨基酸 其中终止密码子不决定氨基酸 不同生物共用一套遗传密码 考向2考查密码子与反密码子的关系4 mrna上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换 则识别该密码子的trna及转运的氨基酸发生的变化是 a trna一定改变 氨基酸一定改变b trna不一定改变 氨基酸不一定改变c trna一定改变 氨基酸不一定改变d trna不一定改变 氨基酸一定改变 典例追踪 答案 c 解析 因trna上反密码子与mrna上的密码子配对 故密码子的一个碱基发生替换 对应的trna一定改变 又因一种氨基酸可能对应多种密码子 故密码子改变不一定会引起氨基酸的改变 5 如图6 19 19表示蓝藻dna上遗传信息 密码子 反密码子间的对应关系 请判断下列说法中正确的是 a 分析题图可知 链是 链 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 能够转运氨基酸的 的种类有64种 典例追踪 图6 19 19 答案 c 解析 根据碱基互补配对原则 从图中 的碱基组成可以确定 链是转录的模板 蓝藻是原核生物 没有细胞核 rna包括mrna 图中 trna 图中 和rrna 核糖体rna 图中翻译过程在核糖体上进行 是trna 能够转运氨基酸 理论上其种类有61种 典例追踪 考点二中心法则及基因与性状的关系 1 中心法则 1 总表达式 dna的复制 转录 翻译 rna的复制 逆转录 图6 19 20 2 各类生物遗传信息的传递过程 易错提醒 dna复制 转录和翻译是所有具有细胞结构的生物和dna病毒遵循的遗传信息传递法则 rna复制和逆转录只发生在被rna病毒寄生的细胞中 而在其他生物体内不能发生 中心法则中每一过程都遵循碱基互补配对原则 所以每一过程都能准确进行 但是配对原则有所不同 真核细胞中能进行碱基互补配对的场所有四个 即细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 2 基因与性状并不都是简单的线性关系 1 一般而言 一个基因决定一种性状 2 生物体的一种性状有时受多个基因的影响 如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关 3 有些基因可影响多种性状 如 基因1可影响b和c性状 考向1中心法则过程分析1 2016 大庆一模 中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程 如图6 19 21所示 相关叙述不正确的是 a 细胞分裂间期发生的过程有a b cb 需要trna和核糖体同时参与的过程是cc 真核生物中 a和b两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质d 健康的人体内不会发生d和e过程 典例追踪 图6 19 21 典例追踪 答案 c 解析 a e过程分别为dna复制 转录 翻译 逆转录和rna复制 细胞分裂间期主要进行dna分子的复制和有关蛋白质的合成 即发生a b c过程 a项正确 翻译的场所是核糖体 原料氨基酸由转运rna运输 b项正确 真核生物中 dna复制和转录发生的主要场所都是细胞核 c项错误 只有被某些病毒侵染的细胞才发生逆转录或rna复制过程 d项正确 2 图甲 图乙表示细胞内相关的生理活动 下列表述不正确的是 a 图甲所示生理活动涉及图乙中的a b c f g过程b 图乙中涉及碱基a与u配对的过程为b c d e过程c 遗传信息也可以由rna传递给dnad 可运用放射性同位素示踪技术研究a过程中的半保留复制 典例追踪 图6 19 22 典例追踪 答案 a 解析 图甲表示遗传信息的转录和翻译过程 对应图乙中的b和c过程 a错误 图乙中涉及碱基a与u配对的过程有转录 b 翻译 c 逆转录 e rna复制 d b正确 分析图乙可知 遗传信息可以从rna通过逆转录过程流向dna c正确 运用同位素示踪技术可证明dna分子的复制是半保留复制 d正确 归纳提炼1 利用图示分类剖析中心法则图示中1 8为转录过程 2 5 9为翻译过程 3 10为dna复制过程 4 6为rna复制过程 7为逆转录过程 图6 19 23 2 中心法则各生理过程确认的三大依据 考向2基因对性状的控制3 下列关于基因 蛋白质与性状的关系的描述中 正确的是 a 皱粒豌豆种子中 编码淀粉分支酶的基因被打乱 不能合成淀粉分支酶 淀粉含量低而蔗糖含量高b 人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的c 基因与性状呈线性关系 即一种性状由一个基因控制d 囊性纤维病患者中 编码一个cftr蛋白的基因缺失了3个碱基 这种变异属于染色体结构变异 典例追踪 典例追踪 答案 a 解析 皱粒豌豆的dna中插入了一段外来dna序列 打乱了细胞中编码淀粉分支酶基因的正常表达 导致淀粉合成减少 运输到种子细胞中的淀粉减少 人类白化病是基因通过控制酪氨酸酶的合成来控制代谢过程 进而间接控制生物的性状 有些基因参与了多种性状的控制 有些性状由多种基因控制 编码cftr蛋白的基因缺失了3个碱基导致的是基因分子结构的改变 该种变异属于基因突变 4 如图6 19 27为人体中基因对性状控制过程示意图 据图分析可以得出 a 过程所遵循的碱基互补配对方式相同b 基因1 2对生物性状的控制方式相同c m1和m2不可能同时出现在同一个细胞中d 老年人头发变白的原因是头发基部的黑色素细胞中不含m2 典例追踪 图6 19 27 典例追踪 答案 c 解析 过程 为转录 发生在细胞核中 过程 为翻译 发生在细胞质内的核糖体上 二者遵循的碱基互补配对方式不完全相同 基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 基因2通过控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物的性状 m1和m2分别是基因1和基因2转录出的mrna 由于基因的选择性表达 基因1在红细胞中处于表达状态 在皮肤细胞中处于关闭状态 基因2在皮肤细胞中处于表达状态 在红细胞中处于关闭状态 所以m1和m2不可能同时出现在同一个细胞中 老年人头发基部的黑色素细胞衰老 导致细胞中酪氨酸酶的活性降低 黑色素合成减少 提醒 1 2016 全国卷 某种物质可插入dna分子两条链的碱基对之间 使dna双链不能解开 若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质 下列相关叙述错误的是 a 随后细胞中的dna复制发生障碍b 随后细胞中的rna转录发生障碍c 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期d 可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 答案 c 解析 dna是边解旋边复制或边转录的 该物质插入dna分子中后dna双链不能解开 会导致dna的复制和转录过程发生障碍 a b项正确 dna的复制发生在分裂间期 故该物质可将细胞周期阻断在分裂间期 c项错误 该物质可阻断细胞周期 因此对癌细胞的增殖有抑制作用 d项正确 2 2016 江苏卷 近年诞生的具有划时代意义的crispr cas9基因编辑技术可简单 准确地进行基因定点编辑 其原理是由一条单链向导rna引导核酸内切酶cas9到一个特定的基因位点进行切割 通过设计向导rna中20个碱基的识别序列 可人为选择dna上的目标位点进行切割 见图6 19 28 下列相关叙述错误的是 a cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成b 向导rna中的双链区遵循碱基配对原则c 向导rna可在逆转录酶催化下合成d 若 链剪切位点附近序列为 tccagaatc 则相应的识别序列为 uccagaauc 图6 19 28 答案 c 解析 蛋白质都是基因表达的结果 翻译阶段在核糖体上完成 a项正确 核酸中的双链区都是通过碱基互补配对连接在一起的 碱基配对都要遵循碱基互补配对原则 b项正确 逆转录是指以rna为模板合成dna的过程 所以向导rna不可能通过逆转录过程产生 c项错误 识别序列属于向导rna中的序列 所以识别序列中有u而没有t 其余的碱基与 链剪切位点附近序列的碱基相同 d项正确 3 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d prpc转变为prpsc的过程属于遗传信息的翻译过程 答案 c 解析 据题可知 朊粒是一种蛋白质 其侵入机体后不可能整合到宿主的基因组中 a项错误 朊粒的增殖是蛋白质 prpc 结构的改变 而肺炎双球菌的增殖方式是二分裂 其过程不仅有dna分子的复制 还有蛋白质的合成 二者并不相同 b项错误 由于结构和功能相适应 因此蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 c项正确 prpc转变为prpsc的过程属于蛋白质结构的改变 而遗传信息的翻译过程是核糖体上合成肽链的过程 d项错误 4 2015 安徽卷 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6 19 29所示 然后利用该复制酶复制q rna 下列叙述正确的是 a q rna的复制需经历一个逆转录过程b q 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d q rna复制后 复制酶基因才能进行表达 图6 19 29 答案 b 解析 逆转录过程是以rna为模板合成dna的过程 q rna在复制酶的作用下复制产生q rna的过程不属于逆转录过程 a项错误 q rna的复制遵循碱基互补配对原则 需以q rna为模板先合成双链q rna b项正确 由题意可知 q 噬菌体中的q rna可以作为模板合成三种蛋白质 因此一条q rna模板翻译出的肽链不止一条 c项错误 q rna的复制需要rna复制酶的催化作用 复制酶基因的表达应在q rna复制之前 d项错误 5 2014 四川卷 将牛催乳素基因用32p标记后导入小鼠乳腺细胞 选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养 下列叙述错误的是 a 小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸b 该基因转录时 遗传信息通过模板链传递给mrnac 连续分裂n次后 子细胞中32p标记的细胞占1 2n 1d 该基因翻译时所需trna与氨基酸种类数不一定相等 答案 c 解析 本题理解基因及其与染色体的关系是解题的关键 动物细胞中有dna和rna dna由四种脱氧核苷酸形成 有四种碱基 a t c g rna由四种核糖核苷酸形成 有四种碱基 a u c g 两种核酸共有5种碱基和8种核苷酸 a项正确 基因是有遗传效应的dna片段 dna中的四种碱基的排列顺序包含了遗传信息 当转录形成mrna时 遗传信息也就传递给mrna b项正确 dna为双链结构 dna复制为半保留复制 染色体 没复制时一条染色体含一个dna分子 是dna的载体 体细胞中的染色体复制一次 细胞分裂一次 染色体数保持不变 细胞分裂n次 形成2n个细胞 其中有32p的细胞是2个 所以子细胞中32p标记的细胞占1 2n 1 c项错误 由于密码子的简并性 一种氨基酸可能对应几个密码子 所以trna与氨基酸种类数不一定相等 d项正确 1 美国科学家安德鲁 菲尔和克雷格 梅洛发现了rna干扰现象 这是一个有关控制基因信息流程的关键机制 下列有关rna的叙述中 错误的是 a 有的rna具有生物催化作用b trna rrna和mrna都是基因转录的产物c mrna上有多少个密码子就有多少个trna与之对应d 分化后的不同形态的细胞中mrna的种类和数量有所不同 解析 c有的rna是酶 具有生物催化作用 rna 包括trna rrna和mrna 是基因转录的产物 mrna上的终止密码子没有与之对应的trna 细胞分化形成不同形态的细胞是基因选择性表达的结果 不同形态的细胞中mrna种类和数量有所不同 2 如图是蛋白质合成时trna分子上的反密码子与mrna上的密码子配对情形 以下有关叙述错误的是 a trna上结合氨基酸分子的部位为甲端b 与此trna反密码子配对的密码子为ucgc 图中戊处上下链中间为氢键d 蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的 核糖体沿着mrna由丙到丁移动 解析 b由题图可知 trna上结合氨基酸分子的部位是甲端 a项正确 trna分子上的反密码子的读取方向是从甲端到乙端 高端 低端 即cga 那么与之互补配对的密码子应为gcu b项错误 单链trna分子中部分碱基通过氢键互补配对 形成三叶草结构 c项正确 由密码子gcu可知 在翻译过程中 核糖体是沿着mrna由丙向丁移动 d项正确 3 关于图示生理过程的说法 正确的是 a 能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核b mrna上所含有的密码子均能在trna上找到与其相对应的反密码子c 该图表示的是转录和翻译d 该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供 解析 c由图可知 该图所示的生理过程包括转录和翻译 且转录和翻译是同时进行的 故图示生理过程发生在原核生物细胞内 原核生物无真正的细胞核 无线粒体 mrna上的终止密码子在trna上找不到与其相对应的反密码子 4 下图为基因控制蛋白质合成示意图 相关分析正确的是 a 真核细胞中a过程只发生在细胞核中 需要rna聚合酶的催化b 由蛋白质和trna组成 其形成与核仁有关c 的形成方式是脱水缩合 脱去的水中的氧只来自羧基d 上携带的氨基酸是赖氨酸 解析 ca过程是转录 真核细胞中转录除发生在细胞核中外 还可以发生在线粒体 叶绿体中 a项错误 是核糖体 核糖体由蛋白质和rrna组成 b项错误 是trna 其上的反密码子是aag 所对应的密码子是uuc 携带的氨基酸应该是苯丙氨酸 d项错误 5 如图表示某细胞中遗传信息的传递 据图分析 下列相关叙述正确的是 a dna双链在细胞核中合成 多肽链在细胞质中合成b 图中酶a代表dna聚合酶 酶b代表rna聚合酶c 转录形成mrna时 游离的核糖核苷酸有序地与dna链上的碱基相撞d 结构c与mrna的结合部位会形成2个tr