高考生物一轮复习 第10章 基因的表达课件 新人教版 .ppt

1 rna与dna在化学组成上的区别在于 rna中含有核糖和尿嘧啶 dna中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶 2 转录是以dna的一条链作为模板 主要发生在细胞核中 以4种核糖核苷酸为原料 3 密码子位于mrna上 由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成 4 一种密码子只能决定一种氨基酸 但一种氨基酸可以由多种密码子来决定 5 决定氨基酸的密码子有61种 反密码子位于trna上 也有61种 6 基因对性状的控制有两条途径 一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物性状 二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状 一 rna的结构与分类 据图填空 1 基本单位及组成 碱基 磷酸基团 核糖 a g c u 核糖核苷酸 2 结构一般是 比dna短 有的存在局部碱基配对现象 从而具有局部双链和局部环状结构 3 分布主要在内合成 通过进入细胞质 4 分类 1 mrna 将遗传信息从传递到细胞质中 2 trna 识别密码子 3 rrna 的组成成分 单链 细胞核 核孔 细胞核 转运氨基酸 核糖体 想一想 三种rna的来源相同吗 提示 相同 都来自于转录 二 遗传信息的转录和翻译 1 试写出与 有关的知识 转录 细胞核 dna的一条链 核糖核苷酸 2 密码子 1 概念 上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 2 种类 种 其中决定氨基酸的密码子有种 种起始密码子 有3种 mrna 64 61 2 终止密码子 想一想 转录 翻译和dna复制过程中碱基互补配对方式相同吗 提示 不相同 转录 a ut ag cc g 翻译 a uu ag cc g dna复制 a tt ag cc g 三 基因 蛋白质与性状之间的关系1 中心法则 据图填空 dna的复制 翻译 转录 rna复制 逆转录 2 基因控制性状 1 基因通过来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 如白化病 2 基因还能通过控制直接控制生物体的性状 如囊性纤维病 控制酶的合成 蛋白质的结构 知识体系构建 dna mrna 密码子 多肽 或蛋白质 trna dna复制 转录和翻译的比较 1 2012 新课标卷t1d 同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白 组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同 但排列顺序不同 其原因是同一种密码子所决定的氨基酸不同 2 2012 安徽卷t5d 真核细胞内 转录的同时 核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译 3 2011 江苏卷t7b 转录时rna聚合酶能识别dna中特定的碱基序列 4 2011 江苏卷t7d 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 5 2011 海南卷t15d 细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸 6 2009 海南卷t12c 真核细胞dna复制和转录过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 1 dna复制 转录和翻译的区别和联系 1 区别 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂的间期 生物个体发育的整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 模板 dna的两条单链 dna的一条链 mrna 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 条件 解旋酶 dna聚合酶 能量 解旋酶 rna聚合酶 能量 酶 atp trna 产物 2个双链dna 1个单链rna 多肽链 复制 转录 翻译 模板去向 分别进入两个子代dna分子中 恢复原样 重新组成双螺旋结构 水解成单个核糖核苷酸 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 遗传信息的传递 dna dna dna mrna mrna 蛋白质 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 使生物表现出各种性状 2 联系 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 高考地位 本考点知识较抽象 理解难度较大 在高考命题中属于常考点之一 命题角度 1 以选择题形式考查dna复制 转录和翻译的异同点 如典例1 2 以图示为信息载体 考查遗传信息传递的相关知识及识图分析能力 如典例2 典例1 2013 淮安调研 关于基因表达的叙述中 正确的是 a 基因表达的最终场所都是核糖体b dna聚合酶催化dna转录为rnac 遗传信息只能从dna传递到rnad trna上的反密码子是由mrna转录而来 解析 基因表达过程包括转录和翻译 翻译是在核糖体上进行的 a项正确 催化dna转录为rna的酶是rna聚合酶 dna聚合酶是dna复制过程中所需的酶 b项错误 遗传信息不仅能从dna传递到rna 还能从dna传递到dna 某些病毒可发生逆转录 能将遗传信息从rna传递到dna c项错误 trna上的反密码子是由dna转录而来的 d项错误 答案 a 典例2 2013 南京四校联考 下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程 相关叙述正确的是 a 过程中碱基配对情况相同b 过程发生的场所相同c 过程所需要的酶相同d 过程中核糖体的移动方向是由左向右 解析 由图可知 为dna复制过程 碱基互补配对方式为a t g c 为转录过程 碱基互补配对方式为a u g c t a 转录主要发生在细胞核中 还可发生在叶绿体和线粒体中 翻译主要发生在细胞质中的核糖体上 过程需要解旋酶和dna聚合酶 过程需要rna聚合酶 根据肽链的长度判断 过程中核糖体移动的方向是由左向右 答案 d 基因与性状的关系 1 2010 上海高考 1983年科学家证实 引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒 hiv 是一种逆转录病毒 下列正确表示hiv感染人体过程的 遗传信息流 示意图是 解析 hiv病毒是以rna为遗传物质的病毒 能控制宿主细胞合成逆转录酶 以rna为模板逆转录成dna 该dna又和人体细胞核内的dna整合在一起 整合后的dna分子在人体细胞又可以复制 还可以转录出rna 以rna为模板翻译成病毒的蛋白质 该dna转录而来的rna可作为hiv的遗传物质 该病毒无法控制宿主细胞合成rna复制酶 故hiv的rna不能复制 答案 d 2 2010 山东高考 下列实例与基因的作用无关的是 a 细胞分裂素延迟植物衰老b 极端低温导致细胞膜破裂c 过量紫外线辐射导致皮肤癌d 细菌感染导致b淋巴细胞形成效应b 浆 细胞 解析 细胞分裂素是促进细胞分裂的物质 能维持蛋白质和核酸的合成 而蛋白质和核酸的合成与基因有关 极端低温导致细胞膜破裂的原因是细胞中的自由水形成冰 导致细胞体积增大 从而使细胞膜破裂 这与基因的作用无关 过量紫外线辐射导致皮肤细胞中的基因发生突变 从而引发皮肤癌 这也与基因的作用有关 细菌感染导致b淋巴细胞增殖和分化形成效应b细胞 而细胞分化是基因选择性表达的结果 故该过程也与基因的作用有关 答案 b 3 2008 上海高考 中心法则揭示了生物遗传信息由dna向蛋白质传递与表达的过程 请回答下列问题 1 a b c d所表示的四个过程依次分别是 和 2 需要trna和核糖体同时参与的过程是 用图中的字母回答 3 a过程发生在真核细胞分裂的 期 4 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是 5 能特异性识别信使rna上密码子的分子是 后者所携带的分子是 6 rna病毒的遗传信息传递与表达的途径有 用类似本题图中的形式表述 解析 遗传信息可以从dna流向dna 即dna的自我复制 a过程 也可以从dna流向rna 继而流向蛋白质 即遗传信息的转录 b过程 和翻译 c过程 在某些生物体内 遗传信息还可以从rna流向rna e过程 及在逆转录酶的作用下从rna流向dna d过程 在翻译过程中需要trna和核糖体同时参与 dna复制过程发生在真核细胞分裂的间期 真核细胞中 转录和翻译的主要场所是细胞核 trna能特异性识别信使rna分子并转运氨基酸 rna病毒的遗传信息传递与表达的途径 rna自我复制形成rna rna翻译成蛋白质 rna在逆转录酶的作用下形成dna dna通过转录和翻译形成蛋白质 从而表现出特定的生物性状 答案 1 dna复制转录翻译逆转录 2 c 3 间 s 4 细胞核 5 trna 转运rna 氨基酸 6 1 中心法则的理解与分析 1 所有生物的中心法则 2 细胞生物及噬菌体等dna病毒的中心法则 3 烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则 4 hiv等逆转录病毒的中心法则 高考地位 本考点知识难度不大 关键在于对不同生物遗传信息流动的识记 在高考命题中属于低频考点之一 命题角度 结合医药作用机理考查遗传信息传递过程 如典例3 典例3 2012 河北教学质量监测 下图为遗传信息传递和表达的途径 下表为几种抗生素的作用机理 结合图表分析 下列说法中正确的是 a 环丙沙星和红霉素都能抑制 过程b 青霉素和利福平均能抑制细菌的 过程c 结核杆菌的 过程都发生在细胞质中d 过程可发生在人体的健康细胞中 解析 由表可知 环丙沙星可促进dna螺旋化 由图可知 为转录过程 需要dna解旋 为翻译过程 与dna螺旋化无直接关系 青霉素和利福平抑制细菌生长的方式不同 且都与 dna复制无关 结核杆菌细胞中没有 rna的复制和 逆转录过程 在人体的健康细胞中不会有 过程 答案 d 1 概念模拟是自然科学研究中一种常用方法 在模拟生理过程时 要特别注意生理过程发生的场所 所需物质及相关条件 2 中心法则中的相关生理过程所需条件 项目 复制 转录 逆转录 翻译 dna复制 rna复制 场所 细胞核 细胞质 细胞核 细胞质 细胞质 条件 模板 dna的两条链 rna dna的一条链 rna mrna 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 4种脱氧核苷酸 20种氨基酸 酶 解旋酶 dna聚合酶 rna聚合酶 rna聚合酶 逆转录酶 缩合酶 能量 atp atp atp atp atp 项目 复制 转录 逆转录 翻译 dna复制 rna复制 信息传递方向 dna dna rna rna dna rna rna dna rna 蛋白质 产物 两个相同的dna 一个rna 一个mrna 一条单链dna 蛋白质 多肽 实例 绝大多数生物 以rna为遗传物质的生物 如烟草花叶病毒 绝大多数生物 某些致癌病毒 如艾滋病病毒 所有生物 下图为在实验室中进行的相关模拟实验 请据图回答问题 1 图中甲 乙模拟的生理过程分别是 2 图中乙过程要顺利进行 还需向试管中加入的物质或细胞结构有 3 人们通过研究发现 有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成抑制细菌的繁殖 现发现一种新型抗生素 请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌dna和人体dna的转录过程 实验步骤 第一步 取a b c d中4支试管 各加入足量的atp 核糖核苷酸 相关酶的混合溶液 第二步 第三步 预期实验结果并得出实验结论 该实验有可能会出现 种实验结果 如果出现 则说明该抗生素只阻断细菌dna的转录 不阻断人体dna的转录 解析 本题以模拟实验分析与设计为载体 考查对转录 翻译相关知识的理解能力和分析实验 设计实验的能力 1 从原料和模板可以判断出甲 乙对应的生理过程 甲中模板是dna 原料是核糖核苷酸 模拟转录过程 乙中模板是rna 原料是氨基酸 模拟翻译过程 2 翻译过程发生在核糖体上 需要trna运输氨基酸 3 注意单一变量是抗生素的有无 不加抗生素的要加入等量蒸馏水 a b试管是探究抗生素能否阻断细菌dna的转录过程 c d试管是探究抗生素能否阻断人体dna的转录过程 4种可能的结果是 能阻断细菌dna转录 不能阻断人体dna转录 能阻断细菌dna转录 也能阻断人体dna转录 不能阻断细菌dna转录 也不能阻断人体dna转录 不能阻断细菌dna转录 但能阻断人体dna转录 答案 1 转录翻译 2 trna核糖体 3 第二步 向a试管中滴加适量一定浓度的该抗生素水溶液 向b试管中滴加等量的蒸馏水 同时向a b试管中加入等量相同的细菌dna 向c试管中滴加适量一定浓度的该抗生素水溶液 向d试管中滴加等量的蒸馏水 同时向c d试管中加入等量相同的人体dna第三步 把a b c d4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后 检测4支试管中有无rna的生成4a试管中无rna生成 b试管中有rna生成 c d试管中均有rna生成 典例 为了研究遗传信息的传递途径 科学家做了如下实验 1 实验中应用了 法和 技术研究遗传信息的传递途径 2 实验设计的关键思路是 3 从实验可以看出rna的合成发生在细胞的 部位 4 细胞核交换后 b组变形虫的细胞质中出现有标记的rna分子的原因是 5 实验说明rna是遗传信息传递的 6 请你模仿艾弗里的实验 用加减物质方法 利用变形虫 实验材料 酵母菌 提取出所需要的化合物 设计实验证明蛋白质合成直接受rna的影响 只写实验设计思路 实验操作过程 关于蛋白质的鉴定及数量测定的方法及步骤不写 解析 此图是实验过程图 由图示过程及相应文字信息可知 要研究某物质的作用或转移途径 常用同位素示踪法 尿嘧啶核苷酸是合成rna特有的物质 在细胞核中合成的rna分子要进入细胞质起作用 设计实验证明蛋白质合成直接受rna的影响时 可以通过加入rna水解酶的方法实现无rna的目的 然后再与正常的进行对照 答案 1 同位素示踪细胞核移植 2 标记rna特有的物质 尿嘧啶核苷酸 3 细胞核 4 rna分子在a组变形虫细胞核内合成 在b组变形虫细胞中被释放到细胞质中 5 信使 6 用变形虫进行实验 当加入rna水解酶后 细胞中的蛋白质合成停止 再加入从酵母菌中提取出来的rna 又重新合成了一定数量的蛋白质 图形 图表是信息的重要载体和工具 是生物试卷中重要的命题形式和手段 1 题目的主要特点 1 能直观反映生物的形态 结构和生命过程 2 能高度简洁地概括生理活动之间相同点 区别和联系 2 图形 图表类型 1 生物形态 结构和生理过程图 其表现形式有实物图 模式图和示意图等 此类图来源于教材又不同于教材原图 2 生物学实验过程 从实验中获得的数据结果或是某生物现象 过程 规律的图形和图表 其表现形式有数据表格 曲线 柱形直方图等 技法归纳 3 解题策略此类题目可以从以下几方面入手 1 识图 识图是基础 辨认图示是哪类型图 表示生物哪些形态结构 生理过程 生命活动规律 从而获取有效信息 2 析图 析图是关键 根据图形分析事物的变化 探索变化规律 联想所学生物学原理 概念 规律 过程等 挖掘图示隐含信息 3 用图 用图是目的 运用图示信息 规律解决问题 高考随堂体验 1 2012 新课标全国卷 同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白 组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同 但排列顺序不同 其原因是参与这两种蛋白质合成的 a trna种类不同b mrna碱基序列不同c 核糖体成分不同d 同一密码子所决定的氨基酸不同 解析 蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序的决定与参与蛋白质合成的trna种类没有关系 这两种分泌蛋白氨基酸排列顺序不同的直接原因是mrna的碱基序列不同 核糖体都是由rrna和蛋白质组成的 自然界中几乎所有的生物共用一套遗传密码 答案 b 2 2012 安徽高考 右图表示细胞内某些重要物质的合成过程 该过程发生在 a 真核细胞内 一个mrna分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链b 原核细胞内 转录促使mrna在核糖体上移动以便合成肽链c 原核细胞内 转录还未结束便启动遗传信息的翻译d 真核细胞内 转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译 解析 依图示 该细胞内转录和翻译同时进行 可直接判断出该过程发生在原核细胞内 在翻译过程中 核糖体是在mrna上移动的 答案 c 3 2011 海南高考 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 细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸解析 真核细胞内的mrna和trna主要是在细胞核中合成的 少数rna是酶 具催化作用 mrna上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为一个密码子 trna具有特异性 一种trna只能识别并转运一种氨基酸 答案 b 4 2011 上海高考 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 但真核生物的核基因必须在mrna形成之后才能翻译蛋白质 针对这一差异的合理解释是 a 原核生物的trna合成无需基因指导b 真核生物trna呈三叶草结构c 真核生物的核糖体可进入细胞核d 原核生物的核糖体可以靠近dna解析 由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行 说明翻译的场所核糖体与dna靠得很近 答案 d 5 2010 广东高考 下列叙述正确的是 a dna是蛋白质合成的直接模板b 每种氨基酸仅由一种密码子编码c dna复制就是基因表达的过程d dna是主要的遗传物质解析 dna是蛋白质合成的间接模板 直接模板是mrna 有的氨基酸可以由几种密码子编码 dna复制是基因的传递过程 而转录和翻译才是基因的表达过程 绝大多数生物以dna为遗传物质 所以dna是主要的遗传物质 答案 d 6 2010 天津高考 根据下表中的已知条件 判断苏氨酸的密码子是 a tgub ugac acud ucu 解析 密码子为mrna上决定氨基酸的三个相邻碱基 因此根据转录和翻译过程中的碱基配对关系 dna的信息链有两种可能 若dna信息链含碱基t g 可推知mrna上相应位置上的碱基分别是a c 由trna上反密码子最后一个碱基a可推知mrna上相应位置上的碱基为u 因此苏氨酸的密码子为acu 若另一条链为信息链 则其碱基顺序为aca 由此可推知密码子为ugu 与选项不符 答案 c 7 2010 海南高考 下列关于遗传信息传递的叙述 错误的是 a 线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则b dna中的遗传信息是通过转录传递给mrna的c dna中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序d dna病毒中没有rna 其遗传信息的传递不遵循中心法则解析 dna病毒的遗传物质是dna 虽然其体内没有rna 但其遗传信息的传递是在宿主细胞内完成的 仍然遵循中心法则 答案 d 8 2010 江苏高考 铁蛋白是细胞内储存多余fe3 的蛋白 铁蛋白合成的调节与游离的fe3 铁调节蛋白 铁应答元件等有关 铁应答元件是位于铁蛋白mrna起始密码上游的特异性序列 能与铁调节蛋白发生特异性结合 阻遏铁蛋