安徽省高考生物一轮复习方案（基础知识梳理+核心考点突破+试验方略展示）第19讲 基因的表达课件 新人教版.ppt

第19讲基因的表达 返回目录 返回目录 1 遗传信息的转录和翻译 考纲要求 第19讲基因的表达 知识梳理 一 rna的结构和种类1 rna的结构 1 基本单位及组成 返回目录 图6 19 1 磷酸 核糖 胞嘧啶 尿嘧啶 第19讲基因的表达 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 如转运rna 2 种类及其功能 1 mrna rna 将遗传信息从 传递到细胞质中 2 trna rna 识别密码子 3 rrna 核糖体rna 的组成成分 返回目录 单链 信使 细胞核内 转运 转运氨基酸 核糖体 第19讲基因的表达 导思 构成rna的核糖与脱氧核糖结构上的区别是什么 三种rna的结构相同吗 请翻阅教材必修2p62 核糖与脱氧核糖的结构 及p63 三种rna的结构示意图 返回目录 第19讲基因的表达 二 遗传信息的转录和翻译1 转录和翻译的模式图 返回目录 图6 19 2 第19讲基因的表达 返回目录 转录 翻译 细胞核 细胞质 dna的一条链 mrna 核糖核苷酸 20种氨基酸 rna 第19讲基因的表达 2 密码子和反密码子 1 密码子存在于 上 共有 种 决定氨基酸的密码子有 种 终止密码子有 种 不决定氨基酸 起始密码子有 种 决定氨基酸 2 反密码子存在于 上 返回目录 mrna 64 61 3 2 trna 第19讲基因的表达 三 基因对性状的控制1 中心法则的提出及发展 1 提出人 2 完善的中心法则内容 用简式表示 3 最初提出的内容包括 转录和 补充完善的内容为rna复制和 返回目录 克里克 dna复制 翻译 逆转录 第19讲基因的表达 2 基因 蛋白质与性状的关系 1 两种方式 间接控制 基因通过控制 的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 直接控制 基因通过控制 的结构 直接控制生物体的性状 2 调控生物体性状的因素 内因 外因 环境条件 返回目录 酶 蛋白质 基因 第19讲基因的表达 3 基因与性状的关系 基因与性状的关系并不都是简单的 关系 例如 生物体的一个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 有些基因则会影响多种性状 如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子 环境影响生物性状 性状 表现型 是由 和 共同作用的结果 返回目录 线性 基因型 环境 网络构建 返回目录 第19讲基因的表达 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 安徽卷 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 真核细胞的转录主要发生在细胞核中 翻译发生在细胞质中 核糖体并不进入细胞核进行翻译 返回目录 第19讲基因的表达 2 2012 课标全国卷 两种分泌蛋白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同一密码子所决定的氨基酸不同 解析 密码子具有通用性 对于生物界的各种生物来说同一密码子所决定的氨基酸是相同的 两种蛋白质氨基酸排列顺序不同的原因是参与这两种分泌蛋白合成的mrna碱基序列不同 根本原因是控制这两种蛋白质合成的基因上碱基序列不同 返回目录 第19讲基因的表达 3 2012 上海卷 在细胞中 以mrna作为模板合成生物大分子的过程包括转录和逆转录 解析 转录是以dna的一条链为模板合成mrna的过程 逆转录是以rna为模板合成dna的过程 4 2011 江苏卷 转录时rna聚合酶能识别dna中特定的碱基序列 解析 rna聚合酶能特异性识别dna中特定的碱基序列 并催化转录的进行 返回目录 第19讲基因的表达 5 2011 海南卷 细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸 解析 细胞中多种trna转运20种氨基酸 一种trna只能转运一种氨基酸 也可能多种trna转运同一种氨基酸 6 2010 广东卷 dna是蛋白质合成的直接模板 解析 蛋白质合成包括转录和翻译过程 其中mrna是蛋白质合成的直接模板 返回目录 第19讲基因的表达 考点一dna分子的复制 转录和翻译的比较1 dna分子复制 转录和翻译的比较表 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 2 遗传信息 密码子和反密码子的比较 1 区别 返回目录 第19讲基因的表达 2 联系 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 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 三者的对应关系 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 3 提醒 密码子特点 a 简并性 一种氨基酸可以有多个密码子 如亮氨酸的密码子有6种 uua uug cuu cuc cug cua b 通用性 所有生物共用一套密码子 说明所有生物可能有共同的起源或在生命本质上是统一的 反密码子的特点 a 61种决定氨基酸位置的密码子被61种反密码子识别 所以搬运20种氨基酸的转运rna有61种 b 反密码子的三个碱基与相应dna模板链上对应的碱基相同 只是dna链上碱基t的位置在trna上为u 返回目录 第19讲基因的表达 3 基因中碱基 rna中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系dna 基因 mrna上碱基数目与氨基酸数目之间的关系一般可表示为 如图6 19 4所示 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 4 综上可知 蛋白质中氨基酸数目 1 3mrna碱基数目 1 6dna 或基因 碱基数目 因为dna 基因 mrna上有一些碱基不编码氨基酸 如mrna上的终止密码子等 所以实际上编码n个氨基酸时 mrna上所需的碱基数目大于3n 基因上碱基数目大于6n 故一般题干中求氨基酸数有 最多 求碱基数有 至少 等字样 在回答有关问题时 也应加上 最多 或 至少 等字 如 mrna上有n个碱基 转录产生它的基因中至少有2n个碱基 该mrna指导合成的蛋白质中最多有n 3个氨基酸 返回目录 第19讲基因的表达 例1 2011 安徽卷 甲 乙图示真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的是 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 5 a 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子b 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行c dna分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶d 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次 返回目录 第19讲基因的表达 答案 d 解析 分析图可知 甲图以dna两条单链为模板 而乙以一条链为模板 且产物是一条链 确定甲图表示dna复制 乙图表示转录 转录不是半保留方式 产物是单链rna a项错误 真核细胞的dna复制可以发生在细胞核 线粒体及叶绿体中 转录主要发生在细胞核中 b项错误 dna复制过程解旋需要解旋酶 c项错误 一个细胞周期dna只复制一次 但要进行大量的蛋白质合成 所以转录多次发生 d项正确 返回目录 第19讲基因的表达 点评 1 dna的复制是以两条链为模板 dna的转录只是以其中的一条链为模板 2 真核细胞dna的复制场所除细胞核外 还有线粒体和叶绿体等 转录主要在细胞核中进行 线粒体和叶绿体中也有转录过程 3 真核细胞的转录主要在细胞核中 翻译在细胞质中进行 原核细胞的转录和翻译都是在细胞质中进行 返回目录 第19讲基因的表达 变式题1下列有关基因控制蛋白质合成的叙述 正确的是 a 一个密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸只能由一种trna转运b 该过程所涉及的转录和翻译过程都需要rna聚合酶和atpc 该过程遵循碱基互补配对原则 即a与t配对 g与c配对d dna转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸 返回目录 第19讲基因的表达 答案 d 解析 一个密码子只能决定一种氨基酸 但是一种氨基酸可以由多种trna转运 a项错误 转录过程需要rna聚合酶 而翻译过程需要蛋白质合成酶 两过程都需要消耗能量 atp b项错误 基因控制蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个过程 两个过程中都有a与u配对 而不是a与t配对 c项错误 dna转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸 d项正确 返回目录 第19讲基因的表达 变式题2 2013 蚌埠月考 如图6 19 6是基因控制蛋白质合成的某过程 下列叙述中不正确的是 a 结构 均可能含有碱基ub 该过程在原核细胞与真核细胞中的进行场所相同c 若 上的密码子共有a种 也有a种 与之互补配对d 的形成要经过脱水缩合 所脱出的水中的氧原子来自于羧基 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 6 答案 c 解析 是mrna 是核糖体 含rrna 是trna 均可含有碱基u a项叙述正确 该图是翻译过程 真核细胞与原核细胞均是在细胞质中进行的 b项叙述正确 终止密码子没有相应的反密码子 c项叙述错误 是多肽 其脱出的水中氧来自于羧基 d项叙述正确 返回目录 第19讲基因的表达 考点二基因与生物性状的关系的理解1 中心法则的理解与分析 1 中心法则中遗传信息的传递图解 返回目录 第19讲基因的表达 2 各类生物遗传信息的传递过程 返回目录 第19讲基因的表达 2 基因对性状控制的方式 1 直接途径 基因蛋白质结构生物性状 如镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病 2 间接途径 基因酶的合成细胞代谢生物性状 如白化病 豌豆的粒形 返回目录 第19讲基因的表达 3 基因与性状的对应关系 1 一般而言 一个基因只决定一种性状 2 生物体的一个性状有时受多个基因的影响 如基因1和基因2共同控制花的颜色 3 有些基因则会影响多种性状 如豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑 返回目录 第19讲基因的表达 4 等位基因和相对性状的关系 返回目录 第19讲基因的表达 5 基因对性状控制的复杂性基因与性状的关系并不都是简单的线性关系 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境之间存在着复杂的相互作用 这种相互作用形成了一个错综复杂的网络 精细地调控着生物体的性状 返回目录 第19讲基因的表达 提醒 生物的大多数性状是受单基因控制的 这里的 单基因 是指一对等位基因 并不是单个基因 基因控制生物体的性状 但性状的形成同时还受到环境的影响 同一生物体内不同细胞进行基因的选择性表达 所以同一生物体不同部位的细胞所含的dna 基因 相同 但合成的rna 蛋白质都不同 从而表现出不同的形态 结构和功能 返回目录 第19讲基因的表达 例2为研究某病毒的致病过程 在实验室中做了如图6 19 7所示的模拟实验 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 7 1 从病毒中分离得到物质a 已知a是单链的生物大分子 其部分碱基序列为 gaacauguu 将物质a加入试管甲中 反应后得到产物x 经测定产物x的部分碱基序列是 cttgtacaa 则试管甲中模拟的是 过程 2 将提纯的产物x加入试管乙 反应后得到产物y 产物y是能与核糖体结合的单链大分子 则产物y是 试管乙中模拟的是 过程 3 将提纯的产物y加入试管丙中 反应后得到产物z 产物z是组成该病毒外壳的化合物 则产物z是 返回目录 第19讲基因的表达 4 若该病毒感染了小鼠上皮细胞 则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自 而决定该化合物合成的遗传信息来自 若该病毒除感染小鼠外 还能感染其他哺乳动物 则说明所有生物共用一套 该病毒遗传信息的传递过程为 答案 1 逆转录 2 mrna转录 3 蛋白质 4 小鼠上皮细胞病毒rna密码子rna 返回目录 第19讲基因的表达 解析 1 rna一般为单链 碱基u是其特有成分 dna一般为双链 碱基t是其特有成分 根据题干碱基序列可判断a为rna x为dna 而以rna为模板指导形成dna的过程 我们称之为逆转录 2 根据 y是能与核糖体结合的单链大分子 推知y是rna 试管乙中模拟的是转录过程 3 根据 z是组成该病毒外壳的化合物 推知z是蛋白质 丙试管中模拟的是翻译过程 4 病毒营寄生生活 在宿主内以病毒自身的rna为模板 以宿主细胞内的原料 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸等 经一系列的化学反应最终合成rna和蛋白质外壳 组装形成新的病毒 返回目录 第19讲基因的表达 点评 巧辨dna复制 转录 翻译 逆转录和rna复制一看模板 二看原料 其他条件都满足 如下图 返回目录 第19讲基因的表达 变式题1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 排出的尿液因含有尿黑酸 遇空气后氧化变黑 如图6 19 8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 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 8 a 白化病患者细胞内不一定都含有酶bb 控制酶d合成的基因发生突变会导致黑尿病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 返回目录 第19讲基因的表达 答案 c 解析 由图示可得出控制酶b合成的基因缺陷可导致白化病 但由于基因的选择性表达 白化病患者的细胞不一定含有酶b 若控制酶d的基因发生突变 不能合成酶d 导致黑尿病 从上述内容可知白化病和黑尿病都是基因通过控制酶的合成进而影响代谢过程 以达到对生物性状的控制作用 如图中酶a基因缺陷 则会导致白化病和黑尿病同时出现 可见一个基因可影响多个基因 白化病受到酶a和酶b的控制 黑尿病受到酶a 酶c和酶d的共同影响 可见一个性状可受到多个基因的控制 返回目录 第19讲基因的表达 变式题2 2013 河北调研 图6 19 9为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图 据图分析正确的是 a 两处都有大分子的生物合成 图中dna可以与有关蛋白质结合成染色体b 处有dna rna杂合双链片段 处没有dna rna杂合双链片段 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 9 c 处有dna聚合酶参与 处没有dna聚合酶参与d 两处都发生碱基互补配对 配对方式均为a和u g和c 答案 b 解析 原核细胞没有染色体 a项错误 该图包括转录和翻译两个过程 是转录 是翻译 b项正确 转录和翻译均不需要dna聚合酶参与 c项错误 处转录还有t和a配对 d项错误 返回目录 第19讲基因的表达 备选理由 本题考查dna与rna的比较 由于篇幅限制 正文中没有设置这一考点 但这一考点也是学生容易出错的地方 所以通过此例题加深学生对二者的比较 1 2011 厦门模拟 对于下列图解 正确的说法有 表示dna复制过程 表示转录过程 共有5种碱基 共有8种核苷酸 共有5种核苷酸 a均代表同一种核苷酸a b c d 返回目录 第19讲基因的表达 答案 c 解析 由图可知 以dna的一条链为模板合成rna 表示转录 图中共有a t g c u5种碱基 8种核苷酸 a代表两种核苷酸 返回目录 第19讲基因的表达 备选理由 此题将中心法则 基因对性状的控制作用与遗传定律相结合 综合性较强 个别同学因不能将图中的信息找到 也不能将其与所学的基础知识联系在一起而出错 2 油菜细胞中有一种中间代谢产物简称为pep 其运输到种子后有如图所示的两条转化途径 科研人员根据pep的转化途径培育出了高油油菜 即产油率由原来的35 提高到了58 请回答下列问题 返回目录 第19讲基因的表达 1 基因a与物质c在化学组成上的区别是前者含有 和 2 据图可知 油