湖北省高考生物总复习 227基因、基因的表达及基因与性状配套课件 中图版必修2.ppt

第7讲基因 基因的表达及基因与性状 基因的概念 遗传信息的转录和翻译 基因与性状的关系 知识点一基因概念的形成 许多 基因 dna 遗传效应 知识点二基因的表达 转录与翻译 1 转录 1 概念 在 中 以 的一条链为模板合成 的过程 2 过程 细胞核 dna rna 解旋酶 一条母链 4种核糖核苷酸 rna 主要是mrna dna模板链 2 翻译 1 概念 游离在细胞质中的各种 以 为模板 合成具有的过程 2 场所 模板 原料 产物 3 运载工具 配对方式 3 密码子 1 概念 上3个相邻碱基决定1个氨基酸 此3个相邻碱基称作 位置 2 种类 种 其中决定氨基酸的密码子有 种 终止密码子有 种 氨基酸 mrna 一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 mrna 20种游离的氨基酸 蛋白质 或多肽链 trna a u u a c g g c mrna 一个密码子 mrna 64 61 3 4 反密码子 1 概念 每个 上的3个碱基可以与 上的 互补配对 称为 位置 2 种类 5 中心法则提出者 克里克要点 遗传信息只能由dna传递到或由dna传递到 然后决定的特异性 内容图解 trna mrna 密码子 反密码子 trna 61 dna rna 蛋白质 议一议 若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换 这种变化是否一定反映到蛋白质的结构上 答案 不一定 因为密码子有简并性 想一想 中心法则中几个生理过程准确进行的原因是什么 答案 前者为后者的产生提供了一个精确模板 严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的 知识点三基因与性状的关系基因对性状控制的两种方式直接途径 基因的分子结构生物性状间接途径 基因生物性状基因与性状的关系 基因型 环增境条件性状 蛋白质 酶的合成 细胞代谢 判一判1 mrna trna rrna都是以dna链为模板转录而来的 2 mrna trna rrna都携带由dna转录而来的遗传信息 3 转录过程是边解旋 边转录 边释放 释放mrna等 边复制 dna又恢复双螺旋结构 4 转录过程中只有a与u g与c进行碱基互补配对 5 转录与复制的解旋过程与部位完全一致 6 复制 转录 翻译都能传递和表达遗传信息 7 密码子 反密码子存在部位不同 但翻译配对时则具有一一对应关系 8 每种氨基酸对应一种或几种密码子 可由一种或几种trna转运 但一种密码子只能决定一种氨基酸 特例 终止密码子无对应的氨基酸 且一种trna只能转运一种氨基酸 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 提示5 过程一致 部位不同 复制时dna从头至尾全解旋全复制 但转录只解旋相应基因对应的区段 基因与性状关系 1 真 原核生物基因编码序列的不同原核生物的基因编码序列是连续的 真核生物的基因编码序列 外显子 是不连续的 而是被不编码的序列 内含子 隔开 基因的结构及与dna和染色体的关系 高考地位 5年3考 2010山东 2010江苏 2009海南 2 比较两者的异同 提醒 真核细胞的基因中 只有外显子才能编码蛋白质序列 这一部分在整个基因的结构占很小的比例 3 基因与脱氧核苷酸 dna和染色体之间的关系 提醒 对于真核细胞来说 染色体是基因的主要载体 线粒体和叶绿体也是基因的载体 对于原核细胞来说 拟核中的dna分子或者质粒dna均是裸露的 没有与蛋白质一起构成染色体 对基因的考查是高考常考的内容之一 常以选择题的形式进行 也经常与相关内容结合在一起以非选择题形式出现 典例1 下图为一个真核基因的结构示意图 根据图中所示 对该基因特点叙述正确的是 a 非编码区是外显子 编码区是内含子b 非编码区对该基因转录不发挥作用c 编码区是不连续的d 有三个外显子和四个内含子 解析外显子和内含子都位于编码区 非编码区含有启动子 调节基因和操纵子等结构 对转录有控制作用 真核基因的编码区是不连续的 图示中有四个外显子和三个内含子 答案c 典例2 2013 潍坊 东营 淄博 滨州四市联考 下列有关染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的说法 不正确的是 a 基因一定位于染色体上b 基因在染色体上呈线性排列c 四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性d 一条染色体上含有1个或2个dna分子 解析基因是具有遗传效应的dna片段 dna不一定位于染色体上 因此基因不一定位于染色体上 故a错误 多个基因位于同一条染色体上 基因在染色体上呈线性排列 故b正确 不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同 基因具有多样性 而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的 因此基因又具有特异性 故c正确 没有复制的每条染色体含有1个dna分子 复制后的每条染色体含有2条染色单体 每条染色单体含有1个dna分子 故d正确 答案a 训练1 信使rna上的终止密码子不编码氨基酸 与之相对应的基因中的区段位于 a 编码区下游非编码区的终止子b 编码区上游非编码区的启动子c 编码区内d 基因的最末端 解析本题主要考查基因结构的知识 终止密码子 是由基因编码区内相应碱基转录而来的 而 终止子 位于基因的末端 即基因编码区下游非编码区内一段碱基序列 为转录终止的信号 本质属dna 答案c 一 dna复制 转录 翻译的比较1 三者的区别 基因指导蛋白质的合成过程 2012全国新课标卷 安徽卷 2011江苏卷 安徽卷 2010天津卷 海南卷 江苏卷 高考地位 5年29考 2 三者的联系 二 遗传信息 密码子和反密码子的比较1 三者的区别 2 三者的联系 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 反密码子则起到翻译的作用 3 对应关系 提醒 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 起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸 翻译终点 识别到终止密码子 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 而mrna不移动 对基因表达的考查是高考中常考的内容之一 对这一知识的考查主要体现在以下几个方面 一是转录和翻译过程中的相关变化 二是二者之间的联系和区别 三是dna 或基因 mrna trna之间的关系 四是基因结构与蛋白质结构或基因与性状之间的关系 典例3 2012 安徽理综 5 图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 破题关键 解析本题主要考查基因控制蛋白质合成的相关知识 真核细胞中 在细胞核中发生转录形成mrna mrna从核孔进入细胞质 与多个核糖体结合 原核细胞内 转录还未结束 核糖体便可结合在mrna上进行肽链的合成 即转录还未结束便可启动遗传信息的翻译 图示信息显示 转录还没有完成 多个核糖体已结合到mrna分子上 说明该细胞为原核细胞 a b d不符合题意 c符合题意 答案c 解析一种氨基酸可能有多种密码子与之对应 由于密码子与转运rna上的反密码子一一对应 也就是说一种氨基酸可能被多种转运rna搬运 答案d 中心法则及基因对性状的控制 高考地位 5年6考 2010山东卷 广东卷 2009重庆卷 广东卷 1 中心法则的理解与分析图解表示出遗传信息的传递有5个过程 1 以dna为遗传物质的生物遗传信息的传递 2 以rna为遗传物质的生物遗传信息的传递提醒 逆转录需要逆转录酶 该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因 中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则 3 中心法则与基因表达的关系 dna的复制体现了遗传信息的传递功能 发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中 dna的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能 发生在个体发育的过程中 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 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 本考点高考命题多以信息题或实验题形式结合具体生理生化过程如病毒的繁殖 某些特定蛋白 如结构蛋白 酶 蛋白质类的激素 抗体等 以及生物变异等知识进行综合考查 典例4 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 破题关键 解析hiv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hiv 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 所以a b c错误 答案d 训练3 2012 浙江五校联考 下图为人体内基因对性状的控制过程 叙述不正确的是 a 图中 过程的场所分别是细胞核 核糖体b 镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变c 人体衰老引起白发的直接原因是图中的酪氨酸酶活性下降d 该图反映了基因对性状的控制都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 解析图中 代表转录 代表翻译 转录和翻译分别发生在细胞核和核糖体 镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变 根本原因是基因突变 酪氨酸酶活性下降 导致黑色素形成减少 头发变白 图中基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 基因2通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物性状 答案d 1 辨析遗传信息 密码子和反密码子点拨遗传信息 密码子 遗传密码 反密码子的区分 辨析2组概念 规避2个易失分点 2 辨析氨基酸与密码子 反密码子的数量关系 1 每种氨基酸对应一种或几种密码子 密码子简并性 可由一种或几种trna转运 2 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 3 密码子有64种 3种终止密码子 61种决定氨基酸的密码子 反密码子理论上有61种 1 由于基因中有的片段不转录以及转录出的mrna中有终止密码子等原因 所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的6倍多 6 3 1的计算方法应注意前提条件 2 一个mrna分子上可相继结合多个核糖体 同时合成多条相同肽链 3 从核糖体上脱离下来的只是多肽链 多肽链往往还要在相应的细胞器 内质网 高尔基体 内加工 最后才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质 易失分点1混淆六类酶 解旋酶 dna聚合酶 限制酶 dna连接酶 rna聚合酶点拨 解旋酶 是dna分子复制时使氢键断裂 限制酶 是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂 dna聚合酶 是dna分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链 dna连接酶 是将两个dna分子片段的末端 缝合 起来形成磷酸二酯键 rna聚合酶 是rna复制或dna转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成rna链 逆转录酶 是某些rna病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成dna的一种酶 易失分点2错误地将下图中的多条肽链看作氨基酸序列不同点拨翻译过程中 可发生同一mrna的分子上同时结合多个核糖体的状况 由于不同核糖体均沿同一mrna分子移动 密码子阅读顺序相同 故所产生的多肽链氨基酸序列应相同 纠错演练1 2012 安徽名校模拟 下列甲 乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图 下列有关说法中 正确的是 a 甲图所示过程叫做翻译 多个核糖体共同完成一条多肽链的合成b 甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左c 乙图所示过程叫做转录 转录产物的作用一定是作为甲图中的模板d 甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对 并且碱基互补配对方式相同解析一条多肽链的合成由一个核糖体完成 转录产物有信使rna 转运rna和核糖体rna三种 转录和翻译过程中都发生了碱基配对 但碱基互补配对方式不同 如转录过程中有t和a的配对 翻译过程中则没有 答案b 2 高考改编题 一段原核生物的mrna通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽 则此mrna分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的trna个数及转录此mrna的基因中碱基数至少依次为 a 331166b 361272c 123672d 113666解析一条含有11个肽键的多肽 则含有12个氨基酸 mrna中三个碱基决定一个氨基酸 一个氨基酸至少有一种转运rna来转运 因此 mrna中至少含有36个碱基 12个转运rna dna中至少72个碱基 答案b 1 2011 海南单科 15 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主要是在细胞核内合成的 故b错误 少数rna是酶 具有催化作用 mrna上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子 trna具有特异性 一种trna只能转运一种氨基酸 答案b 遗传信息的转录和翻译 2 2010 广东理综 5 黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素 其生物合成受多个基因控制 也受温度 ph等因素影响 下列选项正确的是 a 环境因子不影响生物体的表现型b 不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相