【名师导学】高考生物第一轮总复习 4.35基因的表达课件 浙科版必修2.ppt

第4章基因的表达 本章内容主要包括三个方面 基因指导蛋白质的合成 即转录和翻译 基因对性状的控制是通过基因控制酶的合成和基因直接控制蛋白质分子的结构来影响性状的 遗传过程中的重要规律 中心法则 对遗传信息传递过程进行了综合的概括 关于基因的碱基数 mrna的碱基数 蛋白质中的氨基酸数 肽键数的有关计算 在高考卷中出题较多 1 整合 基因的复制和表达 体现了遗传信息的传递过程 反映了dna 或基因 的两个基本功能 在复习中尽量整合在一起 其核心知识是 中心法则 2 比较 dna复制 转录 翻译 dna与rna的比较等 它们既密切相关 又各不相同 通过比较可深化对这些过程和原理的理解 3 图表 遗传信息流动的过程是抽象的 但课本中的插图则将这些抽象的变化形象化直观化 因此在复习中应图文结合 有助于对生命活动本质的理解 第三十五课时基因指导蛋白质的合成 考点一遗传信息的转录 基础知识整合 1 rna的结构 1 基本单位 它是由组成 2 结构 一般是结构 3 种类 蛋白质合成的模板 形似三叶草的叶 核糖体rna rrna 的组成成分 核糖核苷酸 磷酸 核糖和含氮碱基 单链 信使rna mrna 转运rna trna 核糖体 2 转录 1 概念 在中 以为模板 合成的过程 2 原料 4种游离的 3 碱基配对原则 c g g c 细胞核 dna的一条链 rna 核糖核苷酸 a u t a 知识拓展 dna与rna的比较 典例精析 例1 右图是转录过程示意图 1 6及a链上的核苷酸种类共有 a 5种b 6种c 7种d 8种 c 考查类型 此题考查转录过程以及dna rna的基本单位的比较 解析 由图可知 dna的a链及互补链上的脱氧核苷酸共有4种 而e链是信使rna 1 2 3分别是a u c 构成的核糖核苷酸有3种 所以共有7种 此题易错选b和d 错选b d是没有注意题目问的是1 6及配对的a链上的核苷酸种类 方法归纳 dna与rna的不同体现在两个方面 一是碱基的种类不同 二是五碳糖的种类不同 考点二遗传信息的翻译 基础知识整合 1 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 3 运载工具 4 碱基配对原则 2 密码子 在决定1个氨基酸的的碱基 3 反密码子 指上可以与信使rna上的碱基的3个碱基 氨基酸 信使rna 一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 转运rna a u u a c g g c 信使rna上 三个相邻 转运rna 互补配对 知识拓展 一 dna复制 转录与翻译的比较 二 基因表达过程中有关dna rna 氨基酸的计算1 转录时 以基因的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 产生一条单链mrna 则转录产生的mrna分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半 且基因模板链中a t 或c g 与mrna分子中u a 或g c 相等 2 翻译过程中 mrna中每3个相邻碱基决定一个氨基酸 所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mrna中碱基数目的1 3 是双链dna碱基数目的1 6 典例精析 例2 回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题 1 将同位素标记的尿核苷 尿嘧啶和核糖的结合物 加入细胞培养液中 不久在细胞中可以发现被标记的 2 将从a细胞中提取的核酸 通过基因工程的方法 转移到另一个细胞b中 当转入时 其遗传信息在b细胞中得到表达并能够复制传给下一代 当转入时 在b细胞中虽能合成相应的蛋白质 但性状不会遗传 mrna trna rrna dna rna 3 已知某基因片段碱基排列如下图 由它控制合成的多肽中含有 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 的氨基酸序列 脯氨酸的密码子是 ccu ccc cca ccg 谷氨酸的是gaa gag 赖氨酸的是aaa aag 甘氨酸的是ggu ggc gga ggg 翻译上述多肽的mrna是由该基因的链转录的 以图中 或 表示 此mrna的碱基排列顺序是 若该基因由于一个碱基被置换而发生突变 所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为 脯氨酸 谷氨酸 甘氨酸 赖氨酸 写出突变后转录的模板链的碱基排列顺序 ccugaagagaag ggacttcccttc 考查类型 本题考查的知识点是遗传信息的复制与表达 解析 1 尿核苷是合成rna的原料 因此在细胞核中被标记的有mrna trna rrna 2 遗传信息在b细胞中得到表达并能复制传给下一代 说明转入物能转录 翻译 复制 转入的是dna 转入物在b细胞中只能合成相应蛋白质 但性状不能遗传 说明转入物只能发生翻译过程 转入的是rna 3 根据多肽中氨基酸排列顺序和各种氨基酸的密码子 可先确定决定第一个氨基酸即脯氨酸的三个相邻碱基或最后一个氨基酸即赖氨酸的三个相邻碱基 在尝试决定第一个氨基酸即脯氨酸的三个相邻碱基 最后一个氨基酸即赖氨酸的三个相邻碱基时 可发现与赖氨酸的密码子aaa或aag互补的是 中的后面的三个碱基ttc 再用其他的氨基酸进行验证 最终确定 为模板链 通过碱基互补配对可得到mrna的碱基排列顺序 ccugaagagaag 发生基因突变后多肽中氨基酸发生改变的是第二个谷氨酸变为甘氨酸 第二个谷氨酸对应的密码子是gag 因为突变是由一个碱基被置换而引起 因此甘氨酸对应密码子与谷氨酸对应的密码子gag只有一个碱基不同 由此推出甘氨酸对应密码子是ggg 所以突变后的模板链的碱基序列是 ggacttcccttc 方法归纳 要深刻理解中心法则的内涵 并加以灵活运用 课时练习三十六 一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔奖 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果可以检测到绿色荧光 由此可知 a 该生物的基因型是杂合的b 该生物与水母有很近的亲缘关系c 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达d 改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对 就不能检测到绿色荧光 c 解析 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后就可检测到绿色荧光 可知绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 该生物的基因型纯合或杂合与绿色荧光无关 与亲缘关系无关 改变绿色荧光蛋白基因的一个核苷酸对 不一定导致突变 因为密码子具有简并性 2 为测定氨基酸的密码子 科学家用人工mrna为模板进行细胞外蛋白质合成实验 若以 acacacacac 为mrna 则合成苏氨酸和组氨酸的多聚体 若以 caacaacaacaa 为mrna 则合成谷氨酰胺 天冬酰胺或苏氨酸三种多聚体 据此推测苏氨酸的密码子是 a acab cacc caad aac a 3 某信使rna分子中u占20 a占10 则转录该信使rna的dna分子片段中胞嘧啶占 a 35 b 30 c 70 d 无法确定 a 4 已知一信使rna片段中有30个碱基 其中a和c共有12个 那么转录该信使rna的一段dna分子中g和t的数目以及该信使rna经 翻译 而合成肽链时脱去的水分子的最大数目分别是 a 12和30b 30和29c 18和10d 30和9 d 5 下图为某生物体内相互关联的三个分子的部分结构示意图 据图 下面对分子2所述不正确的是 a 可作为蛋白质合成的模板b 其碱基序列与dna分子的模板链互补c 为转录的产物 呈单链结构d 含胸腺嘧啶不含尿嘧啶 d 解析 分子2为rna 在rna中含尿嘧啶而不含胸腺嘧啶 6 已知aug gug为起始密码 uaa uga uag为终止密码 假设编码某多肽分子的基因中一条链的碱基排列顺序为accacagtc aggaacttcgat 其中 表示省略了223个碱基 并且不含有编码终止密码的序列 若以此链为模板转录 最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是 a 74b 75c 77d 78 c 解析 由碱基互补配对原则可知原dna链accacagtc aggaacttcgat对应的mrna链为 uggugucag uccuugaag 找到其中的起始密码和终止密码 真正编码蛋白质的序列为gugucag uccuuga 其共含有14 223 237个碱基 由于终止密码不编码氨基酸 故该mrna可编码234 3 78个氨基酸 形成的多肽分子中肽键数目为78 1 77个 7 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的容错性 c 8 下图是某dna片段的碱基序列 该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为 甲硫氨酸 精氨酸 谷氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 缬氨酸 甲硫氨酸的密码子是aug 则该dna片段 a 含有两个游离态的磷酸 5种碱基b 转录的模板是甲链 其中的碱基序列代表遗传信息c 转录的mrna片段中共有18个核糖核苷酸 6个密码子d 箭头所指碱基对被替换 密码子不会改变 c 9 在蛋白质合成过程中 少量的mrna分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质 其主要原因是 a 一种氨基酸可能由多种密码子来决定b 一种氨基酸可以由多种转运rna携带到核糖体中c 一个核糖体可同时与多条mrna结合 同时进行多条肽链的合成d 一个mrna分子上可结合多个核糖体 同时进行多条肽链的合成 d 10 一种人工合成的信使rna只有两种核苷酸u和c 它们的含量是u为c的5倍 这种人工合成的信使rna有多少种可能的密码子 a 4b 6c 8d 16 c 11 有n个碱基组成的基因 控制合成一条多肽链组成的蛋白质 氨基酸的平均相对分子质量为a 则该蛋白质的相对分子质量最大为 a na bb na 3 18 n 3 1 c na 18 n 1 d na 6 18 n 6 1 d 解析 n个碱基组成的基因 最多可编码n 6个氨基酸 这些氨基酸合成一条多肽链时 脱去 n 6 1 个水分子 故该蛋白质的相对分子质量最大为na 6 18 n 6 1 二 非选择题 12 下图为人体内蛋白质合成的一个过程 据图分析并回答问题 1 图中所合成多肽链的原料可来自和 食物 自身蛋白质的分解 2 图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的过程 该过程发生在细胞的部分 3 图中 是 按从左到右次序写出 内mrna区段所对应的dna碱基的排列顺序 4 该过程不可能发生在 a 神经细胞b 肝细胞c 成熟的红细胞d 脂肪细胞 翻译 核糖体 trna 核糖体 c 13 下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图 请据图回答下列问题 1 完成过程 需要等物质从细胞质进入细胞核 atp 核糖核苷酸 酶 2 从图中分析 核糖体的分布场所有 3 已知溴化乙啶 氯霉素分别抑制图中过程 将该真菌分别接种到含溴化乙啶 氯霉素的培养基上培养 发现线粒体中rna聚合酶均保持很高活性 由此可推测该rna聚合酶由中的基因指导合成 4 用 鹅膏蕈碱处理细胞后发现 细胞质基质中rna含量显著减少 那么推测 鹅膏蕈碱抑制的过程是 填序号 线粒体功能 填 会 或 不会 受到影响 细胞质基质和线粒体 核dna 细胞核 会 14 科学家已经证明密码子是mrna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 1 根据理论推测 mrna上的三个相邻的碱基可以构成种排列方式 实际上mrna上决定氨基酸的密码子共有种 2 第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子 uuu 1959年 科学家m nireberg和s ochoa用人工合成的只含u的rna为模板 在一定的条件下合成了只有苯丙氨酸组成的多肽 这里的一定条件包括 64 61 核糖体 氨基酸 trna atp 酶等 3 继上述实验后 又有科学家用c u两种碱基相间排列的mrna为模板 检验一个密码子是否含有三个碱基 如果一个密码子中含有两个连续的碱基 则该rna指导合成的多肽链应由种氨基酸组成 若是一个密码子中含有三个碱基 则该rna指导合成的多肽链应由种氨基酸组成 4 用化学方法使一种直链状的六肽降解 其产物中测出3种三肽 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 精氨酸 缬氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甲硫氨酸 组氨酸 这种六肽的氨基酸排列顺序为 编码这个六肽的rna最多含种核苷酸 1 2 精氨酸 缬氨酸 甘氨酸 甲硫氨酸 组氨酸 色氨酸 4 15 菲尔和梅洛因发现了rna干扰现象 获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖 rna干扰的机制如下 双链rna一旦进入细胞内就会被一个称为dicer的特定的酶切割成21 23个核苷酸长的小分子干涉rna sirna dicer能特异识别双链rna 以atp依赖方式切割由外源导入或者由转基因 病毒感染等各种方式引入的双链rna 切割产生的sirna片段与一系列酶结合组成诱导沉默复合体 risc 激活的risc通过碱基配对结合到与sirna同源的mrna上 并切割该mrna 造成蛋白质无法合成 如下图所示 请分析回答下列问题 1 根据rna干扰机理 rna能使相关基因 沉默 其实质是使遗传信息传递中的过程受阻 2 通过dicer切割形成的sirna使基因 沉默 的条件是sirna上有的碱基序列 3 有科学家将能引起rna干扰的双链rna的两条单链分别注入细胞 结果却没有引起rna干扰现象 请据图分析最可能的原因是 翻译 与mrna互补配对 dicer酶只能识别双链rna 不能识别单链rna 4 研究发现 某基因上碱基