【优化方案】高考生物总复习 第6章第3讲基因的表达课件 大纲人教版.ppt

第3讲基因的表达 高频考点突破 第讲基因的表达 3 基础自主梳理 实验专题探究 命题视角剖析 即时达标训练 基础自主梳理 一 基因的概念 载体及功能 3 染色体 dna 基因的数目关系 1 一般来说 每条染色体上含一个dna分子 2 每个dna分子上有很多个基因 3 每个基因中又含有成百上千个 脱氧核苷酸 思考感悟某dna分子中所含脱氧核苷酸数是否与其上基因中所含脱氧核苷酸总数相等 提示 不相等 基因仅是具有遗传效应的dna片段 一个dna分子中脱氧核苷酸的数目远大于这个dna中每个基因中脱氧核苷酸的数目之和 二 基因控制蛋白质的合成1 合成过程 2 遗传密码 1 概念 上决定一个氨基酸的3个相邻碱基 2 种类 生物体共有 个密码子 其中决定氨基酸的密码子有 个 3 转移rna 1 作用 运载 的工具 其一端上的三个碱基能专一性地与 上3个特定的碱基配对 2 特点 一种trna只能运载一种氨基酸 信使rna 64 61 氨基酸 信使rna 三 dna与rna的区别1 dna是规则双螺旋结构 rna是单链 2 dna的基本单位是四种 rna的基本单位是四种 3 dna的四种碱基是 rna的四种碱基是 4 dna是脱氧核糖 rna是核糖 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 a t g c a u g c 四 中心法则的图解表达式为五 基因对性状的控制途径1 通过 来控制代谢过程 从而控制生物性状 2 通过控制 来直接影响性状 控制酶的合成 蛋白质分子结构 高频考点突破 3 基因与相关概念之间的关系 2 遗传信息与遗传密码的关系 对象 内容 项目 对象 内容 项目 名师点拨 不同生物的遗传信息不同 但几乎所有生物共用一套遗传密码 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 请根据以下有关概念的相互关系图作答 1 图中数字序号所表示的物质分别是什么 2 a表示 过程 b表示 过程 解析 1 图示中 依次代表基因 蛋白质 mrna和酶 或酶 激素 2 a b分别表示dna分子复制与基因控制蛋白质合成的翻译过程 答案 1 基因蛋白质mrna 或rna 酶 或酶 激素 2 复制翻译 1 复制 转录和翻译的比较 3 基因中的碱基 rna中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系 名师点拨 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 且一种trna只能转运一种氨基酸 转移rna trna 具有两个特异性端 一端为氨基酸臂 是携带一定氨基酸的 一端为反密码子环 其上裸露着三个碱基 称为反密码子 不同的转移rna反密码子不同 若一个trna的反密码子是cga 那么它运载的氨基酸一定是丙氨酸 因为丙氨酸的遗传密码 gcu 与其反密码子 cga 具有互补配对关系 也就是说 trna所携带的氨基酸 其遗传密码一定是与该trna的反密码子互补配对的 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 2011年黄冈高三调研 一般情况下与实验情况不相符的是 a 相同的dna复制后可能形成不同的dnab 一个dna分子转录出不同的rnac 相同的氨基酸都由相同的密码子决定d 相同的rna只能携带一种氨基酸 解析 选c 本题考查dna的复制和基因的表达 难度中等 dna的复制中可以发生基因突变 复制产生不同的dna 一个dna分子上具有很多个基因 可以转录产生很多不同的rna 转移rna转移氨基酸具有专一性 但是由于密码的简并 一个氨基酸可以对应多个密码子 1 中心法则的内容图解图解表示出遗传信息传递的5个途径 1 a表示dna dna 或基因到基因 主要发生在细胞核中的dna自我复制过程中 表示遗传信息的传递 2 b表示dna rna 主要发生在细胞核中的转录过程 3 c表示rna 蛋白质 发生在细胞质中核糖体上的翻译过程 b c共同完成遗传信息的表达 4 d表示rna dna 少数rna病毒 sars病毒 hiv在宿主细胞内的逆转录过程 5 e表示rna rna 以rna作为遗传物质的生物 如rna病毒 的rna自我复制过程 2 各类生物遗传信息的传递过程 名师点拨 细胞生物 包括真核生物和原核生物 以及以dna作为遗传物质的生物均只发生dna复制 转录和翻译过程 而不能发生逆转录和rna的复制 以rna作为遗传物质的逆转录病毒则只能发生逆转录 图中d rna dna的逆转录 和e rna rna的rna自我复制 过程 在病毒单独存在时不能进行 只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才发生 逆转录需要逆转录酶催化 逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶 它能以已知的mrna为模板合成目的基因 这是获得目的基因的重要手段 3 中心法则与基因表达的关系 1 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 2 dna的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能 发生在个体的生长发育过程中 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 根据下图回答 1 图示的过程叫 2 如果在 过程中出现差错 就会造成基因突变 3 对变形虫来说 过程 是 之间的遗传信息传递 4 除过程 外 另一个在细胞核内进行的过程是 5 在本身所具有的核糖体内进行的过程是 该过程以 为原料 以 为能源 6 对中心法则的一个重要补充是 该过程于1970年在某些 中发现 7 过程 是 的生物所具有的 步骤 叫做 8 dna不能直接控制蛋白质的合成 而要通过mrna间接地控制蛋白质合成 原因是 解析 本题以中心法则为主线 以蛋白质合成为重点 综合考查学生对相关概念的理解 解题时应注意审题并要细心 如第三问涉及过程 dna的复制 对于单细胞真核生物变形虫来说 dna的复制及细胞的有丝分裂过程就是亲代 子代的繁殖过程 因而过程 dna的复制是亲代与子代间传递遗传信息 再如 5 明确提出 在本身所具有的核糖体内 进行蛋白质合成过程 这就排除了寄生在细菌体内 利用细菌体内的原料 场所进行蛋白质合成的噬菌体等生物的可能性 因而只能选 而不能选 答案 1 中心法则 2 dna的复制 3 亲代与子代 4 转录 5 翻译氨基酸atp 6 逆转录致癌病毒 7 rna复制没有dna以rna为遗传物质的翻译 8 dna是大分子物质 且与蛋白质结合构成染色体 不能通过核孔进入细胞质 实验专题探究 探究性实验结果的预测和分析1 实验结果与实验结论 1 实验结果是实验过程中观察到的现象或收集到的数据 如实验对象呈现的特殊颜色 气味 形态 生理等方面的变化 因此实验结果应是对实验现象的直接陈述 是实验反应的客观存在 2 实验结论是在实验结果的基础上 根据已有知识进行的合理迁移 通过对实验现象的分析 比较 抽象概括而得出的定性表述 是对以后实践活动具有指导作用的 规律性 认识 如鉴定葡萄糖是还原糖的实验中 实验结果是 葡萄糖与斐林试剂加热后出现砖红色沉淀 实验结论是 葡萄糖是还原糖 2 探究性实验的结果预测与结论 1 假设与结论 假设是根据现有的科学理论 事实 对所研究的对象设想出的一种或几种可能性的答案或解释 实验结果预测一般与假设相对应 若实验结果与预期结果一致 则得出与先前的假设一致的结论 即假设成立 反之 假设不成立 2 探究性实验的结果和结论不惟一 需分情况讨论 实战演练 专项提能 小试牛刀 已知放线菌素d是rna合成抑制剂 下面是根据海胆受精卵在有放线菌素d和无放线菌素d存在的情况下培养时 14c标记的缬氨酸参与蛋白质合成的实验结果绘制的曲线图 请据图回答有关问题 1 直接参与将14c 缬氨酸掺入新合成蛋白质的细胞器是 该过程称为 所依赖的模板是 合成该分子所需要的原料是 2 有人说从受精开始到10小时之内 蛋白质合成所依赖的模板分子的来源是未受精卵原有的mrna 受精10小时以后 合成蛋白质的模板来自受精卵新合成的 海胆细胞内新合成蛋白质所依赖的模板主要是受精卵新合成的 你同意上述结论吗 说明理由 3 若本题要求设计实验探究放线菌素d对rna合成的影响 请完成以下设计思路并对结果预测和得出结论 实验思路 以海胆受精卵为实验材料 分成两组 编号为a b a组在 的情况下培养 b组在 的情况下培养 对14c标记的缬氨酸参与蛋白质合成的情况进行检测 时间段为受精后25小时 比较检测结果 结果预测和结论 a 若检测结果显示a组的放射性远高于b组 则说明 b c 解析 蛋白质合成的直接模板是mrna 其合成需要4种核糖核苷酸 从曲线图可以看出 从受精开始到10h之内 无论是否加放线菌素d处理 蛋白质分子的放射性基本相同 10h以后 加放线菌素d处理的实验组蛋白质放射性明显减小 说明从受精开始到10h之内 合成蛋白质的模板mrna来自受精卵原有的 10h以后 合成蛋白质的模板来自受精卵新合成的 探究实验的设计可参考题目所提供的信息 设置对照组 未加入放线菌素d 实验组 用放线菌素d处理 来培养海胆受精卵 对14c标记的缬氨酸参与蛋白质合成的情况进行检测 因为是探究性实验 应有三种预测结果 答案 1 核糖体翻译mrna核糖核苷酸 2 同意 因为加入放线菌素d的处理组受精10小时后蛋白质分子放射性明显减小 即蛋白质合成明显减少 而对照组蛋白质合成显著上升 3 无放线菌素d有放线菌素d a 放线菌素d对rna合成有抑制作用b 若检测结果显示a组的放射性远低于b组 则说明放线菌素d对rna合成有促进作用c 若检测结果显示a b两组的放射性大体相当 则说明放线菌素d对rna合成无影响 命题视角剖析 视角1紧扣教材重点 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的关系 a g的空间结构一般表现为双螺旋 g被彻底水解后的产物是b c db g的成分与rna的成分相比 主要差异在于碱基和五碳糖种类上c e是g的基本单位 g在i上呈线性排列d 人的体细胞的遗传物质是dna 其在细胞核和细胞质中都存在 思路点拨 本题考查基因的化学组成及其与相关物质或结构的关系 考查识图分析 运用知识分析的判断能力 解答本题的关键是识图 明确图示中a i所代表的物质或结构 然后联想再现相关基本知识 运用知识分析每一选项作出正确判断 尝试解答 c 解析 由图示信息可知 e是脱氧核苷酸 b c d是组成e的成分 脱氧核糖 磷酸和含氮碱基 g是dna分子 i是染色体 dna分子一般是规则的双螺旋结构 彻底水解后形成一分子脱氧核糖 一分子磷酸和一分子含氨碱基 dna分子中的碱基是a t g c 五碳糖是脱氧核糖 rna分子中的碱基是a u g c 五碳糖是核糖 脱氧核苷酸是dna分子的基本单位 基因 f 在染色体 i 上呈线性排列 人的体细胞的遗传物质是dna 在细胞核内是组成染色体的主要成分 在细胞质的线粒体中也存在 互动探究 1 若检测i物质的成分 应选用何种试剂 2 若去除图示最后一环节 即 h i 则图示可表示烟草花叶病毒的物质组成 则b c d e各代表什么物质 若有g h i 则可代表哪一种细胞器组成 提示 1 双缩脲试剂 二苯胺试剂 2 b c d e分别代表核糖 磷酸 含氮碱基 核糖核苷酸 前三者顺序可颠倒 核糖体 翻译过程的综合考查1 有的氨基酸具有两种或两种以上的密码子 如亮氨酸 精氨酸各有六种密码子 所以 决定氨基酸的密码子种类数 61种 多于氨基酸种类数 约20种 此现象称为密码子的 简并性 视角2洞察高考热点 2 蛋白质合成的起始密码子aug和gug同时也决定相应的氨基酸 甲硫氨酸和缬氨酸 而终止密码子是由不对应任何氨基酸的无义密码子决定的 具体有三个密码子 即uaa uag uga 所以 密码子表中有64个密码子 但真正决定氨基酸的密码子为61个 3 遗传密码子对于所有生物都是通用的 这是基因工程的理论基础之一 也是进化历程中生物间具有一定亲缘关系的证据之一 2010年高考江苏卷 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 阻遏铁蛋白的合成 当fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合fe3 而丧失与铁应答元件的结合 能力 核糖体能与铁蛋白mrna一端结合 沿mrna移动 遇到起始密码后开始翻译 如图所示 回答下列问题 1 图中苷氨酸的密码子是 铁蛋白基因中决定 的模板链碱基序列为 2 fe3 浓度低时 铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 从而抑制了翻译的起始 fe3 浓度高时 铁调节蛋白由于结合fe3 而丧失与铁应答元件的结合能力 铁蛋白mrna能够翻译 这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响 又可以减少 3 若铁蛋白由n个氨基酸组成 指导其合成的mrna的碱基数远大于3n 主要原因是 4 若要改造铁蛋白分子 将图中色氨酸变成亮氨酸 密码子为uua uug cuu cuc cua cug 可以通过改变dna模板链上的一个碱基来实现 即由 尝试解答 1 ggu ccactgacc ccagtcacc 2 核糖体在mrna上的结合与移动fe3 细胞内物质和能量的浪费 3 mrna两端存在不翻译的序列 4 c a 解析 1 由翻译的特点 肽链合成过程中每结合一个氨基酸 核糖体就向右移动3个碱基的距离 由图可知甘氨酸对应密码子应为ggu 甘 天 色氨酸对应mrna的碱基序列为ggugacugg 所以相应基因模板链碱基序列为 ccactgacc 也可以是 ccagtcacc 转录方向与前者相反 2 从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mrna起始密码上游的特异性序列 当fe3 浓度低时 铁调节蛋白会与铁应答元件结合 干扰核糖体在mrna上的结合与移动 从而抑制翻译的 起始 当fe3 浓度高时 fe3 会与铁调节蛋白结合 使翻译正常进行 这样既可以避免fe3 对细胞的毒性影响 又可以减少细胞内物质和能量的