2011高考生物复习：认识基因、基因的表达课件.ppt

第二章基因对性状的控制第一 二节认识基因基因的表达 一 基因 的提出孟德尔在解释豌豆性状的遗传时提出 生物的性状是由 遗传因子 决定的 基因 的概念是由首先提出和使用的 两者含义 丹麦遗传学家约翰逊 完全一致 二 基因概念的发展1 摩尔根通过果蝇的遗传实验证明 基因在染色体上呈排列 一条染色体上含有基因 2 比德尔和泰特姆通过链孢霉实验证明 特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的 提出了 3 艾弗里的实验证明 基因的本质是 线性形式 若干个 一基因一酶说 肺炎双球菌体外转化 DNA 4 1953年 沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型 从分子水平上认识到 基因是的一段核苷酸序列 是遗传的 可编码 5 雅各布和莫诺的大肠杆菌乳糖代谢的调节实验证明 基因是可分的 从功能上可以把基因分为负责编码蛋白质的以及负责调节其他基因功能的和起调控作用的 DNA分子 功能单位 一段肽链或一段RNA 结构基因 调节基因 启动基因 操纵基因 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸的关系 是DNA的主要载体 一般情况下每条染色体上有1个DNA分子 是主要的遗传物质 基因是有遗传效应的DNA序列 每个DNA分子含有很多个基因 基因是决定生物性状的基本单位 基因在染色体上呈线性排列 基因中碱基的排列顺序 或脱氧核苷酸的排列顺序 代表遗传信息 每个基因中含有许多个脱氧核苷酸 DNA 基因 的基本组成单位 深化拓展 1 基因的位置 核基因 细胞核内 质基因 线粒体 叶绿体内 2 DNA分子有许多基因 相邻基因之间有一段不能控制生物性状且无遗传效应的基因区间 起到 连接 或 隔开 作用 即DNA分子中包含 基因片段 和 非基因片段 只有 基因片段 中脱氧核苷酸的排列顺序才代表遗传信息 并非DNA上所有脱氧核苷酸序列都代表遗传信息 3 生物体内的DNA分子数目小于基因总数 生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 4 DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础 生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性 生物界多样性的根本原因是核酸的多样性 1 2009 溧阳调研 豌豆的高茎基因 D 与矮茎基因 d 的根本区别是 A 分别控制显性和隐性性状B 所含的密码子不同C 脱氧核苷酸的排列顺序不同D 染色体上位置不同解析 基因是有遗传效应的DNA片段 不同的基因脱氧核苷酸的排列顺序不同 因而携带的遗传信息不同 答案 C 2 用a表示DNA b表示基因 c表示脱氧核苷酸 d表示碱基 则四者的关系是 解析 一个DNA上有许多个基因 每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸 每个脱氧核苷酸由一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮的碱基构成 答案 C 1 大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上是的 是被不编码的序列隔开 称为 基因中的编码序列 称 和非编码序列 称 往往交替排列 2 两个基因共用一段重叠的核苷酸序列称为基因 3 有些基因在染色体上的位置可以移动 这类基因称为基因 也叫 4 现代遗传学认为 基因是遗传的基本单位 它携带了逐代传递的信息 是组成一个区域和调节的一段序列 不连续 断裂基因 外显子 内含子 重叠 可动 转座因子 物质和功能 DNA 转录 转录 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 2 比较两者的异同3 非编码区与非编码序列的区别非编码区位于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游和下游 而非编码序列除包括非编码区外还包括真核细胞基因编码区的内含子 3 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 4 人的凝血因子基因 含有186000个碱基对 有26个外显子 25个内含子 能编码2552个氨基酸 这个基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为 A 4 B 51 76 C 1 3 D 25 76 解析 本题考查对基因结构的理解 真核细胞的基因中 只有外显子才是能编码氨基酸序列的碱基序列 已知能编码2552个氨基酸 每编码一个氨基酸需要3个碱基对 所以该基因中外显子的碱基对数就是2552 3 7656个 用此数除以186000即可得出答案 答案 A 1 DNA的功能 1 传递遗传信息 在生物的传种接代过程中 通过复制把遗传信息传递给下一代 2 表达遗传信息 在生物的个体发育过程中 使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上来 从而使后代表现出与亲代相似的性状 2 RNA的种类及功能mRNA 信使RNA 携带DNA的遗传信息 作翻译的模板 tRNA 转运RNA 搬运氨基酸的工具 其上的反密码子与mRNA上密码子的碱基配对 rRNA 核糖体RNA 组成核糖体的主要成分 DNA和RNA的比较 注意学生用书不要 项目 核酸种类 深化拓展 1 来源DNA可通过DNA的复制或逆转录形成 RNA可通过转录或RNA的复制形成 2 判断依据若核酸中出现碱基T或五碳糖是脱氧核糖 则必为DNA 若A T C G则最可能为双链DNA A T C G则为单链DNA 若出现碱基U或五碳糖是核糖 则一定为RNA 即要确定是DNA 还是RNA必须知道碱基的种类或五碳糖的种类 是单链还是双链还必须知道碱基比率 5 经测定 甲 乙 丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表 这3种生物的核酸分别为 A 双链DNA 单链DNA RNAB 单链DNA 双链DNA RNAC 双链DNA RNA 单链DNAD RNA 单链DNA 双链DNA 解析 由表格中碱基种类可知 甲中有T无U 且碱基数目A T C G 所以甲最可能是单链DNA 乙中有T无U 且碱基数目A T G C 则最可能是双链DNA 丙中有U无T 则为RNA 答案 B 6 甲生物核酸的碱基比例为 嘌呤占46 嘧啶占54 乙生物遗传物质的碱基比例为 嘌呤占34 嘧啶占66 则以下分别表示甲 乙生物正确的是 A 蓝藻 变形虫B T2噬菌体 豌豆C 硝化细菌 绵羊D 肺炎双球菌 烟草花叶病毒解析 对有细胞结构的生物 其遗传物质一定是DNA 且碱基组成中嘌呤 嘧啶 50 据此将A B C排除 答案 D 1 转录在中 DNA分子首先解开双链 以其中的为模板 按照合成的过程 通过转录DNA分子上的遗传信息传递到上 2 翻译在细胞质的上 严格以为模板 以为运载工具 合成具有一定顺序的蛋白质的过程 细胞核 一条链 碱基互补配对原则 RNA RNA 核糖体 mRNA tRNA 氨基酸 3 密码子 1 概念 在上决定1个特定氨基酸的碱基三联体 2 种类 种 其中决定氨基酸的密码子有种 4 反密码子 1 概念 上可以与mRNA上的互补配对的3个碱基 2 种类 种 mRNA 64 61 tRNA 密码子 61 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 1 转录 翻译与DNA复制的比较 基因功能之间的联系 3 遗传信息 密码子 反密码子的区别与联系 7 如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程 AA代表氨基酸 下列叙述正确的是 A 能给该过程提供遗传信息的只能是DNAB 该过程合成的产物一定是酶或激素C 有多少个密码子 就有多少个反密码子与之对应D 该过程中有水产生 解析 翻译的直接模板是mRNA而不是DNA A项不对 翻译的产物是多肽 经过加工后形成蛋白质 而酶与激素不都是蛋白质 B项不对 终止密码子不与氨基酸对应 所以没有与终止密码子对应的反密码子 C项也不对 氨基酸脱水缩合形成多肽 D项正确 答案 D 8 DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表 则tRNA UGC 所携带的氨基酸是 A 赖氨酸B 丙氨酸C 半胱氨酸D 苏氨酸 解析 考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律 根据碱基互补配对原则 DNA分子模板链上的碱基序列与mRNA上碱基序列互补 mRNA上碱基序列与tRNA头部特定的三个碱基互补 因此 tRNA碱基序列与DNA分子模板链上的碱基序列相同 U用T代替即可 故tRNA为UGC时 对应的DNA模板链的碱基序列为TGC 即苏氨酸 答案 D 1 中心法则图解 如下图 2 中心法则五个过程的比较 误区警示 1 高等动植物只有DNA复制 转录 翻译三条途径 但具体到不同细胞情况不尽相同 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有 但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径 只有转录和翻译两条途径 哺乳动物成熟的红细胞无信息传递 2 RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中 是后来发现的 是对中心法则的补充和完善 3 逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成 4 根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程 如模板为DNA 原料为脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 即可确定为DNA物复制 转录 5 进行碱基互补配对的过程 上述五个都有 进行互补配对的场所有四个 即细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 6 需要解旋酶的过程 DNA复制 两条链都作模板 和转录 DNA的一条链作模板 9 下列各细胞结构中 可能存在碱基互补配对现象的有 染色体 中心体 纺锤体 核糖体A B C D 解析 染色体存在于细胞核中 复制时可发生碱基互补配对现象 在核糖体上翻译蛋白质时 mRNA要与tRNA进行碱基互补配对 答案 B 10 如图所示 给以适宜的条件各试管均有产物生成 则能生成DNA的试管是 A a和dB b和cC 只有bD 只有c解析 由图示每支试管中所加入的物质可判断每支试管内所模拟的生理过程 即a为DNA复制 b为DNA转录 c为RNA自我复制 d为逆转录 e为蛋白质合成 翻译 产生DNA的是DNA物复制和RNA逆转录过程 答案 A 1 DNA 基因 mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系在蛋白质的合成过程中 是以DNA 基因 的两条链中的一条为模板 合成一条mRNA单链 因此 DNA的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍 在翻译时 mRNA每三个相邻碱基决定一种氨基酸 其数目彼此间的关系一般可表示为 如图 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 2 计算中 最多 和 最少 的分析 1 翻译时 mRNA上的终止密码不决定氨基酸 因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些 2 基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些 3 在回答有关问题时 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个氨基酸 特别提醒 解题时应看清是DNA上 或基因中 的碱基对数还是个数 是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数 11 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个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数 依次为 A 32 11 66B 36 12 72C 12 36 24D 11 36 72 解析 此多肽含有11个肽键 所以含有氨基酸12个 所以mRNA上的密码子至少12个 mRNA上的碱基数至少为12 3 36个 决定氨基酸的密码子是12个 所以需要的tRNA也是12个 因为mRNA中碱基至少有36个 所以转录它的基因中碱基数至少为36 2 72个 答案 B 例1 新题快递 下图全面展示了蛋白质的合成过程 合成过程的主要步骤由数字标注 结构用字母标注 简要描述图中标注数字的每个步骤的名称或主要内容 1 步骤1 2 步骤2 3 步骤3 4 步骤4 5 步骤5 6 步骤6 7 步骤7 8 步骤8 写出每个结构的名称 1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 6 F 7 G 8 H 9 I 10 J 尝试自解 答案 1 DNA双链解开 2 转录 3 碱基配对 4 mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质 5 携带氨基酸的tRNA进入位点 6 翻译 7 卸下氨基酸的tRNA离开位点 8 tRNA携带氨基酸 1 DNA 2 核糖核苷酸 3 RNA聚合酶 4 mRNA 5 核膜 6 核孔 7 tRNA 8 氨基酸 9 核糖体 10 肽链 例2 2009 上海 17 某条多肽的相对分子质量为2778 若氨基酸的平均相对分子质量为110 如考虑终止密码子 则编码该多肽的基因长度至少是 A 75对碱基B 78对碱基C 90对碱基D 93对碱基尝试自解 思路点拨 根据题中条件可知 该多肽由30个氨基酸组成 如考虑终止密码子 则控制合成该肽链的密码子共31个 编码多肽的基因碱基数为31 6 186 共93对碱基 答案 D 例3 如图表示DNA 基因 控制蛋白质合成的过程 分析回答 DNA片段 基因 mRNA U A G A A G tRNA A U C U U C 氨基酸 1 图中标出的碱基符号 包括 种核苷酸 2 DNA双链中 链为转录的模板链 遗传信息存在于 链上 密码子存在于 链上 填数字序号 3 如合成胰岛素 共需51个氨基酸 控制合成该蛋白质的基因上 至少含有脱氧核糖苷酸 个 尝试自解 思路点拨 解答本题时 可从以下三点分析 关键点 准确把握遗传信息 密码子概念的实质 正确识图 并确定不同信息的位置 灵活运用基因表达过程中的相关物质数量关系 1 DNA为 包括4种碱基 有4种脱氧核糖核苷酸 RNA为 也包括4种碱基 有4种核糖核苷酸 共有8种核苷酸 2 DNA中能够与信使RNA碱基互补配对的是转录的模板链 其上脱氧核糖苷酸的排列顺序代表遗传信息 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基代表遗传密码子 3 信使RNA上每3个相邻的碱基决定1个特定的氨基酸 据此可知 控制合成含51个氨基酸的蛋白质的基因上至少有306个脱氧核糖核苷酸 答案 1 8 2 3 306 对照实验的设计所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验 对照实验设置的正确与否 关键就在于如何尽量去保证 其他条件的完全相同 具体来说有如下四个方面 1 所选用生物材料要相同 即所用生物材料的数量 质量 长度 体积 来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同 2 所用实验器具要相同 即试管 烧杯 水槽 广口瓶等器具的大小型号要完全一样 3 所用实验试剂要相同 即试剂的成分 浓度 体积要相同 尤其要注意体积上等量的问题 4 所用处理方法要相同 如保温或冷却 光照或黑暗 搅拌或振荡都要一致 有时尽管某种处理对对照实验来说 看起来似乎是毫无意义的 但最好还是要作同样的处理 样题 2009 海口调研 在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后 科学家们开始探索一个特定的遗传密码所