基因的表达一轮复习教学案(教师版)

1 基因的表达基因的表达 基因的功能 传递遗传信 DNA 的复制 表达遗传信息 转录和翻译 知识点知识点 1 1 RNARNA 的结构的结构 1 基本单位 核糖核苷酸 核糖 2 元素组成 3 结构 一般是单链 且比 短 不稳定 变异频率高 4 种类 种类作用 信使 RNA mRNA 蛋白质合成的直接模板 转运 RNA tRNA 识别并转运氨基酸 一种 tRNA 只能转运一种氨基酸 核糖体 RNA rRNA 核糖体的组成成分 有些 RNA 可作为酶 催化某些化学反应的完成 在 RNA 病毒中 RNA 可作为遗传物质 6 存在部位 主要在细胞质 注 1 tRNA mRNA rRNA 均是转录产生的 在翻译过程中共同发挥作用 2 若核酸中出现碱基 T 或五碳糖为脱氧核糖 则必为 DNA 3 若 A T C G 则为单链 DNA 若 A T C G 则一般认为是双链 DNA 4 若出现碱基 U 或五碳糖为核糖 则必为 RNA 5 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 知识点知识点 2 2 基因指导蛋白质的合成过程基因指导蛋白质的合成过程 1 1 DNADNA 复制 转录 翻译的比较复制 转录 翻译的比较 表达遗传信息 DNA 功能传递遗传信息 复制 转录翻译 时间 有丝分裂间期 减 前的间期 生长发育的连续过程中 场所 真核细胞主要在细胞核 部分在线粒体和叶绿体 原核细胞主要在拟核 核糖体 条件 原料 四种脱氧核苷酸 模板 DNA 的两条链 酶 解旋酶 DNA 聚合酶等 能量 ATP 原料 4 种核糖核苷酸 模板 的一条链 酶 聚合酶 能量 原料 20 种氨基酸 模板 mRNA 能量 ATP 有关酶 核糖体 tRNA 工具 等 过程 DNA 边解旋边以两条链为模 板 按碱基互补配对原则 合成两条子链 子链与对应 母链螺旋化 DNA 解旋 以一条链为模板 按碱基互补配对原则形成 mRNA 单链 mRNA 进入细 胞质与核糖体结合 以 mRNA 为模板 tRNA 一 端的碱基与 mRNA 上的密 码子配对 另一端携带相应 氨基酸 在核糖体合成有一 定氨基酸序列的蛋白质 核糖体沿 mRNA 移动 P 含氮碱基 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 2 模板 去向 分别进入两个子代 DNA 分子 中 恢复原样 与非模板链重新形 成双螺旋结构 分解成单个核苷酸 碱基 配对 A T T A G C C G A U T A G C C G A U U A G C C G 特点边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 DNA 双链全保留 一个 mRNA 上可连续结合多 个核糖体 依次合成多肽链 产物两个双链 DNA 分子mRNA 主要 tRNA rRNA 有一定氨基酸序列的蛋白质 意义 复制遗传信息 使遗传信息 从亲代传给子代 表达遗传信息 使生物体表现出各种遗传性状 2 2 氨基酸与密码子 反密码子的关系 氨基酸与密码子 反密码子的关系 1 遗传信息遗传信息 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 碱基对的排列顺序 2 密码子存在于 mRNA 上 共有 64 种 决定氨基酸的密码子有 61 种 终止密码子有 3 种 UAA UGA UAG 不决定氨基酸 起始密码子有 2 种 AUG 甲硫氨酸 GUG 缬氨酸 决定氨基酸 三个特点 专一性 一种密码子只决定一种氨基酸 简并性 一种氨基酸可以由几种密码子决定 作用 增强了密码子的容错性 通用性 生物界共用一套遗传密码 3 反密码子存在于 tRNA 上 共有 61 种 tRNA 为 61 种 提醒 一种氨基酸可由一种或几种密码子决定 但一种密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可由一种或几种 tRNA 搬运 但一种 tRNA 只能搬运一 种氨基酸 补充 比较启动子 起始密码子 终止子 终止密码子的区别 补充 比较启动子 起始密码子 终止子 终止密码子的区别 3 3 mRNAmRNA 与核糖体数量 翻译速度的关系与核糖体数量 翻译速度的关系图 多聚核糖体 数量关系 一个 mRNA 可同时结合多个核糖体 同时进行多条多肽链的合成 目的意义 少量的 mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质 方向 从左向右 见上图 判断依据是根据多肽链的长短 长的翻译在前 结果 合成的仅是多肽链 要形成蛋白质还需要运送至内质网 高尔基体等结 构中进一步加工 注意 图示中 4 个核糖体合成的 4 条多肽链因为模板 mRNA 相同 所以合成了 4 条相同的肽链 而不是 4 个核糖体共同完成一条肽链的合成 也不是合成出 4 条不同的肽链 典例典例 1 关于图示生理过程的说法 正确的是 A 能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核 B mRNA 上所含有的密码子均能在 tRNA 上找到与其相对应的反密码子 C 该图表示的是转录和翻译 D 该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供 典例典例 2 关于转录和翻译的叙述 错误的是 3 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 中的特定碱基序列 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 典例典例 3 甲 乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程 下列 叙述正确的是 双选 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 乙所示过程均可在细胞核内进行 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 典例典例 4 下图表示细胞内遗传信息表达的过程 根据所学的生物学知识回答 1 甲图表示的过程是翻译 乙图表示的过程是转录 2 乙过程的模板是 DNA 中的 A 链 进行的场所是细胞核 所需要的原料是 4 种核糖核苷酸 3 甲过程的场所是 核糖体 需要的模板是 mRNA 运载氨基酸的工具是 tRNA 以 中已知序列为模板翻译后的产物是四肽 翻译过程中需要 4 个 tRNA 来运载 4 DNA 分子复制需要解旋酶和 DNA 聚合酶 转录需要 RNA 聚合酶 5 甲 乙表示的过程的意义是表达遗传信息 使生物体表现出各种遗传性状 知识点知识点 3 中心法则的提出及发展 中心法则的提出及发展 1 提出人 1957 年 克里克 1965 年 发现 RNA 复制 1970 年 发现逆转录 2 完善的中心法则内容 用简式表示 注 RNA 的自我复制和逆转录只发生在某些 RNA 病毒在宿主细胞内的增殖过程中 且逆转录过程必须有逆转录酶的 参与 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 对中心法则的理解 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 无逆转录功能的 如烟草花叶病毒等 4 有逆转录功能的 如 HIV 等 典例典例 3 如图为中心法则图解 下列有关叙述中 错误的是 A 过程 a 只发生在有丝分裂的间期 B 过程 b 和 c 为基因的表达 具有选择性 C 过程 a b c d e 都能发生碱基互补配对 D 过程 d e 只发生在某些病毒体内 典例典例 4 已停止分裂的细胞 其遗传信息的传递情况可能是 A DNA DNA RNA 蛋白质 B RNA RNA 蛋白质 C DNA RNA 蛋白质 D 蛋白质 RNA 知识点知识点 4 基因对性状的控制 基因对性状的控制 基因是控制生物性状控制生物性状的结构单位和功能单位 决定生物性状的基本单位 1 1 基因对性状控制的方式 基因对性状控制的方式 1 直接途径 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 如镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病 2 间接途径 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状 如白化病 2 基因与性状的对应关系 基因与性状的对应关系 1 一般而言 一个 对 基因只决定一种性状 2 生物体的一种性状有时受多个 对 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 所以 基因与性状并不是所以 基因与性状并不是简单简单的的线线性关系 考性关系 考题题中常考两中常考两对对基因控制一种性状 基因控制一种性状 3 3 性状 表现型 是由 性状 表现型 是由基因基因和和环境环境共同作用的结果 共同作用的结果 典例典例 5 下面关于基因 蛋白质 性状之间关系的叙述中不正确的是 A 生物体的性状完全由基因控制 B 蛋白质的功能可以体现生物性状 C 蛋白质的结构可直接影响生物性状 D 基因与性状不都是简单的线性关系 典例典例 6 香豌豆的紫花对白花是一对相对性状 由两对等位基因 A 和 a B 和 b 共同控制 其 显性基因决定花色的过程如图所示 1 从图可见 紫花植株必需同时具有 和 基因 方可产生紫色物质 2 基因型为 AaBb 和 aaBb 的个体 其表现型分别是紫花和白花 3 AaBb AaBb 的子代中 紫花植株与白花植株的比例分别为 9 16 和 7 16 4 本图解说明 基因与其控制的性状之间的数量对应关系是两对基因控制一种性状 基因对性状的控制方式是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 知识点知识点 5 基因指导蛋白质合成的有关计算 基因指导蛋白质合成的有关计算 1 DNA 基因 基因 mRNA 中碱基与肽链中氨基酸个数关系 中碱基与肽链中氨基酸个数关系 6 3 1 典例典例 7 一个 mRNA 分子有 m 个碱基 其中 G C 有 n 个 由该 mRNA 合成的蛋白质有两条肽 链 则其模板 DNA 分子的 A T 数 合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 D A m 1 B m 2 C 2 m n m 3 m 3 1 m 3 D 2 m n 2 m 3 5 2 蛋白质的有关计算 蛋白质的有关计算 蛋白质中氨基酸的数目 肽键数 肽链数 肽键数 水分子数 蛋白质平均相对分子质量 氨基酸的平均相对分子质量 氨基酸数 氨基酸数 肽链数 18 若基因中有 n 个碱基 氨基酸的平均相对分子质