2011年高三生物复习 第27讲 基因的表达教案 （人教版）

用心 爱心 专心 1 第四部分第四部分 遗传与进化遗传与进化 第第 2727 课时课时 基因的表达基因的表达 一 考点内容全解 一 本讲考什么 1 基因的概念 具有遗传效应的 DNA 片 段 1 基因是控制生物性状的遗传物质的功能 单位和结构单位 它通过控制某种蛋白质的合 成而实现对生物性状的控制 2 基因与染色体 DNA 脱氧核苷酸的结 构层次关系图示如下 特别提示 基因的主要载体是染色体 基因在染色体上呈线性排列 相邻基因间有 一段无遗传效应的脱氧桂苷酸序列相连接 基因中脱氧牲苷酸的特定排列顺序代表着遗传 信息 2 基因对性状的控制 1 DNA 的功能 基因 DNA 中分子脱氧核苷酸的特定排列顺序代表着遗传信息 遗传信息的传递 通过 DNA 复制实现 遗传信息的表达 通过转录和翻译实现 主要反映在蛋白质分子结构上 从而表 现出与亲代相似的性状 步 骤 转录翻译 DNA 基因 mRNA 蛋白质 图 示 场 所 细胞核细胞质中核糖体 过 程 以 DNA 的一条链 为模版合成一条 互补的 RNA 以 mRNA 为模版 以 tRNA 为运输工具将相 应氨基酸放在正确位 置上与相邻的前一氨 用心 爱心 专心 2 2 mRNA 与密码子 RNA 的分子组成 基本单元为核 糖核苷酸 与脱氧核苷酸相似 但五碳糖为 核糖 碱基中以尿嘧啶代替了胸腺嘧啶 RNA 的种类 信使 RNA mRNA 转运 RNA tRNA 核糖体 RNA rRNA 密码子 mRNA 中决定一个特定 氨基酸的相邻三个碱基 特别提示 tRNA 中反密码环上与 mRNA 中密码予相互 配对的三个碱基称 反密码子 3 蛋白质的合成 真核细胞 3 中心法则 1 图解 2 含义 包括五个方面 而且均遵循碱基互补配对原则 DNA 复制 转录 遗传 信息由 DNA 传递给 mRNA 逆转录 某些病毒在逆转录酶的作用下 以 RNA 为模板合成 DNA 翻泽 以 mRNA 为模板合成特定蛋白质 表现出生物性状 RNA 复制 某些 RNA 病毒以自身 RNA 为模板合成 RNA 4 基因对性状的控制 1 通过控制酶的合成来控制代谢过程 从而控制生物性状 2 通过控制蛋白质分子结构来直接影响性状 二 考点例析 例 1 基因组研究最新发现表明 人与小鼠的基因约 80 相同 则人与小鼠 DNA 碱基序 列相同的比例是 A 20 B 80 C 100 D 无法确定 解析 基因是指 DNA 分子中有遗传效应的 DNA 片段 是 遗传物质 DNA 结构和功能的基 本单位 人与鼠 80 的基因相同 并不说明人与鼠碱基序列之间的关系 因为基因只占 DNA 分子中极少的一部分 选 B 则混淆了基因和 DNA 的概念 答案 D 例 2 已知多数生物的 DNA 是双链的 但也有个别生物的 DNA 是单链的 有人从三种生 物中提取出核酸 经分析它们的碱基比率如下 1 甲为 单 双 DNA RNA 2 乙为 单 双 DNA RNA 3 丙为 单 双 DNA RNA 解析 判断 DNA RNA 视其 U T 之分 判断单 双 视其 A T 或 A U 及 G C 的数量关 系是否存在 甲中有 T 无 U 可判定为 DNA 而 A 25 T 23 G 24 C 19 确定为单链 DNA 同理可推乙和丙 答案 1 单 DNA 2 单 RNA 3 双 DNA 例 3 牛羊吃同样的草料 但产生的产品牛肉 羊肉风味不同 根本原因是牛和羊 A 蛋白质分子结构不同 B DNA 分子结构不同 C 染色体数目不同 D 同化方式不同 解析 本题考查 基因控制蛋白质的合成 这一知识 牛和羊的 DNA 分子不同 控制合 基酸形成肽键而连接 起来 如此形成 多肽 结 果 DNA 中遗传信息 传递到 mRNA mRNA 通过 核孔进入细胞质 与核糖体接合 合成与原 DNA 相对应 的具有特定氨基酸序 列的蛋白质 生物 AGUTC 甲 2524 2319 乙 232427 25 丙 3119 3119 用心 爱心 专心 3 成的牛 羊蛋白质不同 因而风味不同 答案 B 解题警示 注意题干中的 根本原因 而不是要求回答 直接原 因 例 4 下图为人体内蛋白质合成的一个过程 据图回答 1 图中所合成肽链的原料来自 和 2 图中所示属于基因控制蛋白质过程中的 步骤 该步骤 发生的细胞的 部分 3 图中 是 按从左到右的次序写出 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 解析 该题考查基因控制蛋白质的合成过程 图示为翻译步骤 以 mRNA 为模板 以 tRNA 为运载工具 按照碱基互补配对原则 形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 成熟的红细 胞无细胞核 不再合成蛋白质 这也是红细胞更新快的原因 答案 1 食物 人体自身合成或原有蛋白质分解的 2 翻译 细胞质 或核糖体 3 tRNA 或转运 RNA 核糖体 TGATTCGAA 4 C 例 5 如图所示 在 a b 试管内加入的 DNA 都含有 30 对碱基 四个试管内都有产物生 成 请回答 1 a d 两管内的产物是相同的 但 a 试管内模拟的是 过程 d 试管内模拟 的是 过程 其中的酶有 DNA 聚和酶及 2 b c 两试管内的产物都是 但 b 试管内模拟的是 过程 c 试管内模拟 的是 过程 b 试管的产物中最多含有 个碱基 有 个密码于 解析 l 本题考查中心法则中几种遗传信息的传递方式 试管 a d 中加入的原料都是脱 氧核苷酸 其产物又相同 所以根据模板的不同 可知 a 模拟 DNA 复制 而 d 模拟逆转录 b c 两试管所加原料相同 产物相同 所以根据模板的不同 推知 b 模拟转录过程 而 c 模 拟 RNA 复制过程 由于模板 DNA 为 30 对碱基 所以 b 试管转录的 RNA 有 30 个碱基 共 10 个 密码子 答案 1 DNA 复制 逆转录 2 RNA 转录 RNA 复制 30 10 例 6 双链 DNA 分子中 C 占 38 其中一条链中的 T 占 5 那么另一条链 T 占该 单链的 A 76 B 5 C 19 D 38 解析 根据碱基互补配对原则 进行碱基含量的计算 设 DNA 有 100 个碱基对 RNA 为 100 个碱基 则 在双链 DNA 分子中 因为 C G 38 200 76 所以 A T 200 76 2 2 24 A1 T1 G1 C1 T2 A2 C2 G2 A U G C DNA RNA 用心 爱心 专心 4 已知一条链中的 T1 5 100 5 所以另一条链中的 T2 T T1 24 5 19 另一条单链中 T 19 100 19 答案 C 同类变式 若一段信使 RNA 有 60 个碱基 其中 A 有 a 个 G 有 b 个 那么 转景这 段信使 RNA 分子的 DNA 分子片段中 A 和 C 的个数一共有 A a b 个 B a b 2 个 C 40 个 D 60 个 解析 双链 DNA 中碱基数目 A T G C 推知 A G T C A C T G DNA 中碱基总数 的 1 2 信使 RNA 与 DNA 长度相等 答案 D 例 7 一个 DNA 分子可以转录成多少种多少个信使 RNA A 一种一个 B 一种多个 C 多种多个 D 无数种无数个 解析 一个 DNA 分子上有若干个 不是无数个 不相同的基因 这些基因都可以转录成 信使 RNA 并且可反复转录 同一个真核基因含有多个外显子 通过转录后选择性拼接可形 成不同的信使 RNA 答案 C 例 8 科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现 绿茶中的多酚可减少 BCL XL 蛋白 而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用 这表明绿茶具有抗癌作用根本原因是由于绿茶细胞中 具有 A 多酚 B 多酚酶基因 C BCL XL 蛋白 D BCL XL 蛋白酶 解析 本题考查基因对性状控制的深刻理解 材料指出多酚能抗癌 但多酚不是蛋白质 因而不是由基因直接控制的 然而多酚的合成需要相应的酶催化 答案 B 二 方法技巧规律 掌握 DNA 碱基数 mRNA 碱基数 密码子数 氨基酸数 肽键数或蛋白质 多肽 的相对分 子质量之间的数量关系 例 7 由 n 个碱基组成的基因 控制合成由 1 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 b B na 3 18 n 3 1 C m 18 n 1 D m 6 18 n 6 1 解析 考查基因控制合成蛋白质的综合计算 根据中心法则 可以导出基因的碱基数与 组成蛋白质的氨基酸数目的关系为 6 1 n 个碱基组成的基因最多可控制 n 6 个氨基酸的合 成 n 6 个氨基酸构成一条肽链脱去 n 6 1 个水分子 若不考虑二硫键及其它肽键等的存 在 则该蛋白质的相对分子质量最大可为 na 6 18 n 6 1 答案 D 解题技巧 在不考虑基因转最后加工等因素的前提下 DNA 碱基数 6n mRNA 碱基数 3n 密码子数 n 氨基酸数 n 肽键数或蛋白质 多肽 的相 对分子质量 具体数量视肽键 二硫键数目而定 同类变式 已知某多肽链的分子量为 10320 每个氨基酸的平均分子量为 120 每个脱 氧核苷酸的平均分子量为 300 那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为 A 12120 B 90900 C 181800 D 170928 解析 多肽化合物合成过程时 氨基酸的缩合要脱水 其分子量的减少即为失去水的总 数的分子量 而根据 n 个氨基酸缩舍形成一条多肽时 要脱水 n 1 个水分子 则有 n l20 n 1 18 10320 得出构成该多肽化合物的氨基酸总数 n 101 个 又因基因控制蛋 白质的合成 得控制该多肽合成的基因 DNA 分子中共有碱基数 脱氧核苷酸数 为 用心 爱心 专心 5 101 6 606 个 而脱氧核苷酸分子通过磷酸二酯键连接成一条脱氧核苷酸链时 同样也脱去 水分子 其脱水分子数为 606 2 604 个 注意 基因是 DNA 片段 有两条脱氧按苷酸长 链 因此 该基因的分子量为 300 606 606 2 18 170928 答案 D 延伸技巧 注意将蛋白质 DNA 进行比较 类比 迁移 整理 找出其区别点 关联点 提高综合能力 三 基础能力测试 1 如果人体中甲细胞比乙细胞 RNA 含量多 可能的原因是 A 甲合成的蛋白质比乙多 B 甲含的染色体比乙多 C 乙合成的蛋白质比甲多 D 甲含的 DNA 比乙多 2 一个转运 RNA 一端的三个碱基是 CGA 这个 RNA 运载的氨基酸是 A 酪氨酸 UAC B 谷氨酸 GAG C 精氨酸 CGA D 丙氨酸 GCU 3 从根本上看 决定酶的种类的是 A 遗传密码 B 密码子 C 蛋白质 D tRNA 4 2003 年上海高考题 某蛋白质由 n 条肽链组成 氨基酸的平均分子量为 a 控制该 蛋白质合成的基因含 b 个碱基对 则该蛋白质的分子量约为 A 3 2 ab 6b 18n B 3 1 ab 6b C 3 1 b a 18 D 3 1 ab 3 1 b a 18 5 将 3 1H 标记的尿嘧啶核苷酸引入某种高等绿色植物细胞内 一段时间后 下列各组结 构中 放射性较强的一组结构是 A 细胞核 核仁 中心体 B 细胞膜 核糖体 高尔基体 C 细胞核 核糖体 叶绿体 D 细胞核 核糖体 内质网 液泡 6 科学家将含人的 抗胰蛋白酶基因的 DNA 片断 注射到羊的受精卵中 该受精卵 发育的羊能分泌含 抗胰蛋白酶的奶 这一过程不涉及 A DNA 按照碱基互补配对原则自我复制 B DNA 以其一条链为模板合成 RNA C RNA 以自身为模板自我复制 D 按照 DNA 密码分子的排列 顺序合成蛋白质 7 在含有四种碱基的 DNA 片段中 有腺嘌岭 a 个 占该段全部碱基的比例为 b 则 A b 0 5 B b 0 5 C 胞嘧啶为 a b2 1 1 个 D 胞嘧啶 为 b b2 1 1 个 8 下图是两种化学合成的 mRNA 分子和两种以它们为模板合成的多肽 两种多肽中存在 的氨基酸种数最可能为 mRNA 多肽 AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG M AUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCG N 9 某生物体细胞中 有 10 对同源染色体 生殖细胞里的 DNA 总计约有 7 109个脱氧 核苷酸 若每个基因中平均含有脱氧核苷酸 1 4 104对 则该生物体细胞中共有基因 A 5 105个 B 1 106个 C 2 5 105个 D 4 106个 ABCD 多肽 M 11122 多肽 N 4343 用心 爱心 专心 6 四 潜能挑战测试 10 白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病 前者不能由酪氨酸合成黑色素 后 者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸 排出的尿液因含有尿黑酸 遇空气后氧化变黑 图表示人 体内与之相关的系列生化过程 1 蛋白质在细胞质内合成 简要指出酶 B 在皮肤细胞内合成的主要步骤 2 在大部分人中 酶都能正常发挥催化功能 但酶 D 的变异阻止了尿黑酸的进一步代 谢 哪一种变异形式能解释这种生理缺陷 3 白化病人不能合成黑色素 其皮肤细胞中没有黑色素 眼色粉红 缺乏黑色素将如 何影响人体对光照的反应 4 由图可见 若控制酶 A 合成的基因发生了变异 会引起多个性状改变 黑尿症与图 中几个基因都有代谢联系 你可由此得出什么结论 11 结合下列材料回答 材料一 朊病毒颗粒是仅由蛋白质构成的致病因子 它有两种存在形态 致病性 记作 P 和正常型 记作 P 后者由染色体基因编码 广泛存在于高等动物细胞内 P 侵入 高 等动物的增殖过程是 P P P P 二聚中间体 2P 材料二 某些 RNA 病毒如 HIV 可通过逆转录合成 DNA 并整合到寄主细胞的染色体 DNA 中 表达 材料三 科学家已经发现许多可移动基因 它能在染色体上 或染色体间 甚至细胞间 移动 材料四 科学家已能在实验室中 利用 DNA 直接指导核搪体合成蛋白质 1 若朊病毒颗粒的增殖周期为 t 秒 1 个朊病毒颗粒侵入人体 则 1 小时内朊病毒颗 粒总数量可达 个 2 请你对传播 中心法则 信息流表达式进行拓展 3 结合材料二和材料三试就 P 起源作出可能假设 五 标答与点拨五 标答与点拨 1 A 点拨 RNA 含量高 包括 rRNA mRNA tRNA 说明蛋白质合成旺盛 2 D 点拨 密码子 与 反密码子 互补 3 A 点拨 遗传密码 即 基因中 DNA 特定 遗传信息