高中生物 2.4.0基因的表达配套课件 新人教版必修2 .ppt

本章内容 一 rna的结构与分类1 基本单位及组成 碱基 2 结构一般是 比dna短 有的存在局部碱基配对现象 从而具有局部双链和局部环状结构 3 特点主要在 内合成 通过 进入细胞质 磷酸 核糖 a u g c 核糖核苷酸 单链 细胞核 核孔 4 分类 1 mrna 将遗传信息从 传递到细胞质中 2 trna 识别密码子 3 rrna 的组成成分 点拨 mrna trna rrna均是转录产生的 在翻译过程中共同发挥作用 细胞核内 转运氨基酸 核糖体 二 遗传信息的转录和翻译 转录 翻译 细胞核 细胞质 dna的一条链 mrna 核糖核苷酸 20种氨基酸 rna 蛋白质 1 试写出与 有关的知识 2 密码子 1 概念 上决定1个氨基酸的三个相邻碱基 2 种类 种 其中决定氨基酸的密码子有 种 种起始密码子 有3种 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 rna的复制和逆转录只发生在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 mrna 64 61 终止密码子 2 三 基因 蛋白质与性状之间的关系1 中心法则 dna的复制 翻译 转录 rna的复制 rna逆转录 2 基因控制性状 1 基因通过 来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 如白化病 2 基因还能通过控制 直接控制生物体的性状 如囊性纤维病 控制酶的合成 蛋白质的结构 思维判断 1 rna与dna在化学组成上的区别在于 rna中含有核糖和尿嘧啶 dna中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶 分析 rna与dna在化学组成上是有区别的 组成dna的五碳糖是脱氧核糖 而组成rna的五碳糖是核糖 t是组成dna的碱基 u是组成rna的碱基 2 转录是以dna的两条链作为模板 只发生在细胞核中 以4种核糖核苷酸为原料 分析 对于真核生物而言 rna主要是在细胞核中 以4种核糖核苷酸为原料 以dna的一条链作为模板合成的 除细胞核外 叶绿体和线粒体中也能合成rna 原核生物中rna是在细胞质中合成的 3 密码子位于mrna上 是由三个相邻碱基组成的 密码子与氨基酸是一一对应关系 分析 密码子位于mrna上 是由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成的 一种密码子只能决定一种氨基酸 但是一种氨基酸可以由多种密码子来决定 因此 密码子与氨基酸之间并不是简单的一一对应关系 4 决定氨基酸的密码子有64种 反密码子位于trna上 也有64种 分析 密码子有64种 但决定氨基酸的密码子只有61种 反密码子是指位于trna上 可以与mrna上的密码子发生碱基互补配对的三个相邻碱基 当反密码子与密码子发生碱基互补配对时 trna会携带相应氨基酸 进行翻译过程 故反密码子的个数与决定氨基酸的密码子的个数相同 有61种 dna复制 转录和翻译的比较1 区别 细胞分裂的间期 生物个体发育的整个过程 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 dna的两条单链 dna的一条链 mrna 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 解旋酶 dna聚合酶 atp 解旋酶 rna聚合酶 atp 酶 atp trna 2个双链dna 1个单链rna 多肽链 分别进入两个子代dna分子中 恢复原样 重新组成双螺旋结构 水解成单个核糖核苷酸 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 1条mrna上同时结合多个核糖体合成多条肽链 dna dna dna mrna mrna 蛋白质 传递遗传信息 表达遗传信息 使生物表现出各种性状 2 联系 3 基因中碱基 rna中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系即 蛋白质中氨基酸的数目 1 3mrna中的碱基数目 1 6dna 基因 中的碱基数目 高考警示钟 假设题干 如图为原核细胞转录 翻译的示意图 图示是否表示有4条多肽链正在合成 正确答案 不能表示4条多肽链正在合成 而表示有4条mrna正在合成 错误答案 有4条多肽链正在合成 分析 审题不细 不能正确分清mrna链和多肽链的关系 dna模板链在rna聚合酶的作用下产生的是mrna 即有4条mrna链 而同一条mrna链上结合多个核糖体 同时合成若干条多肽链 由图可知 mrna的形成先后顺序为由右到左 典例训练1 2012 广州模拟 如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 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 解题指南 1 考查实质 转录和翻译的场所 原料 条件等的分析及识图能力 2 解题关键 正确识图并明确转录和翻译的场所及所需条件等 解析 1 过程 是转录 场所是细胞核 完成此过程需要从细胞质中获取atp 核糖核苷酸 酶等物质 2 核糖体是合成蛋白质的场所 从图中分析 核糖体的分布场所有细胞质基质和线粒体 3 由题干可推测该rna聚合酶由核dna 细胞核 中的基因指导合成 4 由题干可推测 鹅膏蕈碱抑制的过程是 填序号 线粒体功能会受到影响 答案 1 atp 核糖核苷酸 酶 2 细胞质基质和线粒体 3 核dna 细胞核 4 会 变式训练 如图为在实验室中进行的相关模拟实验 请据图回答问题 1 图中甲 乙模拟实验模拟的过程分别是 2 图中乙过程要顺利进行 还需向试管中加入的物质或细胞结构有 3 人们通过研究发现 有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成 从而抑制细菌的繁殖 现发现一种新型抗生素 请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌dna和人体dna的转录过程 实验步骤 第一步 取a b c d4支试管 各加入足量的atp 核糖核苷酸 相关酶的混合溶液 第二步 第三步 预期实验结果并得出实验结论 该实验有可能会出现 种实验结果 如果出现 则说明该抗生素只阻断细菌dna的转录 不阻断人体dna的转录 解析 1 甲试管中dna为模板 核糖核苷酸为原料 生成物必然是rna 说明模拟的是转录过程 乙试管中有mrna 原料为氨基酸 说明模拟的是翻译过程 2 翻译过程需要mrna 氨基酸 酶 atp 还需要运载工具trna 场所是核糖体 3 要探究抗生素对人体dna和细菌dna转录的影响 需要对人体dna和细菌dna分别用含抗生素和不含抗生素的溶液进行处理 该实验有可能会出现4种结果 分别为a试管中无rna生成 b试管中有rna生成 c d试管中均有rna生成 a b试管中均有rna生成 c d试管中均有rna生成 a b试管中均有rna生成 c试管中无rna生成 d试管中有rna生成 a试管中无rna生成 b试管中有rna生成 c试管中无rna生成 d试管中有rna生成 答案 1 转录翻译 2 trna核糖体 3 第二步 向a试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液 b试管中滴加等量的蒸馏水 同时a b试管中加入等量相同的细菌dna 向c试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液 d试管滴加等量的蒸馏水 同时c d试管中加入等量相同的人体dna第三步 把a b c d4支试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间后 检测4支试管中有无rna的生成 4a试管中无rna生成 b试管中有rna生成 c d试管中均有rna生成 变式备选 下列有关基因控制蛋白质合成的叙述 正确的是 a 一个密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸只能由一种trna转运b 该过程所涉及的转录和翻译过程都需要解旋酶和atpc 该过程遵循碱基互补配对原则 即a与t配对 g与c配对d dna转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸 解析 选d 一个密码子只能决定一种氨基酸 但是一种氨基酸可以由多种trna转运 转录过程需要解旋酶 但翻译过程不需要 基因控制蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个过程 两个过程中都有a与u配对 dna转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸 基因与性状的关系1 中心法则的理解与分析 1 所有生物的中心法则 dna 转录 逆转录 rna 翻译 蛋白质 复制 复制 2 细胞生物及噬菌体等dna病毒的中心法则 3 烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则 4 hiv等逆转录病毒的中心法则 2 基因控制性状的途径 1 直接途径 机理 基因蛋白质结构生物体性状 实例 镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病的病因 2 间接途径 机理 基因酶的合成细胞代谢生物性状 实例 白化病 豌豆的粒形 控制 控制 控制 控制 控制 高考警示钟 基因与性状的关系 1 基因是遗传物质的结构和功能单位 2 一般而言 一个基因决定一种性状 3 生物体的一种性状有时受多个基因的影响 如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关 4 有些基因可影响多种性状 如abc 基因1可影响b和c性状 5 生物的性状是基因和环境共同作用的结果 基因型相同 表现型可能不同 基因型不同 表现型可能相同 酶1 基因1 基因2 酶2 典例训练2 如图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程 请据图回答 1 图中涉及的遗传信息传递方向为 以流程图的形式表示 2 转录过程中 dna在 的催化作用下 把两条螺旋的双链解开 该变化还可发生在 过程中 3 mrna是以图中的 为模板 在 的催化作用下 由4种游离的 依次连接形成的 4 能与mrna发生碱基互补配对的分子是 它所携带的小分子有机物可用于合成图中 5 由于化学物质甲磺酸乙酯的作用 该生物体表现出新的性状 原因是 基因中一个g c对被a t对替换 导致由此转录形成的mrna上 个密码子发生改变 经翻译形成的 中 可能发生相应改变 解题指南 1 知识储备 1 不同生物的中心法则的书写 2 转录和翻译发生的条件 原料和模板 3 基因与性状之间的关系 2 解题关键 1 明确图中 的名称及转录 翻译的过程 2 当碱基发生替换之后 应明确替换的碱基与其他两个碱基组成的密码子有可能对应着其他的氨基酸 或变为终止密码子 从而导致肽链中氨基酸数目变少 解析 1 左图涉及的是转录过程 而右图表示翻译过程 2 解旋的过程发生在dna分子复制和转录时 3 转录的过程是以dna的一条链为模板 在rna聚合酶的作用下 以核糖核苷酸为原料合成mrna的过程 4 在翻译的过程中trna分子携带的氨基酸在核糖体上合成肽链 5 基因中一个g c对被a t对替换 导致由此转录形成的mrna上的被替换部位的密码子发生改变 经翻译后氨基酸可能不变或变成其他氨基酸 或变成终止密码 导致肽链终止 从而使氨基酸的种类或数目可能发生改变 答案 1 dnarna蛋白质 2 解旋酶dna复制 3 rna聚合酶核糖核苷酸 4 trna 多肽 肽链 5 1氨基酸的种类或数目 转录 翻译 变式备选1 下列有关生物体内基因 酶与性状的关系 正确的是 a 绝大多数酶是基因转录的产物b 一种性状只能由一种基因控制c 基因控制性状可通过控制酶的合成来实现d 细胞只要含有某种酶的基因 就会有相应的酶 解析 选c 绝大多数酶是蛋白质 是基因表达的产物 一种性状也可能由多种基因控制 基因控制性状可通过控制酶的合成来实现 也可通过控制蛋白质结构来实现 基因选择性表达 不同的细胞会表达不同的基因 变式备选2 下列关于中心法则的叙述中 错误的是 解析 选d 逆转录是以rna为模板 脱氧核苷酸为原料合成dna的过程 该过程仅发生于某些rna病毒在宿主细胞内的增殖过程中 遗传信息 密码子和反密码子的比较1 区别 dna mrna trna 脱氧核苷酸 碱基对 的排列顺序 直接决定mrna中碱基排列顺序 间接决定氨基酸排列顺序 mrna上三个相邻的碱基 直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序 识别密码子 与密码子互补配对的三个碱基 2 联系 1 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 通过转录 使遗传信息传递到mrna的核糖核苷酸的排列顺序上 2 mrna的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 反密码子则起到识别密码子的作用 3 对应关系 技巧点拨台 密码子 反密码子和氨基酸之间的对应关系由于mrna上的密码子除终止密码子外有61种对应氨基酸 而trna上的反密码子与对应氨基酸的密码子一一对应 因此 1 一种氨基酸可由多种密码子决定 可由多种trna来转运 2 一种密码子只决定一种氨基酸 同样一种trna只转运一种氨基酸 信使rna上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换 则识别该密码子的trna及转运的氨基酸发生的变化是 a trna一定改变 氨基酸一定改变b trna不一定改变 氨基酸不一定改变c trna一定改变 氨基酸不一定改变d trna不一定改变 氨基酸一定改变 解题指南 1 考查实质 密码子 反密码子和氨基酸之间的关系 2 解题关键 密码子和反密码子之间发生碱基互补配对 密码子改变 反密码子一定发生改变 但由于一种氨基酸可以由多种密码子决定 密码子改变 氨基酸不一定改变 解析 选c 由于只有能够互补配对的密码子和反密码子才能结合 所以当信使rna改变时 trna一定发生改变 由于密码子的简并性所以性状不一定改变 变式备选 下列关于trna和氨基酸之间相互关系的说法 正确的是 a 每种氨基酸都可由几种trna携带b 每种氨基酸都有它特定的一种trnac 一种trna可以携带几种结构相似的氨基酸d 一种氨基酸可由一种或几种特定的trna将它带到核糖体上 解析 选d 一种氨基酸的密码子可以有一个或多个 所以可以由一种或几种特定的trna来运输 因此 trna具有特异性 特定的trna将氨基酸运输到细胞中的核糖体上 trna与mrna上的密码子相配对 从而完成氨基酸的转运过程 分析类实验的解题关键 基因表达产物的判断技巧 案例 为研究某病毒的致病过程 在实验室中做了如图所示的模拟实验 1 从病毒中分离得到物质a 已知a是单链的生物大分子 其部分碱基序列为 gaacauguu 将物质a加入试管甲中 反应后得到产物x 经测定产物x的部分碱基序列是 cttgtacaa 则试管甲中模拟的是 过程 2 将提纯的产物x加入试管乙 反应后得到产物y 产物y是能与核糖体结合的单链大分子 则产物y是 试管乙中模拟的是 过程 3 将提纯的产物y加入试管丙中 反应后得到产物z 产物z是组成该病毒外壳的化合物 则产物z是 4 若该病毒感染了小鼠上皮细胞 则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自 而决定该化合物合成的遗传信息来自 若该病毒除感染小鼠外 还能感染其他哺乳动物 则说明所有生物共用一套 该病毒遗传信息的传递过程为 命题人透析 1 根据碱基序列判断dna和rna rna一般为单链 碱基u是其特有成分 dna一般为双链 碱基t是其特有成分 根据题干碱基序列可判断a为rna x为dna 而以rna为模板指导形成dna的过程 我们称之为逆转录 2 根据核糖体和病毒的物质组成判断产物名称 根据题干信息 y是能与核糖体结合的单链大分子 推知y是rna 试管乙中模拟的是转录过程 根据题干信息 z是组成该病毒外壳的化合物 推知z是蛋白质 丙试管中模拟的是翻译过程 3 病毒繁殖时所需物质的来源 病毒营寄生生活 在宿主内以病毒自身的rna为模板 以宿主细胞内的原料 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸等 经一系列的化学反应最终合成rna和蛋白质外壳 组装形成新的病毒 标准答案 1 逆转录 2 mrna转录 3 蛋白质 或多肽 4 小鼠上皮细胞病毒rna密码子 阅卷人点评 得分要点答案是惟一的 每个题空的答案只有与标准答案一致才能得分 失分案例 1 错答为 转录 2 错答为 rna 原因是误将rna等同于mrna 4 错答为 dna mrna 蛋白质 原因是忘记了该病毒为rna病毒 1 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同 其根本原因是这两种细胞的 a dna碱基排列顺序不同b 核糖体不同c 转运rna不同d 信使rna不同 解析 选d 同一个体体细胞来自于同一受精卵的有丝分裂 所含的核dna相同 同一个体内不同细胞的形成是细胞分化的结果 细胞分化使相同细胞的后代在形态 结构和生理功能上发生稳定性差异 细胞分化是基因选择性表达的结果 不同细胞选择了不同的基因表达 所以形成的信使rna是不同的 2 2012 揭阳模拟 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分子含有的碱基个数及合成这段多肽需要的trna种数依次最多为 a 3311b 3612c 1236d 1136 解析 选b 一条含有11个肽键的多肽 应含有12个氨基酸 mrna中 三个相邻碱基决定一个氨基酸 一个氨基酸至少有一种trna来转运 因此mrna中含有36个碱基 共需12种trna 3 trna上三个相邻碱基为uac 那么它所对应的密码子和携带的氨基酸为 a gua 缬氨酸b cau 组氨酸c uac 酪氨酸d aug 甲硫氨酸 解析 选d trna上三个相邻碱基为uac 则mrna上与之对应的密码子为aug 故此trna上运载的氨基酸是甲硫氨酸 4 如图为基因的作用与性状的表现流程示意图 请据图分析 不正确的选项是 a 过程是转录 它以dna的一条链为模板 四种核糖核苷酸为原料合成mrnab 过程中只需要mrna 氨基酸 核糖体 酶 atp即可完成c 某段dna上某个碱基发生改变 但形成的蛋白质不一定会改变d 人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制 使结构蛋白发生变化所致 解析 选b 图中 过程为翻译 需要mrna作为模板 氨基酸作为原料 酶作催化剂 核糖体为场所 atp提供能量 此外 还需要trna作转运工具 5 双选 在生物体内性状的表达一般遵循dna rna 蛋白质的原则 下面是几种与此有关的说法 正确的是 a 在细胞的一生中 dna rna和蛋白质的种类和数量是不变的b dna rna主要是在细胞核中完成的 rna 蛋白质是在细胞质中完成的c 在同一个体的不同体细胞中 dna不相同 rna和蛋白质也不相同d 在细胞的一生中 dna一般是不变的 rna和蛋白质分子是变化的 解析 选b d dna是细胞中的遗传物质 一般是不变的 由于同一个体的不同体细胞中的基因存在着选择性表达 因此不同细胞中的dna相同 而rna和蛋白质不一定相同 6 中心法则揭示了生物遗传信息由dna向蛋白质传递与表达的过程 请回答下列问题 1 a b c d所表示的四个过程依次分别是 和 2 需要trna和核糖体同时参与的过程是 用图中的字母回答 3 a过程发生在真核细胞分裂的 期 4 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是 5 rna病毒的遗传信息传递与表达的途径有 用类似本题图中的形式表述 解析 图中a表示dna复制 发生在真核细胞分裂的间期 主要发生在细胞核中 b为转录 主要发生在细胞核中 c为翻译 主要发生在细胞质中 该过程需要trna携带氨基酸并识别mrna上的密码子 d为逆转录 e为rna复制 二者均只发生在rna病毒中 答案 1 dna复制转录翻译逆转录 2 c 3 间 4 细胞核 5 实验原则 实验的对照原则 相互对照 概念解读 1 概念是指不另设对照组 而是几个实验组相互对比对照 在等组实验中 大都是运用相互对照 2