高考生物大一轮复习 高考预测 第六部分 基因的本质和表达 6.3 基因的表达课件.ppt

第3课基因的表达 考点一遗传信息的转录和翻译 重点探究型 核心知识回顾1 rna的结构和种类 1 基本单位 核糖核苷酸 2 组成成分 3 结构 一般是 链 长度比dna短 能通过 从细胞核转移到细胞质中 鸟嘌呤 g 尿嘧啶 u 单 核孔 4 种类及功能 蛋白质 识别并转运氨基酸 核糖体 5 dna与rna的区别 t 胸腺嘧啶 核糖 单链 2 遗传信息的转录 1 概念 以 为模板 按碱基互补配对原则合成rna的过程 dna的一条链 2 转录过程 见下图 解旋酶 一条链 核糖核苷酸 mrna dna链 3 遗传信息的翻译 1 概念 游离在细胞质中的各种氨基酸 就以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 2 密码子 概念 上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 每3个这样的碱基称为1个密码子 种类 64种 其中决定氨基酸的密码子有 种 终止密码子有 种 mrna 信使rna 61 3 3 翻译过程 见下图 游离的氨基酸 trna 核糖体 mrna 多肽 核糖体 trna mrna 4 产物 多肽蛋白质 终止密码子 特别提醒 1 dna与rna的结构比较 dna一般为双链 rna一般为单链 但rna在部分区段可能出现双链结构 碱基之间以氢键相连接 如trna 2 trna的结构 含有几十个至上百个核糖核苷酸 碱基 不是仅由3个核糖核苷酸 碱基 构成 3 trna和氨基酸之间的对应关系 一种trna只能转运一种氨基酸 但一种氨基酸可以由一种或多种trna转运 4 密码子和氨基酸之间的对应关系 密码子共有64种 但其中有3种终止密码子 不编码任何氨基酸 编码氨基酸的密码子共有61种 一种密码子只决定一种氨基酸 但一种氨基酸可对应一种或多种密码子 5 转录产物 并不只有mrna 还有trna和rrna 但只有mrna携带遗传信息 高考探究归纳 高考典题示例 2014 江苏高考 关于基因控制蛋白质合成的过程 下列叙述正确的是世纪金榜导学号77982131 a 一个含n个碱基的dna分子 转录的mrna分子的碱基数是n 2个 b 细菌的一个基因转录时两条dna链可同时作为模板 提高转录效率c dna聚合酶和rna聚合酶的结合位点分别在dna和rna上d 在细胞周期中 mrna的种类和含量均不断发生变化 解题指南 1 隐含信息 dna分子由具有遗传效应的片段和无遗传效应的片段组成 2 关键知识 转录的概念和转录的特点 解析 选d 本题考查dna复制 基因转录的相关知识 不具有遗传效应的dna片段不发生转录 不会形成mrna 所以mrna分子的碱基数小于n 2个 故a错误 转录是指以dna的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 合成rna的过程 故b错误 rna聚合酶的结合位点也在dna上 故c错误 在细胞周期中 由于基因的选择性表达 mrna的种类和含量均不断发生变化 故d正确 高考母题变式 变式1题干问题转换a项中一个含n个碱基的dna分子中 转录 翻译生成的蛋白质 最多含多少个氨基酸 提示 n 6个 dna碱基数和氨基酸数的关系是 dna碱基数 氨基酸数 6 1 变式2图形转换下图表示人体内胰岛素合成时基因表达过程中的某个阶段 若该基因是呼吸酶合成基因 则该过程的模板链 填 一定 或 不一定 是 原因是 不一定 转录是以dna的一条链为模板 可能是 链也可能是 链 备考方法规律 转录和翻译过程中相关数量的计算方法 1 理顺相关数量关系 dna碱基数 mrna碱基数 氨基酸数 6 3 1 2 关注计算中 最多 和 最少 问题 mrna上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系 翻译时 mrna上的 不决定氨基酸 因此准确地说 mrna上的碱基数目是蛋白质中 数目的3倍还要多一些 dna上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系 基因或dna上的碱基数目比对应的蛋白质中 数目 终止密码子 氨基酸 氨基酸 的6倍还要多一些 不能忽略 最多 或 最少 等字 如mrna上有n个碱基 转录产生它的基因中至少有 个碱基 该mrna指导合成的蛋白质中最多有 个氨基酸 3 基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 若基因中有n个碱基 氨基酸的平均相对分子质量为a 2n n 3 则合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量 若改为n个碱基对 则公式为 高考角度全练角度1dna与rna的区别1 2013 全国卷 关于dna和rna的叙述 正确的是 a dna有氢键 rna没有氢键b 一种病毒同时含有dna和rnac 原核细胞中既有dna 也有rnad 叶绿体 线粒体和核糖体都含有dna和rna 解析 选c 本题考查核酸的基本内容 dna通常为双链 两条链间以氢键连接 rna通常为单链 但也有双链区域 如trna的三叶草结构 双链区域也含氢键 a错误 病毒是非细胞生物 只含有dna或者rna b错误 细胞生物同时含有dna和rna c正确 线粒体 叶绿体为半自主性细胞器 具有dna和rna 核糖体中只含rrna 无dna d错误 方法技巧 单链dna 双链dna与rna的判断技巧 1 从结构上判断dna和rna 含有碱基t或脱氧核糖 dna 含有碱基u或核糖 rna 2 判断单链dna和双链dna 若 双链dna 若嘌呤数 嘧啶数 单链dna 3 dna和rna合成的判断 用放射性同位素标记t或u可判断dna和rna的合成 若大量消耗t 可推断正发生dna的合成 若大量利用u 可推断正进行rna的合成 角度2复制 转录 翻译过程分析2 2016 全国卷 某种物质可插入dna分子两条链的碱基对之间 使dna双链不能解开 若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质 下列相关叙述错误的是 a 随后细胞中的dna复制发生障碍b 随后细胞中的rna转录发生障碍c 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期d 可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 解题指南 1 题干关键信息 某物质使dna双链不能解开 2 解题关键 dna复制 转录时需要解开双链 解析 选c 本题主要考查dna复制与转录过程 a项 dna复制过程中需要将双链解开 解开后的每一条单链成为模板参与复制 加入该物质后dna双链不能解开 复制过程受阻 故正确 b项 rna的转录需要dna 的一条链为模板 dna不能解旋 转录不能进行 故正确 c项 dna的复制和转录发生在细胞周期的间期 阻断dna复制和转录 细胞将停留在间期 故错误 d项 癌细胞具有不断增殖的能力 加入该物质后阻断了dna的复制 癌细胞的增殖受到抑制 故正确 3 2015 全国卷 人或动物prp基因编码一种蛋白 prpc 该蛋白无致病性 prpc的空间结构改变后成为prpsc 朊粒 就具有了致病性 prpsc可以诱导更多prpc转变为prpsc 实现朊粒的增殖可以引起疯牛病 据此判断下列叙述正确的是 世纪金榜导学号77982132a 朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中 b 朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同c 蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化d prpc转变为prpsc的过程属于遗传信息的翻译过程 解题指南 1 题干关键词 prpc无致病性 prpsc有致病性 2 关键知识 蛋白质的结构和功能及基因控制蛋白质的合成 解析 选c a项 基因是有遗传效应的dna片段 而朊粒为蛋白质 不能整合到宿主细胞的基因组中 故错误 b项 朊粒通过诱导正常的蛋白质转变为prpsc 朊粒 而实现朊粒的增殖 而肺炎双球菌的增殖方式是二分裂 故错误 c项 prpc的空间结构改变后成为prpsc 朊粒 就具有了致病性 说明蛋白质的空间结构改变导致其功能发生了变化 故正确 d项 prpc转变为prpsc的过程是在某些因素的作用下导致的蛋白质空间结构的变化 遗传信息存在于基因上 它通过转录和翻译两个过程才能形成相应的蛋白质 故错误 知识总结 dna复制 转录和翻译的比较 角度3基因表达的综合分析4 2017 广州模拟 如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图 据图回答 世纪金榜导学号77982133 1 该图表示的过程发生在人体的 细胞中 饭后半小时 上图所示过程会 填 增强 或 减弱 2 图中 表示的过程称为 催化该过程的酶是 表示的物质是 3 图中天冬氨酸的密码子是 胰岛素基因中决定 的模板链的碱基序列为 4 已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成 指导其合成的 的碱基数远大于153 主要原因是 一个 上结合多个核糖体的意义是 解析 1 胰岛素是由人的胰岛b细胞合成分泌的 饭后半小时血液中被消化产生或吸收的葡萄糖增多 此时胰岛素分泌增加 2 图中 表示转录过程 需要rna聚合酶的催化 转录形成的产物 是mrna 3 密码子在mrna上 天冬氨酸的密码子是gac 由mrna上碱基序列可知胰岛素基因中决定 的模板链的碱基序列是 ccactgacc 4 51个氨基酸组成的胰岛素分子 指导其合成的mrna中碱基数至少为153 实际却远大于153 因为mrna上含有终止密码子等不翻译的序列 一个mrna上结合多个核糖体能在短时间内合成大量的蛋白质 具有高效性 答案 1 胰岛b增强 2 转录rna聚合酶mrna 3 gac ccactgacc 4 mrna上存在终止密码子等不翻译的序列在短时间内合成大量的蛋白质 答案合理即可 知识总结 dna复制 转录 翻译三者的联系 加固训练 1 2017 襄樊模拟 美国科学家安德鲁 菲尔和克雷格 梅洛发现了rna干扰现象 这是一个有关控制基因信息流程的关键机制 下列有关rna的叙述中 错误的是 a 有的rna具有生物催化作用b trna rrna和mrna都是基因转录的产物 c mrna上有多少个密码子就有多少个trna与之对应d 分化后的不同形态的细胞中mrna的种类和数量有所不同 解析 选c 有的rna是酶 具有生物催化作用 rna 包括trna rrna和mrna 是基因转录的产物 mrna上的终止密码子没有与之对应的trna 细胞分化形成不同形态的细胞是基因选择性表达的结果 因此它们中的mrna种类和数量有所不同 2 2015 江苏高考 下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图 下列叙述正确的是 a 图中结构含有核糖体rna b 甲硫氨酸处于图中 的位置c 密码子位于trna的环状结构上d mrna上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类 解析 选a 本题主要考查翻译过程 图中结构包括核糖体 mrna trna 核糖体由rna和蛋白质构成 故a项正确 是起始甲硫氨酸后相邻位置的氨基酸 故b项错误 trna的环状结构上有反密码子 密码子位于mrna上 故c项错误 由于密码子的简并性 mrna上碱基改变 肽链中氨基酸的种类不一定改变 故d项错误 考点二中心法则及基因与性状的关系 基础夯实型 核心知识回顾1 中心法则的内容与发展 1 总表达式 dna的复制 翻译 逆转录 转录 rna的复制 2 写出下列各类生物遗传信息的传递过程 中心法则 2 基因控制生物体性状的方式 1 直接控制途径 基因 生物体性状 2 间接控制途径 基因 生物体性状 蛋白质结构 酶的合成 细胞代谢 思维诊断 1 叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则 分析 叶绿体中含有dna dna中遗传信息的传递遵循中心法则 2 dna病毒中没有rna 其遗传信息的传递不遵循中心法则 分析 dna病毒中的dna在受体细胞中复制 转录 翻译 也遵循中心法则 3 原核生物的trna合成无需基因指导 分析 mrna trna rrna都是在基因的指导下合成的 4 线粒体中的dna能控制某些蛋白质的合成 分析 dna中的遗传信息能控制蛋白质的合成 所以存在于线粒体中的dna也具有控制某些蛋白质合成的功能 5 镰刀型细胞贫血症是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的 分析 镰刀型细胞贫血症是由于某个氨基酸改变引起的 因此是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的 6 基因与性状是一一对应的关系 分析 一个基因可决定多个性状 有的性状由多个基因决定 高考角度全练角度1对中心法则的理解1 2016 海南高考 某种rna病毒在增殖过程中 其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中 物质y与脱氧核苷酸结构相似 可抑制该病毒的增殖 但不抑制宿主细胞的增殖 那么y抑制该病毒增殖的机制是 a 抑制该病毒rna的转录过程b 抑制该病毒蛋白质的翻译过程c 抑制该rna病毒的反转录过程d 抑制该病毒rna的自我复制过程 解析 选c 本题主要考查中心法则 rna病毒反转录生成dna 需要的原料是4种脱氧核苷酸 物质y与脱氧核苷酸结构相似 会混入反转录生成的dna中 致使反转录生成的dna不能整合到真核宿主的基因组中 影响病毒rna及蛋白质的合成 从而抑制该病毒增殖 故只有c项正确 2 2015 重庆高考 结合下图分析 下列叙述错误的是 a 生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中b 核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质c 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础d 编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 解题指南 1 图示信息 dna可复制及转录 翻译产生蛋白质 rna可复制及逆转录产生dna 2 关键知识 遗传信息的概念 密码子的简并性和蛋白质的功能 解析 选d 本题考查遗传的物质基础和遗传信息的表达 a项 生物的遗传物质是dna或rna 即遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中 故该叙述正确 b项 因为密码子的简并性 转录形成的mrna碱基序列不同 最终翻译出的蛋白质可能相同 故该叙述正确 c项 蛋白质是生命活动的主要承担者 即生物的表现型是通过蛋白质体现的 故该叙述正确 d项 遗 传信息是由碱基序列决定的 dna上基因两条链的碱基互补配对 含遗传信息不同 故该叙述错误 知识总结 不同生物遗传信息传递的途径 1 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 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 dna病毒只有dna复制 转录 翻译三条途径 但这三个过程发生在宿主细胞内 3 rna复制和逆转录只发生在rna病毒侵染宿主细胞过程中 是后来发现的 是对中心法则的补充和完善 3 2015 安徽高考 q 噬菌体的遗传物质 q rna 是一条单链rna 当噬菌体侵染大肠杆菌后 q rna立即作为模板翻译出成熟蛋白 外壳蛋白和rna复制酶 如图所示 然后利用该复制酶复制q rna 下列叙述正确的是世纪金榜导学号77982134 a q rna的复制需经历一个逆转录过程b q rna的复制需经历形成双链rna的过程c 一条q rna模板只能翻译出一条肽链d q rna复制后 复制酶基因才能进行表达 解题指南 1 题干关键信息 一条单链rna q rna立即作为模板翻译出成熟蛋白 然后利用该复制酶复制q rna 2 图示信息 噬菌体的遗传物质q rna作为模板的翻译过程 解析 选b 本题主要考查中心法则的有关知识 q rna复制的产物为rna 而逆转录的产物为dna 故a项错误 q rna的复制要遵循碱基互补配对原则 以q rna为模板 产物rna与模板之间会形成双链rna 故b项正确 题图中一条q rna作为模板翻译出了成熟蛋白 外壳蛋白和rna复制酶等三种蛋白质 每个蛋白质至少是由一条肽链形成的 故c项错误 由题干信息 当噬菌体侵染大肠杆菌后 q rna立即作为模板翻译出 rna复制酶 然后 复制q rna 可知 复制酶基因表达在先 q rna复制在后 故d项错误 方法技巧 三看法 判断中心法则的过程 角度2基因对性状的控制4 2017 洛阳模拟 下列有关人体细胞中基因与性状关系的叙述 错误的是 a 基因分布于细胞核 线粒体中 只有核中的基因能决定性状b 环境也能影响性状表现 性状是基因与环境共同作用的结果 c 有些性状是由多个基因共同决定的 有的基因可决定和影响多种性状d 一条染色体上分布有许多基因 可决定和影响人体的多种性状表现 解析 选a 基因分布于人体的细胞核 线粒体中 核基因和线粒体基因均能控制生物性状 a错误 性状是由环境和基因共同决定的 b正确 性状可由一个或多个基因共同决定 有些基因可决定和影响多种性状 c正确 一条染色体上含一个或两个dn