2019届高中生物第一轮复习课件人教版：6.3基因的表达

第3课基因的表达,考点一遗传信息的转录和翻译【必备知识回顾】1.RNA的结构和种类：(1)基本单位：_。,核糖核苷酸,(2)组成成分：,鸟嘌呤（G）,尿嘧啶（U）,(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。,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)：,RNA聚合酶,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。,mRNA,(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。,信使RNA,61,3,(3)翻译过程：,游离的氨基酸,tRNA,核糖体,mRNA,多肽,4.转录和翻译过程中相关数量的计算方法：(1)相关数量关系：DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数=631(忽略终止密码子)。,(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。,终止密码子,氨基酸,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_数目的6倍还要多一些。不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：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。,氨基酸,2n,n/3,5.【教材易漏知识】必修2P78“知识迁移”：抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用，主要有4大类作用机理：(1)阻碍细菌细胞壁的合成：哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。(2)与细菌细胞膜相互作用：让细菌内部的有益物质漏出菌体或电解质平衡失调而死亡。,(3)与细菌核糖体或tRNA、mRNA相互作用：抑制蛋白质的合成。(4)阻碍细菌DNA的复制和转录：阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译、合成蛋白质的过程受阻。,【特别提醒】关于基因表达的五点提醒(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等。,【核心素养提升】【典例示范】(2017全国卷)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是()A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维，具体表现在两个角度：,【解析】选C。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，产物包括tRNA、rRNA和mRNA，A正确；三种RNA对应的基因不同，同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞的线粒体、叶绿体中含有DNA，也可以通过转录合成RNA，C错误；转录过程遵循碱基互补配对原则，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。,【母题变式】变式1题干问题转换mRNA的转录总是以同一条DNA链为模板吗？提示：某些基因以DNA双链中的一条为模板链，而另一些基因则以双链中的另一条为模板链，所以DNA双链都可以作为模板链。,变式2选项问题延伸原核细胞转录和翻译的场所与真核细胞相同吗？提示：不相同。原核细胞转录和翻译都在细胞质中进行，真核细胞转录主要在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行。,【高考角度全练】角度一DNA与RNA的比较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；若大量消耗U，可推断正进行RNA的合成。,角度二复制、转录、翻译的过程2.(2017海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是()A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA,【解析】选B。一种氨基酸至少有一种相应的密码子，A项错误；HIV的遗传物质是RNA，进行逆转录时可以作为合成DNA的模板，B项正确；真核生物基因表达的过程包括转录和翻译，翻译是蛋白质合成的过程，C项错误；一个基因的一条DNA链作为模板可转录出两条相同的RNA，D项错误。,3.(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世纪金榜导学号14120130()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分裂间期，阻断DNA复制和转录，细胞将停留在分裂间期，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。,4.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世纪金榜导学号14120131()A.75对碱基B.78对碱基C.90对碱基D.93对碱基,【解析】选D。由于多肽的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量氨基酸的数量-18(氨基酸的数量-1)=2778，所以该多肽由30个氨基酸组成，编码该多肽的mRNA上应含有30个密码子再加上终止密码子即为31个密码子，编码该多肽的基因碱基数至少为316=186，即93对碱基。,【易错提醒】DNA复制、转录、翻译过程中的易错分析(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA等，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。,(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是AT，而是AU。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基“对”数还是“个”数，是mRNA上“密码子”的个数还是“碱基”个数，是合成蛋白质所需“氨基酸”的个数还是“种类数”。,(5)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。,【知识总结】转录和翻译的比较,角度三基因表达的综合分析5.(2017江苏高考)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)得到*Cys-tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala-tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(多选)世纪金榜导学号14120132(),A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys,【解析】选A、C。翻译时一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而*Ala-tRNACys参与翻译过程，A项正确；密码子与反密码子的碱基可以配对，不受tRNA上结合的氨基酸种类影响，B项错误；由于*Ala-tRNACys上的反密码子是编码半胱氨酸(Cys)的，所以新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，C项正确；*Cys-tRNACys上的反密码子,只能与Cys对应的密码子识别并配对，所以新合成的肽链中，原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys，D项错误。,【加固训练】1.(2018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.(2018河南联考)如图为人体某种遗传病的产生机理示意图，据图分析，以下说法正确的是(),A.图中a、b、c分别为DNA、mRNA、蛋白质，过程和分别表示转录和翻译B.过程需要RNA聚合酶的催化，该酶与RNA一端的特定序列相结合C.由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由左向右移动D.该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状,【解析】选D。图中a、b、c分别为DNA、mRNA、核糖体，A错误；过程需要RNA聚合酶的催化，该酶与DNA的特定序列启动子相结合，B错误；由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由右向左移动，C错误；该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状，D正确。,考点二基因对性状的控制【必备知识回顾】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,3.基因与性状的对应关系：(1)一般而言，一个基因决定一种_。(2)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多个不同的基因有关。(3)有时一个基因可影响_性状，如基因1可影响B和C的性状。,性状,多种,(4)生物体的性状是基因和_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。,环境,【核心素养提升】【典例示范】(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(逆)转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程,【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维，具体表现在两个角度：,【解析】选C。根据题干信息可推测“某种RNA病毒”应为逆转录病毒，以RNA为模板通过反(逆)转录形成DNA，所需要的原料为脱氧核苷酸，再结合“物质Y与脱氧核苷酸结构相似”推测，物质Y有可能代替脱氧核苷酸参与反(逆)转录过程，从而抑制该病毒的增殖。,【方法规律】“三看法”判断中心法则的过程,【高考角度全练】角度一对中心法则的理解1.(2015重庆高考)结合下图分析，下列叙述错误的是世纪金榜导学号14120133(),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。,角度二基因对性状的控制2.(2017海南高考)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是()A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定,C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和D.生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定,【解析】选B。细胞中染色体的数目和DNA的数目之比为11或12，A项错误；有丝分裂过程，DNA复制后平均分配到子细胞中，有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，基因与基因之间有无遗传效应的DNA片段，,因此细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C项错误；生物体中，基因与性状之间不一定是一对一的关系，一种性状可能由多个基因决定，D项错误。,3.2017年诺贝尔生理学或医学奖得主成功地从果蝇中分离出控制生物正常昼夜节律的基因。驱动生物钟的内在机理随着一个个基因的发现和研究，逐渐明朗：生物细胞内存在一批控制生物钟的基因，它们编码的蛋白质合作共事，有节律性地调节细胞内的基因转录，并与光和温度等外界因素协调作用，与地球自转的24小时节律对应。,(1)许多生物学研究均选择果蝇作为研究材料，其优点是_。(2)控制节律的基因有许多个，体现了基因与性状的何种关系？_。,(3)基因通过_和_过程控制蛋白质的合成，后者的场所是_。合成的蛋白质通过_进入_，调节另一些基因的转录，这种调节方式属于_调节。(4)他们从两千只果蝇中筛选到三只突变果蝇，发现竟然是同一个基因的三种完全不同的突变。体现了基因突变的_。,【解析】本题主要考查基因的表达、基因与性状的关系等知识。(1)果蝇具有染色体少、易饲养、繁殖快等优点。(2)由于节律受多个基因控制，故体现了多个基因控制一种性状。(3)基因控制蛋白质合成包括转录和翻译，翻译是在细胞质中的核糖体上进行的，由于合成的蛋白质要调节其他基因的转录，需由核孔进入细胞核。这种调节方式属于反馈调节。(4)同一个基因产生了三种突变，体现了基因突变的不定向性。,答案：(1)染色体少、易饲养、繁殖快(2)多个基因控制一种性状(3)转录翻译核糖体核孔细胞核反馈(4)不定向性,【加固训练】1.(2018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