《名师一号 》高中生物 第21讲 基因指导蛋白质的合成及对性状的控制课件 新人教版必修2

1、共 119 页1第第21讲基因指导蛋白质的合成及讲基因指导蛋白质的合成及对性状的控制对性状的控制共 119 页2走进高考第一关走进高考第一关:教材关教材关共 119 页3基因的表达基因的表达基因指导蛋白质合成基因指导蛋白质合成 过程过程 转录转录场所场所:_(主要主要)模板模板:DNA片段片段(基因基因)的一条链的一条链原料原料:四种游离的四种游离的_和和_产物产物:RNA翻译翻译 场所场所:细胞质中的细胞质中的_模板模板:_原料原料:20种氨基酸种氨基酸细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸RNA聚合酶聚合酶核糖体核糖体mRNA共 119 页4碱基与氨基酸之间的关系碱基与氨基酸之间的关系:3个碱基

2、个碱基(1个密码子个密码子)决定一个氨基决定一个氨基酸酸搬运工搬运工:_(有反密码子有反密码子)产物产物:蛋白质蛋白质中心法则中心法则(信息流信息流):基因对性状的控制基因对性状的控制 单基因对性状的单基因对性状的tRNA逆转录逆转录共 119 页5控制控制:基因控制酶控制代谢蛋白质的结构控制基因控制酶控制代谢蛋白质的结构控制_基因与基因基因与基因基因与基因产物基因与基因产物基因与环境基因与环境 相互作用相互作用 控制控制 生物体性状生物体性状细胞质基因细胞质基因细胞质遗传细胞质遗传(表现为表现为_)遗传遗传性状性状母系母系共 119 页6解读高考第二关解读高考第二关:考点关考点关共 119

3、页7考点考点1DNA与与RNA的比较的比较比较项目比较项目DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中基本组成单位基本组成单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基A T C GA U C G五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构分类分类通常只有一类通常只有一类mRNA tRNA rRNA三类三类相同点相同点:化学组成成分中都有磷酸及碱基化学组成成分中都有磷酸及碱基A C G二者都是核酸二者都是核酸,核核酸中

4、的碱基序列代表遗传信息联系酸中的碱基序列代表遗传信息联系:RNA是以是以DNA的一条链为模板转的一条链为模板转录产生的录产生的,即即RNA的遗传信息来自的遗传信息来自DNA共 119 页8总结提升总结提升:DNA与与RNA的判定方法的判定方法若有核糖若有核糖,一定为一定为RNA;若有脱氧核糖若有脱氧核糖,一定为一定为DNA 若含若含T,一定为一定为DNA;若含若含U,一定为一定为RNA 所以用放射性同所以用放射性同位素标记位素标记T或或U,可探知可探知DNA或或RNA,若大量利用若大量利用T,可认为进行可认为进行DNA的合成的合成;若大量利用若大量利用U,可认为进行可认为进行RNA的合成的合成

5、 若嘌呤若嘌呤嘧啶嘧啶,肯定不是双链肯定不是双链DNA(如果含有如果含有T则可能为单链则可能为单链DNA,否则可能为否则可能为RNA) 但若是细胞中所有核酸的嘌呤但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧嘧啶啶,则可能既有双链则可能既有双链DNA又有又有RNA 共 119 页9例析例析1下列关于生物体内下列关于生物体内DNA和和RNA有关叙述错误的是有关叙述错误的是( )A.DNA和和RNA组成元素都只有组成元素都只有C H O N P五种五种B.在人体中在人体中,由由A,T,U三种碱基构成的核苷酸种类是三种碱基构成的核苷酸种类是4种种C.DNA具有双螺旋结构具有双螺旋结构,RNA则不具有此结构则不具有此结

6、构,所以生物界只所以生物界只以以DNA做遗传物质做遗传物质,有利于遗传信息的稳定传递有利于遗传信息的稳定传递D.用用3H标记的胸苷和标记的胸苷和3H标记的尿苷分别处理活的洋葱根尖标记的尿苷分别处理活的洋葱根尖,一段时间后检测放射性一段时间后检测放射性,前者只部分细胞具有放射性前者只部分细胞具有放射性,后者可后者可见于所有细胞见于所有细胞共 119 页10解析解析:核酸由核酸由C H O N P五种元素组成五种元素组成,其基本组成单位其基本组成单位为核苷酸为核苷酸,构成构成DNA的核苷酸由脱氧核糖的核苷酸由脱氧核糖 磷酸磷酸 碱基碱基(A T C G)组成组成,构成构成RNA的核苷酸由核糖和磷酸

7、及碱基的核苷酸由核糖和磷酸及碱基(A U C G)组成组成 前者称脱氧核糖核苷酸前者称脱氧核糖核苷酸,后者后者共 119 页11称核糖核苷酸称核糖核苷酸,所以所以B项中可构成两种脱氧核苷酸和两种核糖项中可构成两种脱氧核苷酸和两种核糖核苷酸核苷酸 DNA分子是由双链构成的双螺旋结构分子是由双链构成的双螺旋结构,有利于遗传有利于遗传信息的稳定遗传信息的稳定遗传 RNA单链不利于保持遗传物质的稳定性单链不利于保持遗传物质的稳定性,但少数病毒仍以但少数病毒仍以RNA做为遗传物质做为遗传物质 胸苷是合成胸苷是合成DNA的原的原料料,所以在分裂的细胞中进行所以在分裂的细胞中进行DNA复制时才会用到复制时才

8、会用到 而任何而任何活的细胞在合成蛋白质时总要用到由尿苷参与合成的活的细胞在合成蛋白质时总要用到由尿苷参与合成的RNA,所以所以D项正确项正确 答案答案:C共 119 页12互动探究互动探究1:对于下列图解对于下列图解,正确的说法有正确的说法有( )表示表示DNA复制过程复制过程表示表示DNA转录过程转录过程共有共有5种碱基种碱基共有共有8种核苷酸种核苷酸共有共有5种核苷酸种核苷酸A均代表同一种核苷酸均代表同一种核苷酸共 119 页13A. B.C. D.解析解析:由图可知由图可知,此过程是此过程是DNA转录过程转录过程,整个过程涉及整个过程涉及5种碱种碱基基:A T C G U,但由于组成但

9、由于组成DNA和和RNA的五碳糖不同的五碳糖不同,故分别有故分别有4种核苷酸种核苷酸,共共8种核苷酸种核苷酸 答案答案:C共 119 页14考点考点2DNA分子的复制分子的复制 转录转录 翻译的比较翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂细胞分裂(有丝分有丝分裂和减数第一裂和减数第一次分裂次分裂)的间的间期期个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体模板模板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸条件条件酶酶

10、(DNA解旋酶解旋酶 DNA聚合聚合酶等酶等) ATP酶酶(RNA聚合酶聚合酶等等) ATP酶酶 ATP tRNA共 119 页15产物产物2个双链个双链DNA一个单链一个单链RNA(mRNA tRNA rRNA)多肽链多肽链模板去向模板去向分别进入分别进入2个子个子代代DNA分子中分子中恢复原样恢复原样,与非与非模板链重新绕成模板链重新绕成双螺旋结构双螺旋结构分解成单个核苷分解成单个核苷酸酸特点特点半保留复制半保留复制,边边解旋边复制解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录一个一个mRNA上结上结合多个核糖体合多个核糖体,顺次合成多条肽顺次合成多条肽链链碱基碱基配对配对A-T,T-A,C-GG-C

11、A-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C遗传信遗传信息传递息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质意义意义使遗传信息从亲使遗传信息从亲代传给子代代传给子代表达遗传信息表达遗传信息,使生物表现出各种使生物表现出各种性状性状共 119 页16特别提醒特别提醒:遗传信息遗传信息 密码子密码子 反密码子反密码子:遗传信息是指遗传信息是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序上特定的脱氧核苷酸排列顺序 密码子是密码子是mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基 密密码子共码子共64种种,但决定氨基酸的只有但决定氨基酸的只有61种种 反密码子是反密码

12、子是tRNA的反密码环上能与的反密码环上能与mRNA的密码子互补的密码子互补配对的三个相邻碱基配对的三个相邻碱基,因此因此tRNA有有61种种 每种氨基酸对应一种或几种密码子每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种可由一种或几种tRNA转转运运;但一种密码子只能决定一种氨基酸但一种密码子只能决定一种氨基酸,且一种且一种tRNA只能转运只能转运一种氨基酸一种氨基酸 共 119 页17例析例析2-1(2009广东广东,25)有关蛋白质合成的叙述有关蛋白质合成的叙述,正确的是正确的是(多多选选) ( )A.终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸B.每种每种tRNA只转运一种氨基酸只转运一

13、种氨基酸C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D.核糖体可在核糖体可在mRNA上移动上移动解析解析:终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸,所以所以A项对项对;每种每种tRNA只转运只转运一种氨基酸一种氨基酸,所以所以B项对项对;遗传信息储存在遗传信息储存在DNA中中,tRNA的密的密码子不携带遗传信息码子不携带遗传信息,所以所以C项错项错;核糖体可在核糖体可在mRNA上移动上移动,所以所以D项对项对 答案答案:ABD共 119 页18方法技巧方法技巧:复制和转录发生在复制和转录发生在DNA存在的部位存在的部位,如细胞核如细胞核 叶绿体叶绿体

14、 线粒体线粒体 拟核拟核 质粒等部位质粒等部位 转录转录RNA有有3类类,但携带遗传信息的只有但携带遗传信息的只有mRNA 翻译发生的场所翻译发生的场所:原核生物转录发生的场所即是翻译发生原核生物转录发生的场所即是翻译发生的场所的场所,这种情况也可以发生在真核生物的线粒体和叶绿体这种情况也可以发生在真核生物的线粒体和叶绿体,真核生物的核基因的转录发生在核内真核生物的核基因的转录发生在核内,翻译则发生在细胞质内翻译则发生在细胞质内的核糖体上的核糖体上 一个一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条同时合成多条相同的肽链相同的肽链 共 119 页19从核糖体上脱

15、离下来的只是多肽链从核糖体上脱离下来的只是多肽链,多肽链还要在相应的细多肽链还要在相应的细胞器胞器(内质网内质网 高尔基体高尔基体)内加工内加工,最后才形成具有一定空间结最后才形成具有一定空间结构的蛋白质构的蛋白质,但不能认为原核生物缺少上述两种细胞器就不能但不能认为原核生物缺少上述两种细胞器就不能进行对多肽的加工进行对多肽的加工(例如糖蛋白的合成例如糖蛋白的合成) 共 119 页20例析例析2-2下图为原核细胞中转录下图为原核细胞中转录 翻译的示意图翻译的示意图 据图判断据图判断,下列描述中正确的是下列描述中正确的是(多选多选)( )A.图中表示图中表示4条多肽链正在合成条多肽链正在合成B.

16、转录尚未结束转录尚未结束,翻译即已开始翻译即已开始C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链一个基因在短时间内可表达出多条多肽链共 119 页21解析解析:图中的图中的4条链是条链是4条结合了多核糖体的条结合了多核糖体的mRNA,而不是而不是4条多肽链条多肽链;由图可知由图可知,原核细胞的转录和翻译是同时进行的原核细胞的转录和翻译是同时进行的;在在合成多肽链过程中合成多肽链过程中,每个核糖体均可以同时合成一条多肽链每个核糖体均可以同时合成一条多肽链,大大提高了蛋白质的合成速率大大提高了蛋白质的合成速率 答案答案:BD共 11

17、9 页22互动探究互动探究2-1:DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表最终翻译的氨基酸如下表,则则tRNA(CGU)所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是( )TTT CGT ACG TGC赖氨酸赖氨酸 丙氨酸丙氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 苏氨酸苏氨酸A.赖氨酸赖氨酸B.丙氨酸丙氨酸C.半胱氨酸半胱氨酸D.苏氨酸苏氨酸共 119 页23解析解析:考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律考查基因转录和翻译过程中的碱基配对规律 根据碱根据碱基互补配对原则基互补配对原则,DNA分子模板链上的碱基序列分子模板链上的碱基序列,与与mRNA上上碱基序列互

18、补碱基序列互补,mRNA上碱基序列与上碱基序列与tRNA头部特定的三个碱头部特定的三个碱基互补基互补,因此因此,tRNA碱基序列与碱基序列与DNA分子模板链上的碱基序列分子模板链上的碱基序列相同相同(U用用T代替即可代替即可) 故故tRNA为为CGU时时,对应的对应的DNA模板链模板链的碱基序列为的碱基序列为CGT,即丙氨酸即丙氨酸 答案答案:B共 119 页24互动探究互动探究2-2:如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸代表氨基酸),下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A.能给该过程提供遗传信息的只能是能给该过程提供遗传信息的只能是DNA

19、B.该过程合成的产物一定是酶或激素该过程合成的产物一定是酶或激素C.有多少个密码子有多少个密码子,就有多少个反密码子与之对应就有多少个反密码子与之对应D.该过程有水产生该过程有水产生共 119 页25解析解析:翻译的直接模板是翻译的直接模板是mRNA而不是而不是DNA,A项不对项不对;翻译的翻译的产物是多肽产物是多肽,经加工后形成蛋白质经加工后形成蛋白质,而酶与激素不都是蛋白而酶与激素不都是蛋白质质,B项不对项不对;终止密码子不与氨基酸对应终止密码子不与氨基酸对应,所以没有与终止密所以没有与终止密码子对应的反密码子码子对应的反密码子,C项也不对项也不对;氨基酸脱水缩合形成多氨基酸脱水缩合形成多

20、肽肽,D项正确项正确 答案答案:D共 119 页26考点考点3基因表达中相关数量计算基因表达中相关数量计算1.基因中碱基数与基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系中碱基数的关系转录时转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则另一条链则不能转录不能转录 基因为双链结构而基因为双链结构而RNA为单链结构为单链结构,因此转录形因此转录形成的成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2 共 119 页272.mRNA中碱基数与氨基酸的关系中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中翻译过程中,信使信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨

21、基酸个碱基决定一个氨基酸,所以经翻所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的碱基数目的1/3 列关系式如下列关系式如下:蛋白质中氨基酸数目蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目数目= mRNA碱基数目碱基数目= DNA(或基因或基因)碱基数目碱基数目 1316共 119 页283.计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析(1)翻译时翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸上的终止密码不决定氨基酸,因此准确地因此准确地说说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多倍还要多一些一些 (2)

22、基因或基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的的6倍还要多一些倍还要多一些 (3)在回答有关问题时在回答有关问题时,应加上最多或最少等字应加上最多或最少等字 如如:mRNA上有上有n个碱基个碱基,转录产生它的基因中至少有转录产生它的基因中至少有2n个碱个碱基基,该该mRNA指导合成的蛋白质中最多有指导合成的蛋白质中最多有 个氨基酸个氨基酸 (4)蛋白质中氨基酸的数目蛋白质中氨基酸的数目=肽键数肽键数+肽链数肽链数(肽键数肽键数=脱去的脱去的水分子数水分子数) n3共 119 页29特别提醒特别提醒:做题时应看清是做题时应看清是DNA上上(或基因

23、中或基因中)的碱基对数还是个数的碱基对数还是个数,是是mRNA上密码子的个数还是碱基个数上密码子的个数还是碱基个数 DNA(或基因或基因)中的碱基对数中的碱基对数：密码子个数密码子个数：氨基酸个数氨基酸个数=3：1:1 共 119 页30例析例析3一个一个mRNA分子有分子有m个碱基个碱基,其中其中G+C有有n个个;由该由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链合成的蛋白质有两条肽链 则其模板则其模板DNA分子的分子的A+T数数 合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是( )A.m m/3-1B.m m/3-2C.2(m-n) m/3-1 D.2(m-n) m/3-2共

24、 119 页31解析解析:由由mRNA分子有分子有m个碱基且个碱基且G+C=n可知可知,此此mRNA分子分子中中A+U=m-n,控制其合成的控制其合成的DNA分子模板链中分子模板链中T+A=m-n个个,模板模板DNA分子中分子中A+T=2(m-n)个个;由由mRNA分子有分子有m个碱基可个碱基可知知,其模板其模板DNA分子中有分子中有2m个碱基个碱基,能控制合成含能控制合成含2m/6个氨个氨基酸的蛋白质分子基酸的蛋白质分子 题中给出题中给出,此蛋白质分此蛋白质分子有两条肽链子有两条肽链,脱水分子数应为脱水分子数应为m/3-2 答案答案:D共 119 页32互动探究互动探究3-1:下列有关图中的

25、生理过程下列有关图中的生理过程(图中图中代表核糖代表核糖体体,代表多肽链代表多肽链)的叙述中的叙述中,不正确的是不正确的是( )A.图中所示的生理过程主要有转录和翻译图中所示的生理过程主要有转录和翻译B.链中链中(A+T)/(G+C)的比值与的比值与链中此项比值相同链中此项比值相同C.一种细菌的一种细菌的由由480个核苷酸组成个核苷酸组成,它所编码的蛋白质的长它所编码的蛋白质的长度一定为度一定为160个氨基酸个氨基酸D.遗传信息由遗传信息由传递到传递到需要需要RNA作工具作工具共 119 页33解析解析:选项选项内容指向内容指向逐项分析逐项分析A以以DNA一条链一条链(链链)为模板合成的为模板

26、合成的链含碱基链含碱基U,故故为为mRNA,此过程为转录此过程为转录;与与结合后以结合后以为模板形成为模板形成肽链肽链,此过程此过程为翻译为翻译BDNA双链中双链中A与与T配对配对,G与与C配对配对,故故(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2),即即链中链中(A+T)/(G+C)的比值与的比值与链中此项比值相同链中此项比值相同C由由480个核苷酸即个核苷酸即160个密码子组成个密码子组成,这些密码子中有不决定这些密码子中有不决定氨基酸的终止密码氨基酸的终止密码,故编码的蛋白质长度小于故编码的蛋白质长度小于160个氨基酸个氨基酸D遗传信息由遗传信息由传递到传递到的过程中的过

27、程中,有有tRNA作运载工具作运载工具,才能实现才能实现遗传信息对蛋白质合成的控制遗传信息对蛋白质合成的控制答案答案:C共 119 页34方法技巧方法技巧:由题干可获取的主要信息有由题干可获取的主要信息有:(1)DNA双链解螺旋双链解螺旋,以以链为模板合成链为模板合成链链;(2)链含有链含有U为为RNA;(3)与与结合结合后以后以为模板形成为模板形成 解答本题首先要读懂图解解答本题首先要读懂图解,结合转录结合转录 翻译过程翻译过程,然后逐项分析作出选择然后逐项分析作出选择 共 119 页35互动探究互动探究3-2:一段原核生物的一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含通过翻译可合成一条含有有

28、11个肽键的多肽个肽键的多肽,则此则此mRNA分子至少含有的碱基个数及分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此个数以及转录此mRNA的基因中的基因中至少含碱基数至少含碱基数,依次为依次为( )A.32;11;66B.36;12;72C.12;36;24D.11;36;72共 119 页36解析解析:此多肽含有此多肽含有11个肽键个肽键,所以含有氨基酸所以含有氨基酸12个个,所以所以mRNA上的密码子至少上的密码子至少12个个,mRNA上的碱基数至少上的碱基数至少123=36个个 决定氨基酸的密码子是决定氨基酸的密码子是12个个,所以需要的所以需要的tR

29、NA也是也是12个个 因因为为mRNA中碱基至少有中碱基至少有36个个,所以转录它的基因中碱基数至所以转录它的基因中碱基数至少为少为362=72 答案答案:B共 119 页37考点考点4中心法则的理解与分析中心法则的理解与分析1.中心法则的内容图解中心法则的内容图解图解表示出遗传信息传递的图解表示出遗传信息传递的5个途径个途径:共 119 页38(1)a表示表示DNADNA(或基因到基因或基因到基因):主要发生在细胞核中的主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程自我复制过程,表示遗传信息的传递表示遗传信息的传递 (2)b表示表示DNARNA:主要发生在细胞核中的转录过程主要发生在细胞核中的转录过

30、程 (3)c表示表示RNA蛋白质蛋白质:发生在细胞质核糖体上的翻译过发生在细胞质核糖体上的翻译过程程,b,c共同完成遗传信息的表达共同完成遗传信息的表达 (4)d表示表示RNADNA:SARS病毒病毒 HIV病毒等少数病毒等少数RNA病毒病毒在宿主细胞内的逆转录过程在宿主细胞内的逆转录过程 (5)e表示表示RNARNA:以以RNA作为遗传物质的生物作为遗传物质的生物(如如RNA病病毒毒)的的RNA自我复制过程自我复制过程 共 119 页39特别提醒特别提醒:图中图中d(RNADNA的逆转录的逆转录)和和e(RNARNA的的RNA自我复制自我复制)过程过程,在病毒单独存在时不能进行在病毒单独存在

31、时不能进行,只有当病毒只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才发生寄生到寄主细胞中以后才发生 逆转录需要逆转录酶催化逆转录需要逆转录酶催化,逆转录酶在基因工程中是一种很逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶重要的酶,它能以已知的它能以已知的mRNA为模板合成目的基因为模板合成目的基因 这是这是获得目的基因的重要手段获得目的基因的重要手段 中心法则的中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则 共 119 页402.中心法则与基因表达的关系中心法则与基因表达的关系共 119 页41(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能的复制体现了遗传信息的传递功能,发生在细胞增

32、殖发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中或产生子代的生殖过程中.(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能,发生发生在个体的发育过程中在个体的发育过程中 共 119 页42例析例析4关于生物的信息流的说法错误的是关于生物的信息流的说法错误的是( )共 119 页43共 119 页44共 119 页45互动探究互动探究4:在生物体内性状的表达一般遵循在生物体内性状的表达一般遵循DNARNA蛋蛋白质的表达原则白质的表达原则,下面是几种与此有关的说法下面是几种与此有关的说法,不正确的是不正确的是( )A.在细胞的一生中在细胞的一生中,DNA一般是不变的

33、一般是不变的,RNA和蛋白质分子是和蛋白质分子是变化的变化的B.DNARNA是在细胞核中完成的是在细胞核中完成的,RNA蛋白质是在细胞蛋白质是在细胞质中完成的质中完成的C.在同一个体不同的体细胞中在同一个体不同的体细胞中,DNA相同相同,RNA和蛋白质不同和蛋白质不同D.在细胞的一生中在细胞的一生中,DNA RNA和蛋白质种类和数量是不变和蛋白质种类和数量是不变的的共 119 页46解析解析:DNA是细胞中的遗传物质是细胞中的遗传物质,一般是不变的一般是不变的;由于同一个体由于同一个体不同的体细胞均来自同一受精卵的有丝分不同的体细胞均来自同一受精卵的有丝分,因而具有相同的因而具有相同的DNA和

34、基因和基因,但因在个体发育中基因的选择性表达但因在个体发育中基因的选择性表达,使不同的使不同的细胞中有不同的细胞中有不同的RNA和蛋白质和蛋白质 答案答案:D共 119 页47考点考点5基因对性状的控制基因对性状的控制1.基因与生物性状的关系基因与生物性状的关系(1)基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位 (2)基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的 (3)基因控制性状的两种方式基因控制性状的两种方式直接途径直接途径:基因基因 结构蛋白质结构蛋白质 细胞结构细胞结构 生物性状生物性状,如镰刀型细胞贫血症如镰

35、刀型细胞贫血症 囊性纤维病的病因囊性纤维病的病因 间接途径间接途径:基因基因 酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢 生物性状生物性状,如白化病如白化病 豌豆的粒型豌豆的粒型 控制 控制 控制 控制 控制 控制共 119 页48(4)等位基因和性状的关系等位基因和性状的关系共 119 页49(5)生物的有些性状是受单基因控制的生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控制由一对等位基因控制),而有些性状是由多对基因来决定的而有些性状是由多对基因来决定的(如如人的身高人的身高) (6)生物的性状由基因决定生物的性状由基因决定,还受环境条件的影响还受环境条件的

36、影响,是生物的基是生物的基因和环境共同作用的结果因和环境共同作用的结果,即表现型即表现型=基因型基因型+环境条件环境条件 共 119 页50特别提醒特别提醒:基因的改变不仅仅引起生物体单一性状的改变基因的改变不仅仅引起生物体单一性状的改变,基基因与生物的性状并非简单的一一对应关系因与生物的性状并非简单的一一对应关系,如基因的改变不仅如基因的改变不仅能影响豌豆的形状能影响豌豆的形状,还能影响豌豆的口味还能影响豌豆的口味 (7)基因表达与个体发育之间的关系基因表达与个体发育之间的关系个体发育过程中产生的众多细胞均来自同一受精卵的有丝分个体发育过程中产生的众多细胞均来自同一受精卵的有丝分裂裂,因而含

37、有相同的遗传物质或基因因而含有相同的遗传物质或基因,但生物体不同部位细胞但生物体不同部位细胞表现出的性状不同表现出的性状不同,而且不同性状是在不同时期表现的而且不同性状是在不同时期表现的 所所以在个体发育中以在个体发育中,生物体内基因的表达有如下特点生物体内基因的表达有如下特点:共 119 页51虽然不同的细胞含有相同的基因虽然不同的细胞含有相同的基因,但不同的细胞表达不同的但不同的细胞表达不同的基因基因,即选择性表达即选择性表达 如胰岛细胞能表达胰岛素基因如胰岛细胞能表达胰岛素基因,但不表但不表达血红蛋白基因达血红蛋白基因 细胞内基因顺序表达细胞内基因顺序表达 同一细胞的不同发育时期表达不同

38、同一细胞的不同发育时期表达不同的基因的基因 共 119 页52例析例析5如图所示如图所示:红色面包霉红色面包霉(一种真菌一种真菌)通过一系列酶将原料通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸合成它所需要的氨基酸 据图分析据图分析,以下叙述正确的是以下叙述正确的是( )A.若基因若基因a被破坏被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活面包霉仍能存活B.若基因若基因b被破坏被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活面包霉仍能存活C.若基因若基因b不存在不存在,则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成D.基因基因c不能控制酶不能控制酶c的合

39、成的合成共 119 页53解析解析:基因可通过控制酶的合成来控制代谢基因可通过控制酶的合成来控制代谢,从而控制生物性从而控制生物性状状 从图示可知从图示可知,基因基因a b c分别控制酶分别控制酶a b c的合成的合成,进进而控制三个连续的化学反应而控制三个连续的化学反应 基因基因a被破坏被破坏,由原料由原料鸟氨酸的途径被切断鸟氨酸的途径被切断,若不加入鸟氨酸若不加入鸟氨酸,则面包霉不能存活则面包霉不能存活;同理若基因同理若基因b被破坏被破坏,则向培养基中加入瓜则向培养基中加入瓜氨酸氨酸,面包霉才可存活面包霉才可存活;若基因若基因b不存在不存在,则酶则酶b不能合成不能合成,则由则由鸟氨酸鸟氨酸

40、瓜氨酸途径不能进行瓜氨酸途径不能进行 答案答案:A共 119 页54互动探究互动探究5:下面是几个同学对有关蛋白质和核酸之间关系的下面是几个同学对有关蛋白质和核酸之间关系的总结总结,你认为其中错误的是你认为其中错误的是( )A.在同一生物体内在同一生物体内,不同的体细胞核中不同的体细胞核中DNA分子是相同的分子是相同的,但但蛋白质和蛋白质和RNA是不同的是不同的B.基因中的遗传信息通过基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质传递到蛋白质,遗传信息通遗传信息通过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达C.在蛋白质合成旺盛的细胞中在蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子多

41、分子多,转录成的转录成的mRNA分子也多分子也多,从而翻译成的蛋白质就多从而翻译成的蛋白质就多,如胰腺细胞与口腔上皮如胰腺细胞与口腔上皮细胞相比较就是如此细胞相比较就是如此D.真核细胞中真核细胞中,DNA的复制和的复制和RNA的转录主要在细胞核中完的转录主要在细胞核中完成成,而蛋白质的合成均在细胞质完成而蛋白质的合成均在细胞质完成共 119 页55解析解析:同一生物的不同体细胞中核同一生物的不同体细胞中核DNA分子相同分子相同,但由于基因但由于基因的选择性表达的选择性表达,不同的基因表达过程中不同的基因表达过程中,合成的合成的RNA和蛋白质和蛋白质是不同的是不同的 在蛋白质合成旺盛的细胞中在蛋

42、白质合成旺盛的细胞中,如胰腺细胞中合成消如胰腺细胞中合成消化酶化酶 胰岛素等蛋白质较多胰岛素等蛋白质较多,并非并非DNA分子多分子多,而是而是DNA中表中表达的基因多达的基因多,转录成的信使转录成的信使RNA多多,从而翻译成的蛋白质就多从而翻译成的蛋白质就多 答案答案:C共 119 页56笑对高考第三关笑对高考第三关:技巧关技巧关共 119 页57信息类题目的特点信息类题目的特点高考中的材料分析题提供的材料一般是比较新颖的高考中的材料分析题提供的材料一般是比较新颖的,这类题一这类题一般是高起点般是高起点 低落点低落点 解题时要注意解题时要注意:首先通读题目首先通读题目,了解题了解题目的大致内容

43、目的大致内容;然后带着题目提出的问题要求仔细阅读材料然后带着题目提出的问题要求仔细阅读材料,找出与问题相关的叙述找出与问题相关的叙述;最后完成答案时要看是否可在材料最后完成答案时要看是否可在材料中直接找到答案中直接找到答案,若不能直接从材料中找到答案若不能直接从材料中找到答案,则要尽量把则要尽量把材料中的新内容与已学过的知识挂起钩来材料中的新内容与已学过的知识挂起钩来,许多答案往往就落许多答案往往就落脚于课本上的知识脚于课本上的知识 共 119 页58典例典例RNA干扰机制如下干扰机制如下:双链双链RNA一旦进入细胞内就会被一一旦进入细胞内就会被一个称为个称为Dicer的特定的酶切割成的特定的

44、酶切割成2123个核苷酸长的小分子个核苷酸长的小分子干涉干涉RNA(SiRNA) Dicer酶能特异识别双链酶能特异识别双链RNA,以以ATP依依赖方式切割由外源导入或者由转基因赖方式切割由外源导入或者由转基因 病毒感染等各种方式病毒感染等各种方式引入的双链引入的双链RNA,切割产生的切割产生的SiRNA片断与一系列酶结合组片断与一系列酶结合组成诱导沉默复合体成诱导沉默复合体(RISC) 激活的激活的RISC通过碱基配对结合通过碱基配对结合到与到与SiRNA同源的同源的mRNA上上,并切割该并切割该mRNA,造成蛋白质无造成蛋白质无法合成法合成(如下图所示如下图所示) 据图回答下列问题据图回答

45、下列问题:共 119 页59(1)组成双链组成双链RNA的基本单位是的基本单位是_ (2)根据根据RNAi机理机理,RNAi能使相关基因能使相关基因“沉默沉默”,其实质是遗其实质是遗传信息传递中传信息传递中_过程受阻过程受阻 (3)通过通过Dicer切割形成的切割形成的SiRNA,要使基因要使基因“沉默沉默”,条件是条件是SiRNA上有与上有与mRNA互补配对的互补配对的_ 核糖核苷酸核糖核苷酸翻译翻译碱基碱基(或核苷酸或核苷酸)序列序列共 119 页60(4)有科学家将能引起有科学家将能引起RNA干扰的双链干扰的双链RNA的两条单链分别的两条单链分别注入细胞注入细胞,结果却没有引起结果却没有

46、引起RNA干扰现象干扰现象,请据图分析最可能请据图分析最可能的原因的原因_ (5)RNA干扰技术具有广泛的应用前景干扰技术具有广泛的应用前景 如用于乙型肝炎的如用于乙型肝炎的治疗时治疗时,可以先分析乙肝病毒基因中的可以先分析乙肝病毒基因中的_,据此通过人据此通过人工合成工合成_,注入被乙肝病毒感染的细胞注入被乙肝病毒感染的细胞,就可以抑制乙就可以抑制乙肝病毒的繁殖肝病毒的繁殖 Dicer酶只能识别双链酶只能识别双链RNA,不能识别单链不能识别单链RNA碱基序列碱基序列双链双链RNA共 119 页61思维导析思维导析:(1)组成双链组成双链RNA的基本单位是的基本单位是4种核糖核苷酸种核糖核苷酸

47、 (2)RNAi机理不是干扰基因的转录而是阻断翻译过程机理不是干扰基因的转录而是阻断翻译过程,因此因此RNA干扰又称为转录后基因沉默干扰又称为转录后基因沉默 (3)由图示可见由图示可见,激活的激活的RISC通过碱基配对结合到与通过碱基配对结合到与SiRNA同源的同源的mRNA上上,即即SiRNA上有与上有与mRNA互补配对的碱基互补配对的碱基(或核糖核苷酸或核糖核苷酸)序列序列 (4)题目信息说明单链题目信息说明单链RNA不会引起不会引起RNA干扰现象干扰现象,可能是可能是Dicer酶只能识别双链酶只能识别双链RNA,不能识别单链不能识别单链RNA (5)要应用要应用RNA干扰技术抑制乙肝病毒

48、的繁殖干扰技术抑制乙肝病毒的繁殖,则必须设法获得双链则必须设法获得双链RNA 共 119 页62应用拓展应用拓展共 119 页63人们通过对青霉素人们通过对青霉素 链霉素链霉素 四环素四环素 氯霉素等抗生素研究氯霉素等抗生素研究发现发现,抗生素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体无害抗生素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体无害,其其原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成,而不而不影响人体细胞内蛋白质的合成影响人体细胞内蛋白质的合成 于是人们对此提出了许多假于是人们对此提出了许多假设设,其中有如下三点其中有如下三点:抗生素能阻断细菌抗生素能

49、阻断细菌DNA的转录过程的转录过程,而不影响人体而不影响人体DNA的的转录功能转录功能 抗生素能阻断细菌转运抗生素能阻断细菌转运RNA的功能的功能,而不影响人体转运而不影响人体转运RNA的功能的功能 共 119 页64抗生素能阻断细菌内核糖体的功能抗生素能阻断细菌内核糖体的功能,而不影响人体内核糖体而不影响人体内核糖体的功能的功能 请任选择一种假设请任选择一种假设,写出你的探究性实验的基本思路写出你的探究性实验的基本思路,并对实并对实验结果和结论进行预测验结果和结论进行预测 答答:你选择假设你选择假设_(/) 基本实验思路基本实验思路:_ 共 119 页65答案答案:基本实验思路基本实验思路:

50、设置甲设置甲 乙两组实验乙两组实验,进行体外模拟细进行体外模拟细菌菌DNA的转录过程的转录过程 甲组滴加一定浓度的适量抗生素的水溶甲组滴加一定浓度的适量抗生素的水溶液液,乙组滴加等量的蒸馏水乙组滴加等量的蒸馏水,其它条件相同且适宜其它条件相同且适宜 最后检测最后检测两组实验中两组实验中RNA的生成量的生成量 实验结果及结论实验结果及结论:若甲若甲 乙两组乙两组中中RNA的生成量相等的生成量相等,则抗生素不阻断细菌则抗生素不阻断细菌DNA的转录的转录;若甲若甲组中组中RNA生成量少于乙组中生成量少于乙组中RNA的生成量的生成量,则抗生素能阻断则抗生素能阻断细菌细菌DNA的转录的转录共 119 页

51、66基本实验思路基本实验思路:设置甲设置甲 乙两组实验乙两组实验,进行体外模拟细菌的进行体外模拟细菌的翻译过程翻译过程 甲组加入用抗生素处理后的各种转运甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA,乙组乙组加入未用抗生素处理的加入未用抗生素处理的 等量的各种转运等量的各种转运RNA 其余条件相其余条件相同且适宜同且适宜 最后检测两组实验中蛋白质的生成量最后检测两组实验中蛋白质的生成量 实验结果实验结果及结论及结论:若甲若甲 乙两组中蛋白质的生成量相等乙两组中蛋白质的生成量相等,则抗生素不阻则抗生素不阻断细菌转运断细菌转运RNA的功能的功能;若甲组中蛋白质生成量少于乙组中若甲组中蛋白质生成量少于乙组中

52、蛋白质的生成量蛋白质的生成量,则抗生素能阻断细菌转运则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能的功能共 119 页67基本实验思路基本实验思路:设置甲设置甲 乙两组实验乙两组实验,进行体外模拟细菌的进行体外模拟细菌的翻译过程翻译过程 甲组加入用抗生素处理后的细菌核糖体甲组加入用抗生素处理后的细菌核糖体,乙组加入乙组加入未用抗生素处理的未用抗生素处理的 等量的细菌核糖体等量的细菌核糖体 其余条件相同且适其余条件相同且适宜宜 最后检测两组实验中蛋白质的生成量最后检测两组实验中蛋白质的生成量 实验结果及结论实验结果及结论:若甲若甲 乙两组中蛋白质的生成量相等乙两组中蛋白质的生成量相等,则抗生素不阻断细菌核则

53、抗生素不阻断细菌核糖体的功能糖体的功能;若甲组中蛋白质的生成量少于乙组中蛋白质的若甲组中蛋白质的生成量少于乙组中蛋白质的生成量生成量,则抗生素能阻断细菌核糖体的功能则抗生素能阻断细菌核糖体的功能共 119 页68高考真题备选高考真题备选共 119 页691.(2009重庆理综重庆理综,2)下表有关基因表达的选项中下表有关基因表达的选项中,不可能的是不可能的是( )基因基因表达的细表达的细胞胞表达产物表达产物A.细菌抗虫细菌抗虫蛋白基蛋白基因因抗虫棉叶抗虫棉叶肉细胞肉细胞细菌抗虫细菌抗虫蛋白蛋白B.人酪氨酸人酪氨酸酶基因酶基因正常人皮正常人皮肤细胞肤细胞人酪氨酸人酪氨酸酶酶C.动物胰岛动物胰岛素

54、基因素基因大肠杆菌大肠杆菌工程菌工程菌细胞细胞动物胰岛动物胰岛素素D.兔血红蛋兔血红蛋白基因白基因兔成熟红兔成熟红细胞细胞兔血红蛋兔血红蛋白白共 119 页70解析解析:A B C三种基因均能在相应细胞表达出相应的蛋白三种基因均能在相应细胞表达出相应的蛋白质产物质产物,而而D选项中选项中,只有在未成熟时兔血红蛋白基因才能表达只有在未成熟时兔血红蛋白基因才能表达出兔血红蛋白出兔血红蛋白,成熟后成熟后,该基因被分解了该基因被分解了 答案答案:D共 119 页712.(2009广东理基广东理基,45)钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获面的杰出成就而获20

55、08年诺贝尔奖年诺贝尔奖 在某种生物中检测不到在某种生物中检测不到绿色荧光绿色荧光,将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后,结果结果可以检测到绿色荧光可以检测到绿色荧光 由此可知由此可知( )A.该生物的基因型是杂合的该生物的基因型是杂合的B.该生物与水母有很近的亲缘关系该生物与水母有很近的亲缘关系C.绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达D.改变绿色荧光蛋白基因的改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对个核苷酸对,就不能检测到绿色就不能检测到绿色荧光荧光共 119 页72解析解析:在某种生物中检测不到绿色荧光在某种生物中检

56、测不到绿色荧光,将水母绿色荧光蛋白将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后就可检测到绿色荧光基因转入该生物体内后就可检测到绿色荧光,可知绿色荧光蛋可知绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达白基因在该生物体内得到了表达 该生物的基因型纯合或杂该生物的基因型纯合或杂合与绿色荧光无关合与绿色荧光无关,与亲缘关系无关与亲缘关系无关 改变绿色荧光蛋白基因改变绿色荧光蛋白基因的一个核苷酸对的一个核苷酸对,不一定导致突变不一定导致突变(因为密码子具有简并性因为密码子具有简并性) 答案答案:C共 119 页733.果蝇的长翅和残翅是一对相对性状果蝇的长翅和残翅是一对相对性状,长翅为显性长翅为显性 用一定高用一定

57、高温处理残翅基因纯合子的幼虫温处理残翅基因纯合子的幼虫,其发育为成虫后其发育为成虫后,翅膀表现为翅膀表现为长翅长翅 下列解释错误的是下列解释错误的是( )A.控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达B.高温下相关蛋白质失去活性高温下相关蛋白质失去活性C.这种长翅个体的基因型可能已经变为杂合子这种长翅个体的基因型可能已经变为杂合子D.表现型是基因与环境因素共同作用的结果表现型是基因与环境因素共同作用的结果共 119 页74解析解析:有关变异问题要注意思维的全面性有关变异问题要注意思维的全面性,利用所学知识充分利用所学知识充分考虑可能的情况考虑可能的情况 基因型

58、为隐性纯合子的个体在外界环境的基因型为隐性纯合子的个体在外界环境的作用下作用下,表现出了显性性状表现出了显性性状,可能是发生了基因突变可能是发生了基因突变,也可能是也可能是外界环境直接影响了蛋白质的结构或功能外界环境直接影响了蛋白质的结构或功能,体现了生物的性状体现了生物的性状是遗传物质与环境条件共同作用的结果是遗传物质与环境条件共同作用的结果 答案答案:A共 119 页754.(2009江苏江苏,28)下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图成示意图,请据图回答下列问题请据图回答下列问题 共 119 页76(1)完成过程完成过程需要需要_等物质从细胞质

59、等物质从细胞质进入细胞核进入细胞核 (2)从图中分析从图中分析,核糖体的分布场所有核糖体的分布场所有_ (3)已知溴化乙啶已知溴化乙啶 氯霉素分别抑制图中过程氯霉素分别抑制图中过程,将该真菌将该真菌分别接种到含溴化乙啶分别接种到含溴化乙啶 氯霉素的培养基上培养氯霉素的培养基上培养,发现线粒体发现线粒体中中RNA聚合酶均保持很高活性聚合酶均保持很高活性 由此可推测该由此可推测该RNA聚合酶聚合酶由由_中的基因指导合成中的基因指导合成 (4)用用鹅膏蕈碱处理细胞后发现鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中细胞质基质中RNA含量显含量显著减少著减少,那么推测那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是鹅膏蕈碱抑制的过

60、程是_(填序填序号号),线粒体功能线粒体功能_(填填“会会”或或“不会不会”)受受到影响到影响 ATP 核糖核苷酸核糖核苷酸 酶酶细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体核核DNA(细胞核细胞核)会会共 119 页77解析解析:(1)过程是转录过程过程是转录过程,需要的原料是需要的原料是ATP 核糖核苷酸核糖核苷酸 酶酶 (2)为翻译过程为翻译过程,在细胞质基质中进行在细胞质基质中进行,也是翻译过也是翻译过程程,在线粒体中进行在线粒体中进行 (3)由于溴化乙啶由于溴化乙啶 氯霉素抑制线粒体氯霉素抑制线粒体的的转录转录 翻译过程翻译过程,线粒体线粒体DNA不会再进行表达不会再进行表达,而而RNA聚合