高三生物一轮总复习必修二第4章：基因的表达-课件

第4章：基因的表达考点一 遗传信息的转录与翻译1、复制与转录、翻译的比较复制转录翻译时间场所模板细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程主要在细胞核细胞质的核糖体主要在细胞核DNA的两条单链DNA的一条链

mRNA 复制转录翻译原料ATP酶产物4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸都需要解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶合成酶一个单链RNA多肽链(或蛋白质)2个双链DNA复制转录翻译特点碱基配对功能边解旋边复制,半保留复制边解旋边转录,转录后DNA恢复原状翻译结束后,mRNA被降解成单体A－T,T－A,C－G,G－C传递遗传信息A－U,T－A,C－G,G－C 表达遗传信息,使生物表现出各种性状

A－U,U－A,C－G,G－C2、遗传信息、密码子与反密码子的比较(1)

区别遗传信息密码子反密码子存在位置含义功能DNAmRNAtRNA基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA上的三个相邻的碱基与密码子互补配对的三个碱基直截了当决定mRNA中碱基排列顺序,间接决定氨基酸的排列顺序识别密码子直截了当决定氨基酸的排列顺序(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。②mRNA的密码子直截了当控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到翻译的作用。【例1】甲、乙图是真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是(

)A、甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子B、甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行C、DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶D、一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次关于转录与翻译的叙述,错误的是(

)A、转录时以核糖核苷酸为原料B、转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列C、mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D、不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性解析C转录时以四种核糖核苷酸为原料;RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列,启动转录;不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性;核糖体沿着mRNA移动翻译出的是肽链而不是蛋白质。考点二 基因表达中相关计算DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系(1)转录时,组成基因的两条链只有一条链能转录,另一条链则不能转录。因此,转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。(2)翻译过程中,信使RNA中每三个相邻碱基决定一个氨基酸,因此经翻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1/3。(3)对应关系,如图表示:DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比例关系(用H与h表示DNA分子的两条链)【例2】如图表示DNA(基因)控制蛋白质合成的过程,分析回答:(1)图中标出的碱基符号,包括________种核苷酸。(2)DNA双链中,________链为转录的模板链;密码子存在于________链上。(填数字序号)(3)如合成胰岛素,共需51个氨基酸,控制合成该蛋白质的基因上,至少含有脱氧核糖核苷酸________个。7②③306一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数,依次为(

)A、32、11、66 B、36、12、72C、12、36、24 D、11、36、72解析B此多肽含有11个肽键,因此含有氨基酸12个,因此mRNA上的密码子至少12个,mRNA上的碱基数至少12×3＝36个;决定氨基酸的密码子是12个,因此需要的tRNA也是12个;因为mRNA中碱基至少有36个,因此转录它的基因中碱基数至少为36×2＝72个。

对比实验的设计对比实验是指除所控因素外其他条件与被对比实验完全相同的实验。对比实验设计的正确与否,关键就在于如何尽量去保证:“其他条件的完全相同”。具体来说有以下五个方面:1、所选用生物材料要相同:即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源与生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。2、所用实验器具要相同:即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。3、所用实验试剂要相同:即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。4、所用处理方法要相同:如保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对比实验来说,好像是毫无意义的,但最好依然要作同样的处理。5、处理时间要相同。【例3】在克里克得出三个碱基能够排列成一个遗传密码的实验结论后,科学家们开始探究一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格与马太采纳蛋白质的体外合成技术,在每一个试管中加入一种氨基酸,再加入除去了DNA与mRNA的细胞提取液,以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸,结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,如下图。请回答:(1)实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是_____________________________________。(2)细胞提取液为该实验具体提供了______________。(3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA与mRNA的原因是_______________________。(4)要确保实验结论的科学性,需设计对比实验。本题所给实验中,对比实验是______________________________。作为模板mRNA,直截了当控制蛋白质(多肽)合成能量、酶、核糖体、tRNA排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验(5)要想明白更多氨基酸的密码子,您如何改变上述实验？(简述)____________________。(6)本实验所用的细胞提取液能够用大肠杆菌制备,请简述制备方法:①对大肠杆菌进行振荡裂解;②_________________________________;③__________________________________。经上述操作,得到了除去DNA与mRNA的细胞提取液。(大肠杆菌中mRNA约在30～60分钟内自行分解,因此操作中可不考虑)。

依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸②离心、过滤、获取匀浆③用DNA酶处理匀浆,除去DNA

用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成,实验的情况及结果如下表:实验序号重复的mRNA序列估计组成的三联码生成的多肽中含有的氨基酸种类1(UUC)n即UUCUUC……UUC、UCU、CUU丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸2(UUAC)n即UUACUUAC……UUA、UAC、ACU、CUU亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸请依照表中的两个实验结果,判断亮氨酸的遗传密码子是(

)A、CUU

B、UAC

C、ACU

D、UCU解析A先分析各实验估计组成的密码子,实验1为UUC、UCU、CUU;实验2为UUA、CUU、ACU、UAC,然后将实验1与实验2比较,发现只有密码子CUU相同,多肽中相同的氨基酸是亮氨酸,从而确定亮氨酸的密码子是CUU。转录:是指以DNA的一条链为模板,依照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。通过转录,DNA分子把遗传信息传递到信使RNA(mRNA)上。转录过程总结

场所:模板:原料:原则:产物:主要