高三生物一轮复习课件第24讲+基因的表达

遗传信息的转录和翻译中心法则考点一RNA的结构、种类和功能目录CONTENTS考点二考点三重温高考真题演练第4章基因的表达思考1如何判断RNA和DNA？（1）RNA是由4种

连接而成，分子组成与DNA很相似，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。（2）RNA一般是

链，而且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。脱氧核糖DNA胸腺嘧啶（T）磷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）RNA核糖尿嘧啶（U）核糖核苷酸单（3）RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则RNA和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1RNA适合作为DNA信使的原因缩合核糖核苷酸蛋白质氨基酸密码子核糖体遗传物质RNA的结构和功能tRNAmRNArRNA都有哪种RNA参与蛋白质的合成过程？信使RNA转运RNA核糖体RNADNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？3.场所：1.概念：在

中，通过

以DNA的一条链为模板合成RNA的过程就叫转录（以基因为单位转录）细胞核RNA聚合酶个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中）真核细胞：主要在细胞核（线粒体、叶绿体）原核细胞：主要在拟核2.时间：3转录的过程游离的核糖核苷酸RNA聚合酶DNA双链解开转录方向①解旋：DNA双链解开，碱基暴露出来。→注意：RNA聚合酶参与解旋②配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。3转录的过程游离的核糖核苷酸RNA聚合酶DNA双链解开DNA双链恢复转录方向③连接：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。→注意：RNA聚合酶形成磷酸二酯键④释放：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。转录时DNA是完全解开的吗？方向：3转录的过程5‘-端——3‘-端转录DNA分子RNA模板：原料：能量：酶：DNA的一条链（供转录的链）游离的4种核糖核苷酸ATPRNA聚合酶等原则：条件

碱基互补配对A－U、T－A、G－C、C－G特点：①边解旋边转录②单链转录产物：RNA转录的产物：RNA①种类：②碱基数目：

其模板链碱基。少于③去向：通过

进入细胞质完成使命迅速降解。核孔④同种生物的不同细胞：DNA

，mRNA的种类和数量

。相同不相同转录不是转录整个DNA分子，只转录DNA部分片段---基因；1个DNA分子含多种基因，转录成的mRNA可以是多种多个。mRNA基因1基因2DNA★注意：细胞中不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录mRNA、tRNA和rRNA都是转录的产物(1)场所：(2)模板：(3)原料：(4)条件：细胞核（叶绿体、线粒体）

原核：拟核、质粒DNA分子的一条链四种游离的核糖核苷酸模板、原料、能量（ATP）、酶（RNA聚合酶等）(5)时间：(6)过程：【复习回顾】生长发育的整个时期(7)RNA聚合酶的作用：④释放③连接②配对①解旋解旋、聚合(8)转录的时候配对的方式有：(9)转录的方向：A－U、T－A、G－C、C－G5‘-端——3‘-端(10)转录的特点：①边解旋边转录②单链转录

转录与DNA复制有什么共同之处?这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？01

都需要模板,都遵循碱基互补配对原则;碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性;提示转录与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？02提示DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶【思考讨论】课本P66页【思考讨论】课本P66页TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

模板链非模板链DNARNACAAUAAUAG转录RNA的碱基序列与模板链互补，与非模板链基本相同（除T改U外）转录产生的RNA的碱基序列与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同点？032遗传信息的翻译(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以

为模板合成_______

_____________________的过程。mRNA具有一定氨基酸顺序的蛋白质(2)场所：________。(3)原料：核糖体21种氨基酸RNA:4种碱基蛋白质：21种氨基酸决定？思考：mRNA携带的遗传信息如何翻译成蛋白质？【讨论】4种碱基如何决定21种不同的氨基酸？1个碱基决定1个氨基酸决定4种氨基酸2个碱基决定1个氨基酸决定16（42）种氨基酸3个碱基决定1个氨基酸决定64（43）种氨基酸mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子：密码子密码子密码子→分别决定什么氨基酸？mRNA5'3'密码子翻译的方向:5'-端→3'-端

21种氨基酸的密码子表密码子表的解读：1.密码子种类：共

种密码子真核只有1种(AUG)AUGGUG原核可以有2种:2.起始密码子：643.终止密码子

一般情况下

个（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸4.编码氨基酸的密码子一般情况下

种,特殊情况下62种.361起始密码子编码氨基酸，终止密码子不编码氨基酸3.密码子特点：专一性简并性通用性一种密码子只决定一种氨基酸一种氨基酸可由一种或多种密码子决定地球上几乎所有生物共用一套密码子

21种氨基酸的密码子表密码子表的解读：(1)从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？①增强容错性。当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸②保证翻译的速度。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。思考：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？结构：结合

的部位碱基互补配对，通过

相连反密码子：tRNA上与密码子发生碱基互补配对的

3个相邻的碱基（tRNA为单链，但存在局部双链）（tRNA有多个碱基，不只三个）“三叶草”结构氨基酸氢键一种tRNA只能转运

种氨基酸，一种氨基酸可由

种tRNA转运一一种或几5．(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(

)A．一种反密码子可以识别不同的密码子B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变C大本P160一种tRNA只能转运

种氨基酸，一种氨基酸可由

种tRNA转运一一种或几2.翻译的过程2遗传信息的翻译5´3´①起始mRNA进入细胞质，与核糖体结合携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。②运输5´3´携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点22遗传信息的翻译①起始②运输③延伸5´3´特定酶的作用下甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，并转移到位点2的tRNA上。④终止随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸运送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才停止，生物学意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。如何加快翻译的速度？→多个核糖体同时进行翻译翻译的方向：5'-端→3'-端1.翻译方向是？为何多肽链长短不同？2.这些核糖体所合成的多肽链（蛋白质）一样吗？一样（有相同的模板mRNA）tRNA核糖体

模板：原料：能量：

酶：搬运工具：4.过程mRNA21种氨基酸ATP多种酶tRNA5.产物：具有特定氨基酸顺序的蛋白质6.遗传信息传递方向：RNA→蛋白质7.核糖体移动的方向：mRNA的5'端→3'端2遗传信息的翻译2．(2021·深圳一模)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是(

)A．图中①为亮氨酸B．图中结构②从右向左移动C．该过程中没有氢键的形成和断裂D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中B大本P159翻译过程的三种模型图解读1.模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成

个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是

。2由左往右2.模型丙是原核细胞内发生的

过程，特点是

，与真核细胞不同的原因是

，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。转录和翻译边转录边翻译原核细胞无以核膜为界限的细胞核拓展真核细胞核原核细胞基因表达的差异1、mRNA无需加工2、转录和翻译同时进行1、mRNA需加工2、先转录，后翻译4．如图是人体某细胞中遗传信息的传递及表达过程示意图。据图分析，以下描述正确的是

A．①②过程中两种酶的结合位点分别位于DNA和RNA分子上B．②过程生成的mRNA长度与DNA分子的每一条链都不同C．b中具有tRNA的结合位点，翻译时mRNA从右往左移动D．该图可表示胰岛B细胞中胰岛素基因指导胰岛素的合成过程√能力训练26.如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是(

)A.该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子C.RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等A一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运氨基酸数：mRNA碱基数：基因碱基数＝1∶3∶6

每合成n个氨基酸至少需要mRNA中3n个碱基，基因中6n个碱基。决定蛋白质中氨基酸序列的最终模板决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:关注计算中“最多”和“最少”问题2．合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是A．1000个，3000个和3000对

B．1000个，3000个和6000对C．300个，300个和3000对

D．1000个，3000个和1000对AA.基因中的内含子转录后被剪切。B.在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。D.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:A.基因中的内含子转录后被剪切。B.在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。D.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。例1．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子) A．m、(m/3)－1

B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1

D．2(m－n)、(m/3)－2√1.提出者：

。2.补充后的内容图解克里克翻译逆转录

3.生命是

、

和信息的统一体（1）DNA、RNA是

的载体。（2）蛋白质是信息的

。（3）

为信息的流动提供能量。信息表达产物ATP逆转录和RNA复制通常发生在RNA病毒中，一般认为正常细胞不发生逆转录和RNA复制。物质能量(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递:4.不同生物遗传信息的传递过程(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递：(4)高度分化的细胞遗传信息的传递：转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（）DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（）mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质（）线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则（）DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则（）×辨析易错易混练前清障×××√2.右图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用原理。结合图表分析，下列说法正确的是(

)抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)红霉素能与核糖体结合利福平抑制RNA聚合酶的活性A．环丙沙星和红霉素都能抑制②③过程B．青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程C．结核杆菌的④⑤过程都发生在细胞质中D．①～⑤过程可发生在人体的健康细胞中B3.(2021·湖南师大附中高三二模)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA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QβRNA。下列叙述错误的是(

)A.QβRNA的复制需经历一个逆转录过程B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C.一条QβRNA模板能翻译出多条肽链D.RNA复制酶基因表达后QβRNA才能进行复制A6．(2021·唐山一中期中)新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来，全国人民同舟共济、众志成城，打赢了一场没有硝烟的疫情阻击战，经研究，该病毒是一种单股正链RNA病毒，其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法中正确的是(

)A．由图示可知，＋RNA和－RNA上都含有决定氨基酸的密码子B．过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数C．可利用抗生素类药物抑制新型冠状病毒在宿主细胞内的增殖D．新型冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用B7．(2021·广东名校联考)图甲和图乙是两种RNA病毒的繁殖过程。下列相关分析错误的是(

)甲

乙A．两种病毒繁殖过程中均有U和A间的碱基互补配对B．图乙中的病毒DNA可能作为子代病毒的遗传物质C．两种病毒繁殖所需的原料都来自宿主细胞D．两种病毒翻译时所需的酶均由宿主细胞提供B考点二基因表达与性状的关系学习目标：1.具体分析基因控制性状的途径2.明确细胞分化的实质3.概述表观遗传现象4.举例说明基因与性状的关系1、基因表达产物与性状的关系①基因通过

，进而

控制生物体的性状②基因通过

直接控制生物体的性状。（1）基因控制性状的两种途径控制酶的合成来控制代谢过程间接控制蛋白质的结构（2）基因控制性状的实例血红蛋白基因中的1个碱基对发生替换编码CFTR蛋白的基因中缺失了3个碱基对皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因编码酪氨酸酶的基因异常1.基因表达产物与性状的关系P71例一：豌豆的圆粒和皱粒正常插入DNA序列基因酶细胞代谢性状编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶正常,活性较高淀粉分支酶异常,活性较低淀粉合成正常淀粉含量高，有效保留水分淀粉合成受阻淀粉含量低，失水皱缩1.基因表达产物与性状的关系P71例二：人的白化症状形成机制编码酪氨酸酶的基因异常缺少酶，酪氨酸不能转化为黑色素基因酶细胞代谢性状酪氨酸酶无法正常合成缺乏黑色素表现白化症状图1白化病患者白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，畏光。1.基因表达产物与性状的关系P71例三：囊性纤维化形成机制编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR转运氯离子的功能异常基因蛋白质结构功能性状CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损囊性纤维化气管正常气管

囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。2、基因的选择性表达与细胞分化（1）生物多种性状形成的基础是

。细胞分化（2）细胞分化的实质是

。基因的选择性表达表达的基因分类：①在所有细胞中都表达的基因。②只在某类细胞中特异性表达的基因。基因的选择性表达与（

）有关。基因表达的调控基因的选择性表达是怎样调控的？基因表达什么时候表达在哪种细胞中表达表达水平的高低都是受到调控1．在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。大本P161提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。(1)概念：生物体基因的碱基序列____________,但____________和_______发生________________的现象。保持不变基因表达表型可遗传变化3、表观遗传现象表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成表观遗传是否遵循孟德尔遗传规律？表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因(2)实例①柳穿鱼花形遗传②某种小鼠毛色遗传③同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异④蜂王和工蜂的差异蜂王工蜂同卵双胞胎间的差异3、表观遗传现象

(3)发生时期:普遍存在于生物体的

的整个生命活动过程中。生长、发育和衰老

(4)形成原因：DNA

，构成染色体的组蛋白发生

等修饰。甲基化甲基化、乙酰化DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。①概念：生物体基因的

保持不变，但

和

发生可遗传变化的现象。②特点A.可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。B.不变性：基因的碱基序列保持不变。C.可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。碱基序列基因表达表型表观遗传③理解表观遗传应注意的三个问题A.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。B.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。C.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。④机制：DNA的

；

的甲基化和乙酰化等。⑤实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。甲基化组蛋白有哪些因素会影响DNA的甲基化?与社会的联系：有研究表明：吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。与社会联系P74环境DNA甲基化诱发1.表观遗传是指细胞内基因序列没有改变，但DNA发生甲基化、组蛋白修饰等，使基因的表达发生可遗传变化的现象。对此现象的叙述错误的是(

)A．若基因的启动部位被修饰，则可能遏制了RNA聚合酶的识别B．男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高C．正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传D．同卵双胞胎之间的差异皆是由表观遗传引起的D2.(2021·河北选择性考试模拟)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加