2020版高考生物大一輪復習 第5單元 遺傳的分子基礎 17 基因的表達課件 新人教版.ppt

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1、第17講基因的表達,概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。,必備知識梳理,關鍵能力突破,遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 1.RNA的結構和種類,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 (1)概念:在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)過程(見下圖),,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,3.遺傳信息的翻譯 (1)概念,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)過程,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(3)翻譯過程中,mRNA與核糖體數(shù)量的關系 遺傳信息的翻譯過程中,通常一個mRNA結合多個核糖體的意義是少量的mRNA分子可以迅速合成出大量

2、的蛋白質(zhì),提高了蛋白質(zhì)的合成效率。 教材拾遺(必修2第65頁“思考與討論,3”改編)組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸共對應多少種密碼子?由此推知一種氨基酸可能對應多個密碼子,這對生物體的生存發(fā)展有何意義? 答案20種氨基酸共對應61種密碼子,其意義主要表現(xiàn)為如下兩方面: (1)增強容錯性:當密碼子中有一個堿基改變時,由于密碼的簡并性,可能并不會改變其對應的氨基酸,因而有利于蛋白質(zhì)或性狀的穩(wěn)定。 (2)保證翻譯速度:當某種氨基酸使用頻率高時,幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過從細胞水平和分子水平兩個層面分析轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程

3、,建立起結構與功能相適應的觀念。 2.科學思維運用已有的知識和經(jīng)驗提出問題,運用數(shù)學方法分析堿基與氨基酸之間的關系,運用模型與建模感知基因的表達是一個多層次的、動態(tài)的、相互協(xié)調(diào)和配合的過程。,必備知識梳理,關鍵能力突破,仔細觀察下面兩圖,并思考回答下列問題。,必備知識梳理,關鍵能力突破,(1)兩圖顯示的生理過程是轉(zhuǎn)錄和翻譯,二者的差異在于圖1所示轉(zhuǎn)錄、翻譯過程有“時空”差異,即轉(zhuǎn)錄在細胞核,時間在前;翻譯在核糖體,時間在后。圖2所示轉(zhuǎn)錄、翻譯同時進行。 (2)大腸桿菌可進行上圖2的過程,判斷依據(jù)是大腸桿菌為原核生物,其轉(zhuǎn)錄與翻譯是同時進行的,只能進行圖2過程不能進行圖1過程(圖1在細胞核中轉(zhuǎn)錄

4、,在細胞質(zhì)中翻譯)。 (3)兩圖中af分別表示的物質(zhì)或結構是mRNA、核 糖體、多肽鏈、DNA、mRNA、RNA聚合酶。,,,,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向1DNA與RNA的比較 1.(2018山東青島城陽期中)下面分別為DNA、tRNA的結構示意圖。以下敘述不正確的是( ) A.圖示DNA分子中的為氫鍵,tRNA中的b為磷酸二酯鍵 B.DNA分子復制、切割目的基因片段時分別破壞的化學鍵為 C.tRNA是由三個核糖核苷酸連接成的單鏈分子 D.c處表示反密碼子,可以與mRNA堿基互補配對,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向2DNA的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較 2.(201

5、8山東萊蕪期中)如圖表示細胞內(nèi)基因表達過程,下列有關敘述不正確的是( ) A.過程表示轉(zhuǎn)錄,該過程的模板是甲中的a鏈 B.過程表示翻譯,需要的原料是氨基酸 C.若甲的a鏈中(G+T)/(A+C)=2/3,則b鏈中(G+T)/(A+C)=3/2 D.過程需要RNA聚合酶催化,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,巧辨遺傳信息、密碼子和反密碼子 1.界定遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子,必備知識梳理,關鍵能力突破,2.辨析氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關系 (1)每種氨基酸對應一種或幾種密碼子(即密碼子的簡并性),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運。 (2)除終止密碼子外,一種密碼子只能決定一種

6、氨基酸;一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸。 (3)密碼子有64種(3種終止密碼子;61種決定氨基酸的密碼子);反密碼子理論上有61種。,必備知識梳理,關鍵能力突破,3.DNA復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較(以真核生物為例),必備知識梳理,關鍵能力突破,考向3基因表達中的相關計算 3.(2018安徽蚌埠月考)一個mRNA分子有m個堿基,其中G+C有n個;由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)最少、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)最多分別是( ) A.m、m/3-1B.m、m/3-2 C.2(m-n)、m/3-1D.2(mn)、m/3-2,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,1.理順

7、相關數(shù)量關系 DNA堿基數(shù)mRNA堿基數(shù)氨基酸數(shù)=631。,必備知識梳理,關鍵能力突破,2.關注計算中“最多”和“最少”問題 (1)mRNA上堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目關系:翻譯時,mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸,因此準確地說,mRNA上堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 (2)DNA上的堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中的氨基酸的數(shù)目關系:基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (3)不能忽略“最多”或“最少”等字:如mRNA上有n個堿基,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基,該mRNA指導合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。,必備知識梳理,關鍵能力突破,中心

8、法則及相關拓展 1.中心法則 (1)提出者:克里克。 (2)補充后的內(nèi)容圖解,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(3)不同類型生物遺傳信息的傳遞 以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞 具有RNA復制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒) 具有逆轉(zhuǎn)錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒) 高度分化的細胞,必備知識梳理,關鍵能力突破,(4)聯(lián)系中心法則與基因表達的關系,必備知識梳理,關鍵能力突破,2.基因控制性狀的途徑 (1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示),,必備知識梳理,關鍵能力突破,,,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示) 白化病致病機理圖解,,,,,,,必備知

9、識梳理,關鍵能力突破,豌豆的圓粒和皺粒的形成機理圖解,,,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念從遺傳現(xiàn)象的實例入手,分析遺傳信息傳遞的本質(zhì),形成基因控制性狀是通過基因控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的觀念。 2.科學思維運用證據(jù)和邏輯分析實驗現(xiàn)象,得出結論,總結出遺傳信息傳遞的途徑。,必備知識梳理,關鍵能力突破,(生命觀念、科學思維)Q噬菌體的遺傳物質(zhì)(Q RNA)是一條單鏈RNA。當噬菌體侵染大腸桿菌后,Q RNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復制酶(如圖所示),然后利用該復制酶復制Q RNA。下列敘述正確的是() A.Q RNA的復制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄過程

10、B.Q RNA的復制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程 C.一條Q RNA模板只能翻譯出一條肽鏈 D.Q RNA復制后,復制酶基因才能進行表達,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向1中心法則過程分析 1.(2018福建師大附中期末)下圖是4種遺傳信息的流動過程,對應的敘述不正確的是( ) A.甲可表示胰島細胞中胰島素合成過程中的遺傳信息的傳遞方向 B.乙可表示逆轉(zhuǎn)錄病毒在宿主細胞內(nèi)繁殖時的遺傳信息傳遞方向 C.丙可表示DNA病毒(如噬菌體)在宿主細胞內(nèi)繁殖時的遺傳信息傳遞方向 D.丁可表示RNA病毒(如煙草花葉病毒)在宿主細胞內(nèi)繁殖過程中的遺傳信息傳遞方向,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力

11、突破,中心法則各生理過程確認的三大依據(jù),必備知識梳理,關鍵能力突破,考向2分析基因?qū)π誀畹目刂品绞?2.(2018湖南瀏陽一中期末)埃博拉病毒(EBV)的遺傳物質(zhì)是一種單鏈RNA,EBV感染后可能導致人體患埃博拉出血熱(EBHF)。EBV與宿主細胞結合后,將核酸蛋白質(zhì)復合體釋放至細胞質(zhì),并啟動下圖途徑進行增殖,進而導致人體患病。下列推斷最為合理的是( ) A.過程所需嘌呤比例與過程所需嘧啶比例相同 B.過程中需要的氨基酸與tRNA的種類、數(shù)量相同 C.EBV增殖過程需細胞提供四種脫氧核苷酸和ATP D.直接將EBV的-RNA注入人體細胞將引起EBHF,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,

12、必備知識梳理,關鍵能力突破,圖解如下,必備知識梳理,關鍵能力突破,此外生物的性狀還受環(huán)境條件的影響,生物性狀是基因型和環(huán)境條件共同作用的結果,如水毛茛,其裸露于空氣中的葉為卵形,而沉于水中的葉卻為絲狀。 注:若涉及的物質(zhì)并非蛋白質(zhì)(如植物激素),則基因?qū)ζ淇刂仆峭ㄟ^“控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物性狀”這一間接途徑實現(xiàn)的,1,2,3,4,5,1.關于RNA的敘述,正確的是() A.75個堿基組成的tRNA,其上含有25個反密碼子 B.900個堿基組成的mRNA,其上含有的密碼子均決定氨基酸 C.結核桿菌的rRNA的形成與核仁密切相關 D.人體的不同細胞中,mRNA的種類不一定相同,

13、答案,解析,1,2,3,4,5,2.如圖為脈孢霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖。從圖中不能得出() A.精氨酸的合成是由多對基因共同控制的 B.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程 C.若基因不表達,則基因和也不表達 D.若產(chǎn)生鳥氨酸依賴突變型脈孢霉,則可能是基因發(fā)生突變,答案,解析,1,2,3,4,5,3.基因在表達過程中如有異常mRNA就會被細胞分解,如圖是S基因的表達過程,則下列有關敘述正確的是() A.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結果 B.圖中所示的為轉(zhuǎn)錄,為翻譯過程 C.圖中過程使用的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶 D.S基因中存在不能控制翻譯成多肽鏈的片段,答案,解析,1,2,3,4,5,4.白化

14、病和黑尿病都是因為酶缺陷引起的分子遺傳病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能將尿黑酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜?排出的尿液中因含有尿黑酸,遇空氣后氧化變黑。如圖表示人體內(nèi)與之相關的一系列生化過程,據(jù)圖分析下列敘述不正確的是() A.若一個皮膚角質(zhì)層細胞控制酶B合成的基因發(fā)生突變,不會導致白化病 B.若一個胚胎干細胞控制酶D合成的基因發(fā)生突變,可能會導致黑尿病 C.白化病和黑尿病說明基因是通過控制蛋白質(zhì)的結構直接控制生物體性狀的 D.圖中代謝過程可說明一個基因可影響多個性狀,一個性狀也可受多個基因控制,答案,解析,1,2,3,4,5,5.(2018江蘇高考)長鏈非編碼RNA(lncRNA)是長度大于200

15、個堿基,具有多種調(diào)控功能的一類RNA分子。下圖表示細胞中l(wèi)ncRNA的產(chǎn)生及發(fā)揮調(diào)控功能的幾種方式,請回答下列問題。,1,2,3,4,5,(1)細胞核內(nèi)各種RNA的合成都以為原料,催化該反應的酶是。 (2)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA中,提供信息指導氨基酸分子合成多肽鏈的是,此過程中還需要的RNA有。 (3)lncRNA前體加工成熟后,有的與核內(nèi)(圖示)中的DNA結合,有的能穿過(圖示)與細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)或RNA分子結合,發(fā)揮相應的調(diào)控作用。 (4)研究發(fā)現(xiàn),人體感染細菌時,造血干細胞核內(nèi)產(chǎn)生的一種lncRNA,通過與相應DNA片段結合,調(diào)控造血干細胞的,增加血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞的數(shù)量。該

16、調(diào)控過程的主要生理意義是。,1,2,3,4,5,答案 (1)四種核糖核苷酸RNA聚合酶 (2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(轉(zhuǎn)運RNA和核糖體RNA) (3)染色質(zhì)核孔 (4)分化增強人體的免疫抵御能力,1,2,3,4,5,解析 本題考查基因表達與免疫的相關知識,屬于對生命觀念和科學思維的考查。(1)RNA的基本組成單位是四種核糖核苷酸;RNA是通過轉(zhuǎn)錄過程合成的,轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶催化。(2)mRNA(信使RNA)直接指導多肽鏈的合成;多肽鏈的合成過程發(fā)生在核糖體(由RNA和蛋白質(zhì)組成)上,該過程需要tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運至核糖體并與其上的mRNA上相應的密碼子相對應。(3)由圖可以直接看出,圖為染色質(zhì),lncRNA前體加工成熟后,有的與其中的DNA結合;圖為核孔,lncRNA前體加工成熟后,有的通過核孔進入細胞質(zhì)與其中的RNA和蛋白質(zhì)結合發(fā)揮作用。(4)造血干細胞通過分化,形成血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞;吞噬細胞屬于免疫細胞,血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞的增多,可以提高機體的免疫力。,