2022届高考生物一轮复习-第6单元-遗传的分子基础-第3讲-基因的表达教案-新人教版必修2.doc
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1、2022届高考生物一轮复习 第6单元 遗传的分子基础 第3讲 基因的表达教案 新人教版必修22022届高考生物一轮复习 第6单元 遗传的分子基础 第3讲 基因的表达教案 新人教版必修2年级:姓名:- 20 -第3讲基因的表达1.遗传信息的转录和翻译()2.基因与性状的关系()1.结合DNA双螺旋结构模型,阐明DNA分子转录、翻译的过程(生命观念)2.运用中心法则,阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成的过程(科学思维)3.结合实例分析基因表达的异常情况(社会责任)考点一遗传信息的转录和翻译1RNA的结构和种类(1)基本单位:核糖核苷酸。(2)组成成分:(3)结构:一般是单链,长度比
2、DNA短;能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。(4)种类及功能:(5)DNA与RNA的区别:物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链2.遗传信息的转录(1)概念:以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)转录过程(见图):3遗传信息的翻译(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子概念:mRNA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61种,终止密码子有3种。密码子的统一性:地球上几乎所有的
3、生物体共用一套遗传密码。密码子的统一性说明了各种生物都有一定的亲缘关系。密码子的简并性:多种密码子编码同一种氨基酸的现象。密码子简并性的意义:一方面增强了容错性,减少蛋白质或性状的差错,另一方面有利于提高翻译的效率。(3)翻译过程总结:翻译需要的6个条件:模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、能量(ATP)、酶、 tRNA、核糖体。(人教版必修2 P67图改编)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构?图中显示a、b间存在何种数量关系?其意义何在?(2)图示翻译方向是AB还是BA,判断依据是什么?(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同?为什么?提示:(1)a是mRNA,b是核糖体,c是
4、肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)由c中三条链越往B侧越延长,可确认翻译方向是AB。(3)图中c所指的三条链的模板相同(均为a),故其氨基酸序列均相同。1tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。()2细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。()提示:基因进行转录时是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的。3一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个。()提示:DNA上可能有不具有遗传效应的片段,且基因会选择性表达,因此mRNA
5、分子的碱基数小于n/2个。4mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。()提示:终止密码子无对应的反密码子。5一种氨基酸只由一种tRNA转运。()提示:一种tRNA转运一种氨基酸,一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。6存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。()1真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mRNA含有900个碱基,而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成,这说明了_。提示:刚转录出来的mRNA需要加工2起始密码子AUG决定甲硫氨酸,而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸,原因是_。提示:翻译生成的多肽链往往需
6、进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉3原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多,原因是_。提示:原核生物没有核膜,基因表达时转录和翻译可以同步进行,真核生物有核膜,基因表达时先完成转录,再完成翻译1DNA复制、转录、翻译的比较(1)区别DNA复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条链DNA(或基因)的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件模板(DNA两条链)、原料(脱氧核糖核苷酸)、酶(解旋酶、DNA聚合酶)、能量(ATP)模板(DNA或基因的一条链)、原
7、料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)、能量(ATP)模板(mRNA)、原料(20种氨基酸)、能量(ATP)、酶、tRNA、核糖体产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链产物去向传递到两个子细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点半保留复制边解旋边复制边解旋边转录,DNA双链全保留一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链碱基配对方式AT,TA,GC,CGAU,TA,GC,CGAU,UA,GC,CG信息传递DNADNADNARNAmRNA蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息,使生物表现出各种性状(2)联系:2转录和翻译过程中相关数量的计算(1)相关数量关系:基因碱基数mR
8、NA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上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。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氨基酸数目的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2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。1油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,
9、如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。甲乙(1)据图甲分析,写出提高油菜产油量的基本思路。(2)图乙表示基因B,链是转录链,经诱导链也能转录,诱导基因B的链转录后,提高了产油量,请解析原因。提示:(1)抑制酶b合成(活性),促进酶a合成(活性)。(2)基因B的链转录的mRNA与链转录的mRNA互补配对成双链RNA,双链RNA不能与核糖体结合,不能翻译成酶b,而酶a正常合成,因此生成油脂的量增多。2为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成,科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。分组实验处理实验结果实验组用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体RNA聚合
10、酶含量很高对照组用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶是由细胞核DNA控制合成的还是线粒体DNA控制合成?线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有没有影响?提示:由实验结果看出链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由细胞核DNA控制合成,因为线粒体DNA的转录被抑制后,链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高。线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有反馈作用,线粒体DNA转录不被抑制时,链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常。考查遗传信息的转录和翻译过程1(2020莆田市检测)下列关于真核细胞中转录的叙述,正确的是()A转录产生的mRNA碱基序列与非
11、模板链相同B细胞内所有的RNA都在细胞核内合成C转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列D一个DNA分子只能转录产生一种RNA分子C转录产生的mRNA碱基序列中有U,非模板链中有T,A项错误;线粒体和叶绿体中也能合成RNA,B项错误;转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列,C项正确;转录是以基因为单位的,因此一个DNA分子能转录产生多种RNA分子,D项错误。2(2020西安中学模拟)如图是蛋白质合成过程示意图,合成过程由5端开始,到3端结束。下列相关叙述错误的是()A是蛋白质的彻底水解产物之一B合成过程中,“肽链tRNA”由P位进入A位C与之间可能发生碱基互补配对D唾液腺细胞中的多于
12、心肌细胞中的B表示氨基酸,是蛋白质彻底水解的产物之一,A正确;核糖体沿mRNA分子从5端向3端移动一个密码子距离,使A位的“肽链tRNA”进入P位,B错误;表示密码子,表示反密码子,与之间可能发生碱基互补配对,C正确;表示核糖体,唾液腺细胞要分泌唾液,细胞内的核糖体要多于心肌细胞中的,D正确。3(2020湖北部分重点中学模拟)某生物细胞中基因表达过程如图所示,下列相关叙述正确的是()A该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程B过程四个核糖体合成的蛋白质不同C过程中的酶能使DNA碱基对间的氢键断裂D与过程相比,过程中特有“AU”配对C根据图示分析可知,转录和翻译同时进行,可推测该过程发生在原核细胞中,而
13、毛霉属于真核生物,A错误;过程四个核糖体利用的模板相同,因此合成的蛋白质相同,B错误;过程为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,当RNA聚合酶与DNA的某一部位结合时,DNA片段的双螺旋解开,以其中的一条链为模板,以游离的核糖核苷酸为原料完成转录,C正确;转录和翻译过程中都存在“AU”配对,D错误。考查遗传信息、密码子和反密码子4(2020吉林调研)下列关于遗传信息、密码子、反密码子的叙述,正确的是()AmRNA上三个相邻的碱基,决定一个氨基酸,称为密码子B每一种密码子都与一种反密码子相互对应CDNA上核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息D每个氨基酸都对应一种密码子A遗传密码是指mRNA中决定一个
14、氨基酸的3个相邻的碱基,A正确;终止密码子不对应任何一种氨基酸,故不是每一种密码子都与一个反密码子相互对应,B错误;DNA上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,C错误;密码子具有简并性,一种氨基酸可以对应一种或多种密码子,如甘氨酸对应的密码子有GGU、GGC、GGA、GGG,D错误。5(2020北京101中学检测)下图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是()A分析题图可知链应为DNA中的链BDNA形成的过程发生的场所是细胞核C酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUAD图中与配对的过程在核糖体上进行D分析题图可知,转录的模板链(链)是链,A项错误;蓝藻是原核
15、细胞,DNA形成的过程发生的场所是拟核,B项错误;密码子是mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基,因此酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是UAC、GAU,C项错误; 图中与配对的过程发生在翻译过程中,在核糖体上进行,D项正确。遗传信息、密码子与反密码子的关系结合信息考查基因的表达及调控6(2020成都诊断检测)真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子都转录在一条前体mRNA中,前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列叙述错误的是()A前体mRNA的合成过程需要RNA聚合酶
16、参与B基因的内含子中含有转录成终止密码子的片段C内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变D将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置B前体mRNA通过转录过程合成,而转录需要RNA聚合酶的参与,A正确;前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉,因此基因的内含子中不含有转录成终止密码子的片段,B错误;前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉,因此内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变,C正确;前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉,因此将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置,D正确。7(2020广东六校联考)许多基因的启动子内富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基
17、化成为5甲基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中,正确的是()A在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接B胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C基因的表达水平与基因的甲基化程度无关D胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合D在DNA的一条单链上相邻的C和G之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接,A项错误;因为许多基因的启动子内富含CG重复序列,因此胞嘧啶甲基化导致基因的转录不能进行,不能合成蛋白质,B项错误;胞嘧啶甲基化影响基因的转录,阻碍RNA聚合酶与启动子结合,因此影响基因的表达,C项错误,D项正确。考点二中心法则及基因对性状的控制1中心法则(1)提出者:克里克。(2)补充后的内容
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