创新方案-课标人教必修二----基因的表达.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/21,#,【,考纲展示,】,1,遗传信息的转录和翻译,(),2,基因与性状的关系,(),【,热点考向,】,1,转录和翻译过程的区别和联系,2,基因表达过程中有关碱基和氨基酸数量关系的计算,3,基因与蛋白质及性状的关系,4,中心法则及其应用,一,、遗传信息的转录,1,RNA,的结构和种类,(1),结构：与,DNA,相比，,RNA,在组成上的差异表现在：五碳,糖是,，碱基组成中没有,T,，而替换为,。,(2),种类：,、,tRNA,和,三种。,U(,尿嘧啶,),核糖,mRNA,rRNA,2,转录,场所：主要在,模板：,原料：,4,种游离的,配对原则：,、,CG,、,GC,、,产物：,mRNA,细胞核,DNA,的一条链,核糖核苷酸,AU,TA,二、遗传信息的翻译,1,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。,(2),场所：细胞质中的,。,(3),运载工具：,。,(4),碱基配对：,、,、,GC,、,C,G,。,mRNA,具有一定氨基酸顺序的蛋白质,核糖体,tRNA,AU,UA,2,密码子,(1),概念：,遗传学上把,上决定一个氨基酸的,叫一个密码子。,(2),种类：,共,64,种，其中决定氨基酸的密码子有,种。,三个相邻碱基,mRNA,61,3,转运,RNA,(1),结构：形状像三叶草的叶，一端是携带,的部位，,另一端有三个碱基可与密码子互补配对，称为,。,(2),种类：,61,种。,氨基酸,反密码子,三、中心法则及其发展,1,内容,2,发展,(1)RNA,肿瘤病毒的遗传信息由,RNA,流向,。,(2),致癌,RNA,病毒能使遗传信息由,RNA,流向,。,RNA,DNA,3,完善后的中心法则内容,(,用简式表示,),四、基因、蛋白质与性状的关系,1,基因对性状的控制,(1),直接控制：通过控制,来直接控制生物,性状。,(2),间接控制：通过控制,来控制代谢过程，从而,控制生物性状。,蛋白质分子结构,酶的合成,2,基因与性状的关系,(1),基因与性状的关系并不都是,关系。如人的身高可能,是由,决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。,(2),基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着,复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。,线性,多个基因,1.,三者的区别,复制,转录,翻译,时间,细胞分裂,(,有丝分裂和减数第一次分裂前,),的间期,个体生长发育的整个过程,复制,转录,翻译,场所,主要在细胞核,主要在细胞核,细胞质的核糖体,模板,DNA,的两条单链,DNA,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,都需要特定的酶和,ATP,复制,转录,翻译,产物,2,个双链,DNA,一个单链,RNA(mRNA,，,tRNA,，,rRNA),多肽链,(,或蛋白质,),产物,去向,传递到,2,个子细胞,离开细胞核进入细胞质,组成细胞结构蛋白质或功能蛋白质,复制,转录,翻译,特点,边解旋边复制，半保留复制,边解旋边转录；转录后,DNA,仍恢复原来的双链结构,翻译结束后，,mRNA,分解成单个核苷酸,碱基配对,AT,，,TA,，,CG,，,GC,AU,，,TA,，,CG,，,GC,AU,，,UA,，,CG,，,GC,复制,转录,翻译,遗传信息传递,DNA,DNA,DNA,mRNA,mRNA,蛋白质,意义,使遗传信息从亲代传给子代,表达遗传信息，使生物表现出各种性状,2,联系,(1),对细胞结构生物而言，,DNA,复制发生于细胞分裂过程中，,而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化以及生长等过程。,(2)DNA,中含有,T,而无,U,，而,RNA,中含有,U,而无,T,，因此可通过,放射性同位素标记,T,或,U,，研究,DNA,复制或转录过程。,(3),在翻译过程中，一条,mRNA,上可同时结合多个核糖体，,可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。,例,1,(2010,广州调研,),下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是,(,),A,因为,中含有碱基,U,，所以其上有密码子,B,和,过程均发生了碱基互补配对,C,甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程,D,若,过程合成,160,个氨基酸，则,mRNA,上共有,480,个核苷酸,课堂笔记,选,图中,是,tRNA,，在其上有反密码子，密码子位于,mRNA,上。,表示,mRNA,指导蛋白质合成，即翻译过程，图,表示以,DNA,为模板合成,mRNA,，即转录，转录和翻译过程都发生碱基互补配对。合成,160,个氨基酸组成的蛋白质，至少需要,mRNA,上,480,个核苷酸，但还有终止密码等，因此,mRNA,上碱基数大于,480,个。,B,1,在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是,(,),A,DNA,复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则,B,核基因转录形成的,mRNA,穿过核孔进入细胞质中进行,翻译过程,C,DNA,复制、转录都是以,DNA,一条链为模板，翻译则是,以,mRNA,为模板,D,DNA,复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核,糖核苷酸、氨基酸,.,解析：,遗传信息传递时，,DNA,的复制是以两条单链分别为模板进行的。,答案：,C,1.,三者区别,比较项目,遗传信息,密码子,反密码子,位置,DNA,mRNA,tRNA,含义,DNA,上碱基对或脱氧核苷酸的排列顺序,mRNA,上决定一个氨基酸或提供转录终止信号的,3,个相邻的碱基,tRNA,上的可以与,mRNA,上的密码子互补配对的,3,个碱基,比较项目,遗传信息,密码子,反密码子,种类,4,n,种,(,n,为碱基对的数目,),64,种，其中决定氨基酸的密码子有,61,种,61,种,作用,间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序,直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序,识别密码子,比较项目,遗传信息,密码子,反密码子,相关特性,具有多样性和特异性,一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能由一种或几种密码子决定,一种,tRNA,只能识别和转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种,tRNA,转运,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。,(2)mRNA,的密码子直接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。,以上关系表示如下：,例,2,(2010,济南质检,)mRNA,上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的,tRNA,及转运的氨基酸发生的变化是,(,),A,tRNA,一定改变，氨基酸一定改变,B,tRNA,不一定改变，氨基酸不一定改变,C,tRNA,一定改变，氨基酸不一定改变,D,tRNA,不一定改变，氨基酸一定改变,课堂笔记,选,因,tRNA,是与,mRNA,上的密码子配对，故密码子的一个碱基发生替换，对应的,tRNA,一定改变，又因一种氨基酸可能对应多种密码子，故密码子改变不一定引起氨基酸的改变。,C,密码子具有简并性和通用性。简并性指一种氨基酸可对应多种密码子。通用性是指生物界共用一套遗传密码。,由于密码子具有简并性，故基因突,变并不一定导致其合成的蛋白质发生改变。,1.,中心法则与生物种类的关系,图解表示出遗传信息的传递有,5,个过程。,(1),以,DNA,为遗传物质的生物遗传信息的传递,(2),以,RNA,为遗传物质的生物遗传信息的传递,(3),中心法则体现了,DNA,的两大基本功能,传递遗传信息：它是通过,DNA,复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。,表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。,(1)DNA,复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循,的法则。,(2)RNA,复制和逆转录只发生在被,RNA,病毒寄生的细胞中。,(3),逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的,mRNA,为模板合成目的基因。,2,基因对性状控制的方式,基因控制性状需经过一系列步骤，基因控制性状有如下两种方式：,(1),直接途径：基因 结构蛋白质 细胞结构 生,物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。,(2),间接途径：基因 酶或激素 细胞代谢 生物,性状，如白化病、豌豆的粒型。,3,基因与性状的关系,(1),一般说来，一对基因控制一对相对性状，但也有性状,由多个基因决定，甚至一个基因能影响生物的多种性状。,(2),生物的性状表现是基因与环境共同作用的结果。,例,3,结合以下图表分析，有关说法正确的是,抗菌药物,青霉素,环丙沙星,红霉素,利福平,抗菌机理,抑制细菌细胞壁的合成,抑制细菌,DNA,解旋酶的活性,能与核糖体结合,抑制,RNA,聚合酶的活性,A,可发生在人体健康细胞中,B,青霉素和利福平能抑制,DNA,的复制,C,结核杆菌的,和,都发生在细胞质中,D,环丙沙星可以抑制细菌的,和,，红霉素可以抑制细,菌的,课堂笔记,选,根据表中不同抗菌药物的抗菌机理，青霉素与中心法则无直接关系，红霉素能抑制翻译过程，环丙沙星抑制,DNA,复制和转录，利福平抑制转录和,RNA,复制。中心法则中的,和,发生在以,RNA,为遗传物质的病毒在宿主细胞中的增殖过程中，人体健康的细胞中是不存在该过程的。,D,本题易错之处有三，一是混淆原核细胞与病毒遗传信息在增殖过程中的异同，误选,C,；二是不能将表格中的抗菌机理与中心法则中的,DNA,复制、转录和翻译有机联系起来，误选,B,；三是不清楚不同生物遗传信息传递与表达的途径有所不同，误选,A,。,2,如下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可,能发生的是,(,),A,B,C,D,解析：,正常情况下，在动植物细胞中逆转录,(),、,RNA,的自我复制,(),不能发生。以蛋白质为模板合成,RNA,，可以人工进行，一般也不会发生在动植物细胞内。,答案：,B,回顾,考情,从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要集中在以下几个方面：,1,遗传信息、遗传密码、,tRNA,在蛋白质合成的作用。,如,2009,年广东卷第,25,题考查密码子、,tRNA,的作用。,2,蛋白质合成过程、条件及影响因素分析。如,2009,年,江苏卷第,28,题，以图形和信息题形式考查了转录和,翻译过程。,3,综合考查,DNA,复制、转录、翻译的异同点。如,2008,年广东卷第,26,题考查了复制、转录的异同。,瞻望,考向,近几年对基因表达的考查往往结合质基因、真核细胞和原核细胞，基因结构,(,以信息题形式呈现,),综合考查，甚至还可结合遗传规律的内容进行考查。,正常小鼠体内常染色体上的,B,基因编码胱硫醚,裂解酶,(G,酶,),，体液中的,H,2,S,主要由,G,酶催化产生。为了研究,G,酶的功能，需要选育基因型为,B,B,的小鼠，通过将小鼠一条常染色体上的,B,基因去除，培育出了一只基因型为,B,B,的雄性小鼠,(B,表示具有,B,基因，,B,表示去除了,B,基因，,B,和,B,不是显隐性关系,),。请回答：,命题设计,(1),现提供正常小鼠和一只,B,B,雄性小鼠，欲选育,B,B,雌性小鼠。请用遗传图解表示选育过程,(,遗传图解中表现型不作要求,),。,(2)B,基因控制,G,酶的合成，其中翻译过程在细胞质的,_,上进行，通过,tRNA,上的,_,与,mRNA,上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，胱硫醚在,G,酶的催化下生成,H,2,S,的速率加快，这是因为,_,。,(3),下图表示不同基因型小鼠血浆中,G,酶浓度和,H,2,S,浓度的关系。,B,B,个体的血浆中没有,G,酶而仍有少量,H,2,S,产生，这是因为,_,。通过比较,B,B,和,B,B,个体的基因型、,G,酶浓度与,H,2,S,浓度之间的关系，可得出的结论是,_,。,【,解题指导,】,(1),可用逆推法寻找获得,B,B,所需要的相关基,因型个体。要得到,B,B,个体，需以携带,B,基因的个体作为亲,本，而题干提供的正常小鼠和,B,B,雄性小鼠交配则可得到,B,B,的个体。,(2)G,酶的本质是蛋白质，其在核糖体上以,mRNA,为模板，在,tRNA,参与下合成。因酶能降低化学反应的活化能，,故,G,酶能使,H,2,S,生成速率加快。,(3),由题干信息：,“,体液中的,H,2,S,主要由,G,酶催化产生,”,及,“,B,B,个体的血浆中没有,G,酶而仍有,少量,H,2,S,产生,”,知：血浆中的,H,2,S,不仅仅由,G,酶催化产生。由,G,酶,浓度、,H,2,S,浓度与个体基因型,(B,B,、,B,B,、,B,B,),的关系知：,基因通过控制,G,酶的合成来控制代谢从而控制,H,2,S,浓度。,【,答案,】,(1),取,B,B,雌性小鼠和,B,B,雄性小鼠杂交,P,B,B,()B,B,(,),F,1,B,B,B,B,1,1,取,F,1,中的,B,B,雌性小鼠和,B,B,雄性小鼠杂交,B,B,()B,B,(,),F,2,B,B,B,B,B,B,1,2,1,从,F,2,的,B,B,小鼠中选出雌性个体,(2),核糖体反密码子,G,酶能降低化学反应活化能,(3),血浆中的,H,2,S,不仅仅由,G,酶催化产生,基因可通过控制,G,酶的合成来控制,H,2,S,浓度,实验评价类题目的解题方法,此类试题实验目的明确，围绕实验目的已设计好实,验，但由于实验设计中存在某些不足，导致实验结果不,能说明实验结论。解题时要研读实验目的，看是否设计,了变量，结果是否正确，原理使用是否妥当，有无遵循,单一变量原则等。,理论指导,1,看有无对照实验，如果有，看对照设计是否合理。,2,看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性,的影响，则温度为自变量。除单一变量外，各组实验的其他条件应完全一样。包括：,实验对象的一致性；,等量性原则,每次实验所加试剂的量要相等；,实验控制时间的一致性；,实验条件的一致性等。,3,看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。,4,看实验仪器、药剂的使用是否合理，包括药剂的配备及,用量的多少等。,5,看实验结果的验证是否合理。,在克里克得出,3,个碱基可以排列成,1,个遗传密码的实验结论后，科学家们开始探索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。尼伦伯格和马太采用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,和,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。,命题设计,(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,和,mRNA,的原因是,_,。,(4),为确保实验结论的科学性，应如何操作？,_,_,_,。,(5),要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？,(,简述,)_,。,(6),本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：,对大肠杆菌进行振荡裂解；,_,；,_,。,经上述操作，得到了除去,DNA,和,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,),。,【,解题指导,】,多聚尿嘧啶的作用相当于,mRNA,，细胞提取液为转录提供了能量、酶、核糖体、,tRNA,。实验中除去,DNA,和,mRNA,的原因是排除,DNA,、,mRNA,对体外合成蛋白质的影响。,【,答案,】,(1),作为模板,mRNA,直接控制蛋白质,(,多肽,),合成,(2),能量、酶、核糖体、,tRNA(,缺项不对,),(3),排除细胞中的,DNA,、,mRNA,对体外合成蛋白质的影响,(4),加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验,(5),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,(6),离心、过滤，获取匀浆,用,DNA,酶处理匀浆，除去,DNA,1,下列哪项不是,DNA,复制和转录的共同点,(,),A,需要多种酶参与,B,能在细胞核内进行,C,遵循碱基互补配对原则,D,所用的原材料相同,解析：,DNA,分子的复制发生在间期，主要是细胞核内，以脱氧核苷酸为原料，合成的是,DNA,，而转录也是主要发生在细胞核内，是以核糖核苷酸为原料，合成的是,RNA,。,答案：,D,2,关于,mRNA,翻译形成多肽链的生理过程的叙述，正确的,是,(,),A,一种氨基酸在,mRNA,上有一种与之对应的密码子,B,mRNA,所携带的信息就是遗传信息,C,mRNA,上的密码子都有与之对应的氨基酸,D,mRNA,上的,GGC,在人细胞中和猪细胞中决定的是同,一种氨基酸,解析：,遗传信息存在于,DNA,分子上；,mRNA,上有,61,个密码子能与氨基酸对应；一种氨基酸在,mRNA,上可能有多种与之对应的密码子，所有生物共用一套遗传密码。,答案：,D,3有关蛋白质合成的叙述，不正确的是(双选)(),A终止密码子不编码氨基酸,B每种氨基酸都只能由一种tRNA转运,CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息,D核糖体可在mRNA上移动,.,解析：,64,个密码子中有,3,个是终止密码子，不决定氨基酸。,一种氨基酸可被一种或多种,tRNA,转运。决定氨基酸序列的,遗传信息通常是在,DNA,分子上。,答案：,BC,4,在蛋白质合成过程中，少量的,mRNA,分子就可以指导迅速,合成出大量的蛋白质。其主要原因是,(,),A,一种氨基酸可能由多种密码子来决定,B,一种氨基酸可以由多种转运,RNA,携带到核糖体中,C,一个核糖体可同时与多条,mRNA,结合，同时进行多条肽,链的合成,D,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,解析：,在蛋白质合成过程中，翻译是一个快速的过程，通常一个,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，这样少量的,mRNA,就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。,答案：,D,5,(2010,广州诊研,),下列关于基因与性状关系的叙述，错误,的是,(,),A,一对相对性状可由多对基因控制,B,基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状,C,隐性基因控制的性状不一定得到表现,D,基因型相同，表现型就相同,解析：,基因与性状的关系是，基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。,答案：,D,6,镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红,蛋白分子进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链,上，发生了氨基酸的替换，发生替换的根本原因在于在控制其,结构的基因中发生了个别碱基的替换。分析以上材料可得出,(,),A,基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,B,基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状,C,基因结构发生变化，性状不一定发生变化,D,如果生物体的性状发生变化，则控制其性状的基因也一,定发生了变化,解析：,由题意可知，基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的替换，致使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。经过推理可知，基因可以通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，而没有,体现,“,基本单位,”,，也没有体现基因变化与性状变化之间的必然关系。,答案：,B,7,下图是中心法则揭示的生物遗传信息由,DNA,向蛋白质传,递与表达的过程。请回答下列问题。,(1)a,、,b,、,c,、,d,所表示的四个过程依次分别是,_,、,_,、,_,和,_,。,(2),需要,tRNA,和核糖体同时参与的过程是,_(,用图中的字母回答,),。,(3)a,过程发生在真核细胞分裂的,_,期。,(4),在真核细胞中，,a,和,b,两个过程发生的主要场所是,_,。,(5),能特异性识别信使,RNA,上密码子的分子是,_,，后者所携带的分子是,_,。,(6)RNA,病毒的遗传信息传递与表达的途径有,(,用类似本题图中的形式表述,),：,_,；,_,。,解析：,图中,a,表示,DNA,复制，,b,是转录，,c,是翻译，,d,是逆,转录，,e,是,RNA,的自我复制。在翻译过程中需要,tRNA,和核,糖体同时参与。,DNA,复制过程发生在真核细胞分裂的间期。,真核细胞中，转录和翻译的主要场所是细胞核。,tRNA,能特,异性识别信使,RNA,分子并转运氨基酸。,RNA,病毒的遗传信息,传递与表达的途径：,RNA,自我复制形成,RNA,，,RNA,翻译成蛋,白质；,RNA,在逆转录酶的作用下形成,DNA,，,DNA,通过转录和,翻译形成蛋白质，从而表现出特定的生物性状。,答案：,(1)DNA,复制转录翻译逆转录,(2)c,(3),间,(4),细胞核,(5)tRNA(,转运,RNA),氨基酸,(6),RNA,DNA,RNA,蛋白质,