2023届高三一轮复习生物：第19讲-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,0,2023,届高考生物学一轮复习,第,19,讲 基因的表达,教学,目标,1,结合,DNA,双螺旋结构，阐明,DNA,分子转录、翻译的过程。,(,生命观念、科学思维,),2,通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传。,(,生命观念,),3,通过掌握某药物的作用机理，及有关中心法则的内容，形成关注社会，关注人类健康的理念。,(,社会责任,),本节知识网络,一、基因指导蛋白质的合成,1,RNA,的结构与功能,核糖核苷酸,A,、,U,、,C,、,G,单链,细胞核,细胞质,密码子,氨基酸,核糖体,2,遗传信息的转录,(,1,),概念,：,RNA,是在细胞核中，通过,RNA,聚合酶以,_,为模板合成的，这一过程叫作转录。,(,2,),场所,：,主要是,_,，在,_,、,_,中也能发生转录过程。,DNA,的一条链,细胞核,叶绿体,线粒体,(,3,),过程,(,以,mRNA,为例,),(,4,),产物,：,_,。,游离的,4,种核糖核苷酸,信使,RNA,、核糖体,RNA,、转运,RNA,核糖体,氨基酸,tRNA,(,3,),过程,mRNA,tRNA,mRNA,tRNA,终止密,码子,4,中心法则,(,1,),提出者,：,_,。,(,2,),补充后的内容图解,：,DNA,的复制；,_,；,翻译；,_,；,_,。,克里克,转录,RNA,的复制,RNA,逆转录,(,3,),生命是物质、能量和信息的统一体。,在遗传信息的流动过程中，,_,是信息的载体，,_,是信息的表达产物，而,_,为信息的流动提供能量。,DNA,、,RNA,蛋白质,ATP,（,1,）,RNA,适合做信使的原因是什么？,RNA,由核糖核苷酸连接而成，可以储存遗传信息；一般是单链，而且比,DNA,短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,（,2,）,必修,2 P69,图示,：,一条,mRNA,可结合多个核糖体，其意义是什么？,少量的,mRNA,分子可以迅速合成出大量的蛋白质。,回答下列问题：,3,必修,2 P67,“,思考,讨论,”,：,密码子的简并对生物的生存发展有什么意义？,可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。,5,对比分析,DNA,复制、转录和翻译,6.,中心法则与基因表达关系,7,基因表达中相关计算,科学思维,(,1,),DNA,模板链中,A,T,(,或,C,G,),与,mRNA,中,A,U,(,或,C,G,),相等，则,(,A,T,),总,%,(,A,U,),mRNA,%,。,(,2,),DNA,(,基因,),、,mRNA,上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如图所示,：,可见，蛋白质中氨基酸数目,1,/3 mRNA,碱基数目,1/,6 DNA,(,或基因,),碱基数目。,例,1,、如图表示,T2,噬菌体侵染大肠杆菌后某些基因表达的部分过程，思考回答,：,(,1,),图示过程发生在大肠杆菌内，分子,通常是否相同？为什么？,提示,：,不同。转录获得的,RNA,是以,DNA,分子的不同片段的一条链为模板合成的。,(,2,),图示过程中形成的化学键有哪些？,提示,：,磷酸二酯键、氢键、肽键等。,(,3,),图中的核糖体移动方向是从,“,a,b,”,或,“,b,a,”,？判断的依据是什么？,提示,：,b,a,，因为,b,端对应的肽链,较肽链,短，说明肽链,离起点近，即,b,端为翻译的起点。,(,4,),在核糖体合成,的过程中，能将,mRNA,分子上携带的遗传信息进行准确翻译的原因有哪些？,提示,：,一种,tRNA,只转运一种氨基酸，,tRNA,上的反密码子与,mRNA,上的密码子互补配对。,例,2,(,2021,湖南卷改编,),细胞内不同基因的表达效率存,在差异，如图所示。下列叙述不正确的是,(,),A,细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图,中基因,A,的表达效率高于基因,B,B,真核生物核基因表达的,和,过程分别发生在细胞核和细胞质中,C,人的,mRNA,、,rRNA,和,tRNA,都是以,DNA,为模板进行转录的产物,D,过程中，,rRNA,中含有与,mRNA,上密码子互补配对的反密码子,D,例,3,原核生物和真核生物在基因表达方面既有区别又有联系，图甲和图乙为两类不同生物细胞内基因表达的示意图。下列说法正确的是,(,),A,图甲的转录需要,RNA,聚合酶，图乙的转录不需要,B,图乙的翻译需要,tRNA,参与，图甲的翻译不需要,C,细菌、蓝细菌和酵母菌只进行图甲所示的基因表达过程,D,图乙三个核糖体上最终合成的肽链氨基酸序列相同,D,例,4,科学家把等量的小白鼠败血症病毒,(,一种,RNA,病毒,),颗粒加入甲乙两支试管，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是,(,),A,甲、乙试管中都不能检测到子代病毒,B,该病毒颗粒中含有与,DNA,合成有关的酶,C,乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少,RNA,酶,D,加入,RNA,酶，甲试管中放射性核酸明显减少,C,蛋白质的结构,二、,缺失,3,个,CFTR,蛋白结构,A/T,T/A,缬氨酸,镰刀状,酶的合成,代谢过程,白化病致病机理图解,酪氨酸酶,酪氨酸酶,不能将酪氨酸转化为黑色素,豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解,DNA,序列,蔗糖,皱粒,淀粉分,支酶,圆粒,2,基因的选择性表达与细胞分化,(,1,),细胞分化的本质,：,_,。,(,2,),表达的基因的类型,在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是,_,，如核糖体蛋白基因、,ATP,合成酶基因。,只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。,(,3,),基因选择性表达的原因,：,与基因表达的,_,有关。,基因的选择性表达,维持细胞基本生命活动所必需的,调控,3,表观遗传,(,1,),概念,：,生物体基因的,_,保持不变，但,_,和表型发生可遗传变化的现象。,(,2,),实例,：,柳穿鱼,Lcyc,基因和小鼠,A,vy,基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了,_,，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种,DNA,甲基化修饰可以,_,给后代，使后代出现同样的表型。,碱基序列,基因表达,甲基化修饰,遗传,(,3,),基因与性状的关系,基因与性状的关系并不都是简单的,_,的关系。,一个性状可以受到,_,的影响。,一个基因也可以影响,_,。,生物体的性状也不完全是由基因决定的，,_,对性状也有着重要影响。,一一对应,多个基因,多个性状,环境,（,1,）必修,2 P72,“,思考,讨论,”,节选,：,3,种细胞中的,DNA,都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的,mRNA,，这一事实说明了什么？,这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。,回答下列问题：,（,2,）,必修,2 P73,“,思考,讨论,”,节选,：,资料,1,和资料,2,展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？,资料,1,和资料,2,展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种,DNA,甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。,（,3,）,必修,2 P74,“,批判性思维,”,：,你如何评价基因决定生物体的性状这一观点？,生物性状的形成往往是内因,(,基因,),与外因,(,环境因素等,),相互作用的结果。,4,细胞分化本质,(,1,),分化前和分化后形成的各种细胞中,DNA,(,基因,),不变。,(,2,),表达的基因有两类,：,所有细胞中都表达的基因,(,如,ATP,合成酶基因、核糖体蛋白基因,),；只在某类细胞中特异性表达的基因,(,如胰岛素基因、血红蛋白基因,),。,(,3,),分化形成的各种细胞中,mRNA,和蛋白质不完全相同。,5,表观遗传的分子机制,(,1,),DNA,的甲基化,基因中的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而影响表型。,(,2,),构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰,真核生物细胞核中的,DNA,与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的,DNA,“,缠绕,”,在带正电荷的蛋白质,(,如组蛋白,),上，使细长的,DNA,卷成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少，其与,DNA,的结合就会减弱，这部分的,DNA,就会,“,松开,”,，激活相关基因的转录。,(,3,),RNA,干扰,RNA,干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定,mRNA,同源的双链,RNA,时，该,mRNA,发生降解或者翻译阻滞，导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后水平，又称为转录后基因沉默，是表观遗传的重要机制之一。,6,基因与性状关系,回答问题：,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，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。,(,1,),据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路。,抑制酶,b,合成,(,活性,),，促进酶,a,合成,(,活性,),。,(,2,),图乙表示基因,B,，,链是转录链，经诱导,链也能转录，从而形成双链,mRNA,，转录出的双链,mRNA,与图乙基因在化学组成上的区别是什么？,mRNA,中不含,T,含,U,，五碳糖为核糖。,(,3,),为什么基因,B,经诱导后转录出,mRNA,就能提高产油量？,双链,mRNA,不能翻译,(,不能与核糖体结合,),形成酶,b,，而细胞能正常合成酶,a,，故生成的油脂比例高。,例,1.,A,若一个皮肤角质层细胞控制酶,B,合成的基因异常，不会导致白化病,B,若一个胚胎干细胞控制酶,D,合成的基因异常，可能会导致黑尿病,C,白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的,D,图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制,答案,：,C,例,2.,A,DNA,甲基化过程导致基因中的遗传信息发生改变,B,若基因的启动部位被修饰，可能遏制,RNA,聚合酶的作用而影响转录过程,C,DNA,甲基化修饰可以遗传给子代，使后代表现出同样的表型,D,同卵双胞胎之间的差异可能由基因的甲基化引起,答案,：,A,例,3,(,2022,山东泰安模拟,),DNA,上含有的一段能被,RNA,聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰,(,DNA,分子上连入甲基基团,),，其将不能被,RNA,聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于,NIC,基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被,R,基因编码的,D,酶切除。如图表示,NIC,基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是,(,),A,种子萌发受,R,基因和,NIC,基因共同控制,B,R,基因缺失突变体细胞中的,NIC,基因不能发生图示过程,C,图甲中合成,C,链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应,D,若图乙中,tRNA,上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变,D,回顾高考真题,1,(,2021,河北卷,),关于基因表达的叙述，正确的是,(,),A,所有生物基因表达过程中用到的,RNA,和蛋白质均由,DNA,编码,B,DNA,双链解开，,RNA,聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录,C,翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性,D,多肽链的合成过程中，,tRNA,读取,mRNA,上全部碱基序列信息,C,2,(,2021,广东卷,),金霉素,(,一种抗生素,),可抑制,tRNA,与,mRNA,的结合，该作用直接影响的过程是,(,),A,DNA,复制,B,转录,C,翻译,D,逆转录,C,3,(,2021,浙江,1,月选考,),如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,为亮氨酸,B,图中结构,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,4,(,2020,海南卷,),下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述，正确的是,(,),A,转录时基因的两条链可同时作为模板,B,转录时会形成,DNARNA,杂合双链区,C,RNA,聚合酶结合起始密码子启动翻译过程,D,翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性,B,5,(,2020,江苏卷,),研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。如图为,T,细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题,：,(,1,),丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶,A,，再彻底分解成,_,和,H,。,H,经一系列复杂反应与,_,结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。,(,2,),线粒体中产生的乙酰辅酶,A,可以进入细胞核，使染色质中与,_,结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。,CO,2,O,2,DNA,(,3,),线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到,_,中，激活,NFAT,等调控转录的蛋白质分子，激活的,NFAT,可穿过,_,进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的,_,分子与核糖体结合，经,_,过程合成白细胞介素。,(,4,),T,细胞内乙酰辅酶,A,和自由基调控核内基因的表达，其意义是,_,。,细胞质基质,核孔,mRNA,翻译,提高机体的免疫能力,The end,！,