2019届北京专用高考生物一轮复习第13讲基因的表达讲义.ppt

,总纲目录,教材研读,考点突破,核心构建,栏目索引,第13讲基因的表达,突破,1,遗传信息的传递与表达,突破,2,对中心法则的理解与分析,总纲目录,一、RNA的结构、种类和功能,1.RNA与DNA的结构区别,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.RNA的种类及功能,二、遗传信息的转录和翻译,1.转录,(1)概念,主要场所,细胞核,模板,DNA的一条链,原料,4种游离的,核糖核苷酸,产物,RNA,(2)过程,2.遗传信息的翻译,(1)密码子和反密码子,密码子:,mRNA,上决定一个氨基酸的3个相邻碱基,共64种,其中决,定氨基酸的密码子有,61,种。,反密码子:位于,tRNA,上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱,基。,(2)翻译,场所,运载工具,模板,原料,核糖体,tRNA,mRNA,20种,氨基酸,1.中心法则图解,a.,DNA的复制,;b.,转录,;c.,翻译,;d.,RNA的复制,;,e,逆转录,。,三、基因对性状的控制,2.基因对性状的控制途径,B、DaA、C、Eb,1.一个tRNA分子中只有一个反密码子。,(),4.基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。,(),3.真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质的合理解,释是真核生物的mRNA必须通过核孔后才能翻译。,(),2.密码子位于 tRNA 的环状结构上。,(,),9.某些逆转录酶抑制剂可用于治疗艾滋病。,(),8.由逆转录酶催化的是RNADNA的过程。,(),7.原核生物的mRNA转录的同时就与核糖体结合。,(),6.mRNA 上碱基改变一定会改变肽链中氨基酸的种类。,(,),5.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。(,),突破1遗传信息的传递与表达,1.DNA复制、转录、翻译过程的区别和联系,(1)区别,项目,复制,转录,翻译,时间,细胞分裂的间期,生物个体发育的整个过程,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,解旋酶、DNA聚合酶、ATP,RNA聚合酶、ATP,酶、ATP、tRNA,碱基配对情况,亲代链与子代链间,模板链与RNA链间,密码子与反密码子间,产物,2个双链DNA,1个单链RNA,多肽链,模板去向,分别进入两个子代DNA分子中,恢复原样,重新组成双螺旋结构,水解成单个核糖核苷酸,特点,边解旋边复制、半保留复制,边解旋边转录,1条 mRNA 上同时结合多个核糖,体合成多条肽链,遗传信息的传递,DNADNA,DNAmRNA,mRNA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.辨析遗传信息、密码子与反密码子,项目,遗传信息,密码子,反密码子,存在,位置,在DNA上(RNA病毒除外),在mRNA上,在tRNA上,作用,间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序,直接决定蛋白质中氨基酸的排列,顺序,识别密码子序列,运输相应氨基,酸,对应,关系,易错警示,(1)翻译过程中碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA,上的反密码子,故AU,UA配对,不会出现T。,(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。,(3)翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。,翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。,(4)翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,读取下一个密码子,但mRNA不移,动。,1.“两看法”判断核酸种类,2.两种翻译模型的图析策略,(1)图甲:,、分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。,一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。,(2)图乙:,1、2、3分别为mRNA、核糖体、多肽链。,一个mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的多肽链,而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成。图乙中4个核糖体合成,的4条多肽链因为模板相同而相同。,核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。核糖体移动方向的判断依据,是多肽链的长短。图中核糖体的移动方向是从左向右。,考向1以基础判断或模式图分析的形式,考查转录和翻译的过程,1.(2018北京五十五中期中阶段性调研)同一物种的两类细胞各产生一,种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不,同,其原因是参与这两种蛋白质合成的,(),A.tRNA种类不同,B.mRNA碱基序列不同,C.核糖体成分不同,D.同一密码子所决定的氨基酸不同,B,答案BtRNA的种类是相同的,A错误;合成蛋白质的直接模板是,mRNA,翻译成的蛋白质不同,是因为直接模板mRNA中碱基的排列顺序,不同,B正确;核糖体成分是相同的,C错误;同一密码子决定的氨基酸是,相同的,密码子具有通用性,几乎在所有生物中都是相同的,D错误。,2.在体外用,14,C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys),得到,*,Cys-,tRNA,Cys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到,*,Ala-tRNA,Cys,(见图,tRNA不变)。如果该,*,Ala-tRNA,Cys,参与翻译过程,那么,下列说法正确的是(多选),(),A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被,14,C标记的多肽链,B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定,C.新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为,14,C标记的Ala,D.新合成的肽链中,原来Ala的位置会被替换为,14,C标记的Cys,答案AC,本题主要考查翻译的特点及从新情境中获取信息解决问,题的能力。在一个mRNA分子上可以先后结合多个核糖体,可同时合成,多条多肽链,A正确;反密码子与密码子的配对遵循碱基互补配对原则,是由密码子决定的,B错误;依据题干信息可知,用无机催化剂镍将,*,Cys-,tRNA,Cys,中的半胱氨酸还原成丙氨酸时,tRNA不变,由此推测与其配对的,密码子也未变,但所决定的氨基酸由半胱氨酸转变为丙氨酸,新合成的,肽链中,原来Cys的位置会被替换为,14,C标记的Ala,C正确、D错误。,考向2以基础判断或图示分析的形式,考查遗传信息、密码子、反密码子的对应关系,3.下图简要概括了在真核细胞内基因指导蛋白质合成过程中相关物质,间的关系。据图分析,下列说法,错误,的是,(),A.表示基因,主要位于染色体上,B.过程中碱基配对方式与过程中有所不同,C.表示翻译,该过程离不开,D.中的密码子决定其携带的氨基酸种类,答案D,图中表示基因,在真核细胞中主要位于染色体上,A正确;图,中表示转录,图中表示翻译,转录过程中的碱基配对方式有TA,而,翻译过程中没有,B正确;翻译过程离不开tRNA(),C正确;表示tRNA,其上存在反密码子,而不是密码子,D错误。,考向3以图示分析或实例分析的形式,考查基因表达过程中的相关计算,4.(2018北京八中期中)M基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生,插入突变,使mRNA增加了一个三碱基序列AAG,表达的肽链含64个氨,基酸。以下说法正确的是(),A.M基因突变后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加,B.在M基因转录时,核糖核苷酸之间通过碱基配对连接,C.突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同,D.在突变基因的表达过程中,最多需要64种tRNA参与,C,答案C,在基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基配对,基因发生插入突变后,嘌,呤碱基数仍会等于嘧啶碱基数,故A错误;在M基因转录时,核糖核苷酸,之间通过磷酸二酯键连接,B错误;若AAG插入点在密码子之间,突变前,后编码的两条肽链,只有1个氨基酸不同,若AAG插入点在某一密码子,中,则突变前后编码的两条肽链,最多有2个氨基酸不同,故C正确;因与决,定氨基酸的密码子配对的反密码子共有61种,故基因表达过程中,最多,需要61种tRNA参与,D错误。,5.一个DNA分子转录形成的RNA中,腺嘌呤与尿嘧啶之和占全部碱基总数的42%。若该DNA分子中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%,胸腺嘧啶占30%,则另一条链上胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的,(),A.21%12%B.34%12%,C.30%24%D.58%30%,B,答案B,依题意和碱基互补配对原则可知:在RNA中,A+U=42%,C+G=,58%,该DNA分子每一条链中,A+T=42%,C+G=58%(占一条链的比例)。又已知在该DNA分子一条链中,C=24%,T=30%,则该链中G=58%-24%=34%,(与另一条链上的C相等),A=42%-30%=12%(与另一条链上的T相等),所以另一条链上胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的34%、12%,A、C、D均错误,B正确。,1.内容图解,图解表示出遗传信息传递的过程:,(1)以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递,突破2对中心法则的理解与分析,逆转录需要逆转录酶,该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。,中心法则中各过程都遵循碱基互补配对原则,(2)以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递,2.中心法则与基因表达的关系,易错警示,(1)DNA的复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物,所遵循的法则。,(2)RNADNA的逆转录和RNARNA的自我复制过程,在病毒单独存,在时不能进行,只有当病毒寄生到宿主细胞中后才可能发生。,(3)逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的,酶,它能催化以已知的mRNA为模板合成目的基因的过程。这是获得目,的基因的重要手段。,1.利用图示剖析中心法则的策略,图示中1、8为转录过程;2、5、9为翻译过程;3、10为DNA复制过程;,4、6为RNA复制过程;7为逆转录过程。,2.确认中心法则各生理过程的三大依据,1.(2018北京海淀期末)下图为中心法则示意图,相关叙述正确的是,(),A.发生在细胞核和线粒体中,B.的碱基配对方式完全相同,C.细胞中的tRNA通过过程复制,D.在逆转录酶的催化作用下完成,考向1依托中心法则图示,考查遗传信息的流动,D,答案D,过程分别为DNA的复制、转录及翻译过程,对于细胞,核基因来说,过程可能发生在细胞核中,过程发生在细胞质中的,核糖体上;对于线粒体基因来说,过程都可以发生在线粒体中,A,错误。过程为DNA的复制,所涉及的碱基互补配对方式有:A-T,G-C;,过程为RNA的复制,所涉及的碱基互补配对方式有:A-U、G-C、T-A,B错误。细胞中的tRNA由DNA转录而来,C错误;过程为逆转录过程,需要在逆转录酶的催化作用下完成,D正确。,2.Q噬菌体的遗传物质(QRNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠,杆菌后,QRNA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QRNA。下列叙述正确的是,(),A.QRNA的复制需经历一个逆转录过程,B.QRNA的复制需经历形成双链RNA的过程,C.一条QRNA模板只能翻译出一条肽链,D.QRNA复制后,复制酶基因才能进行表达,答案B,单链QRNA的复制过程为:先以该RNA为模板合成一条互,补RNA,再以互补RNA为模板合成子代的QRNA,故此过程中不需要逆,转录,但可形成双链RNA,A项错误、B项正确;由图知以该RNA为模板,合成了多种蛋白质,故一条单链QRNA可翻译出多条肽链,C项错误;由,题干信息可知,侵染大肠杆菌后,QRNA可立即作为模板翻译出RNA复,制酶,D项错误。,考向2以基因与生物代谢关系图示为载体,考查基因与生物性状的关系,3.(2018北京东城期末)下列关于基因和遗传物质的叙述,正确的是,(),A.基因都在染色体上,B.遗传物质的复制可在体外进行,C.基因是遗传物质的基本组成单位,D.基因表达过程中不会出现T-A碱基配对,B,答案B,对于真核细胞而言,染色体是基因的主要载体,线粒体和叶绿,体也是基因的载体,A错误;PCR扩增技术为体外复制DNA的技术,B正,确;遗传物质为DNA或RNA,其基本组成单位为脱氧核苷酸或核糖核苷,酸,C错误;基因表达包括转录和翻译,在转录过程中,DNA中T与mRNA,中A发生碱基互补配对,D错误。,4.(2016北京理综)嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产,技术,目前也用于植物体内物质转运的基础研究。研究者将具有正常叶,形的番茄(X)作为接穗,嫁接到叶形呈鼠耳形的番茄(M)砧木上,结果见,图1。,图1,图2,(1)上述嫁接体能够成活,是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂、形成,组织后,经,形成上下连通的输导组织。,(2)研究者对X和M植株的相关基因进行了分析,结果见图2。由图可知,M植株的P基因发生了类似于染色体结构变异中的,变异,部分P,基因片段与L基因发生融合,形成P-L基因(P-L)。以P-L为模板可转录出,在,上翻译出蛋白质,M植株鼠耳叶形的出现可能与,此有关。,(3)嫁接体正常叶形的接穗上长出了鼠耳形的新叶。为探明其原因,研,究者进行了相关检测,结果见下表。,实验材料,检测对象,M植株的叶,X植株的叶,接穗新生叶,P-L mRNA,有,无,有,P-L DNA,有,无,无,检测P-L mRNA需要先提取总RNA,再以mRNA为模板,出,cDNA,然后用PCR技术扩增目的片段。,检测P-L DNA需要提取基因组DNA,然后用PCR技术对图2中,(选填序号)位点之间的片段扩增。,a.b.c.d.,(4)综合上述实验,可以推测嫁接体中P-L基因的mRNA,。,答案,(1)愈伤细胞分化,(2)重复mRNA核糖体,(3)反转录c,(4)从砧木被运输到接穗新生叶中,发挥作用,影响新生叶的形态,解析,本题是一道综合能力考查题。试题情境新颖,难度不大。(1)嫁,接体能够成活,是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂形成愈伤组织后,经,细胞分化形成输导组织。(2)据图2可知:M植株中的P基因发生了片段,的重复,部分P基因片段与L基因发生融合,形成P-L基因、(P-L),以形成,的P-L为模板转录出mRNA,在核糖体上翻译出蛋白质。(3)检测P-L,mRNA需先提取总RNA,再以mRNA为模板反转录出cDNA,然后用PCR,技术扩增目的片段。检测P-L DNA需要先提取基因组DNA,然后设,计特定的引物进行扩增,能扩增出P-L目的片段,说明存在P-L DNA,据图,中信息知,应选择扩增之间的片段,c选项正确。(4)据主题干信息,“嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术,目前也用于,植物体内物质转运的基础研究”、(2)中“M植株鼠耳叶形的出现可能,与此有关”和表格中实验结果可推知:嫁接体中P-L基因的mRNA从砧,木(M)被运输到接穗(X)新生叶中,发挥作用,影响新生叶的形态。,核心构建,