2019版生物高考大一轮复习第五单元遗传的分子基础第16讲遗传信息的表达课件北师大版名师制作优质学案.ppt
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1、第16讲 遗传信息的表达,第五单元 遗传的分子基础,考纲要求 1.遗传信息的转录和翻译()。 2.基因与性状的关系()。,考点一 遗传信息的转录和翻译,考点二 中心法则及基因与性状的关系,矫正易错 强记长句,重温高考 演练模拟,内容索引,课时作业,遗传信息的转录和翻译,考点一,知识梳理,1.RNA的结构与分类 (1)基本单位: 。,(2)种类及功能,信使RNA(mRNA): 合成的模板 转运RNA(tRNA):_ 核糖体RNA(rRNA): 的组成成分,核糖核苷酸,蛋白质,识别并转运氨基酸,核糖体,(3)RNA与DNA的区别,脱氧核糖,T(胸腺嘧啶),核糖,U(尿嘧啶),双链,单链,DNA和R
2、NA的区分 (1)DNA和RNA的判断 含有碱基T或脱氧核糖DNA; 含有碱基U或核糖RNA。 (2)单链DNA和双链DNA的判断 若: 双链DNA; 若:嘌呤数嘧啶数单链DNA。 (3)DNA和RNA合成的判断:用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正在发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正在进行RNA的合成。,技法提炼,2.转录 (1)场所:主要是 ,在 、 中也能发生转录过程。,(2)条件,模板:_ 原料:_ 能量:ATP 酶:_,细胞核,叶绿体,线粒体,DNA的一条链,4种核糖核苷酸,RNA聚合酶,(4)产物:_。,(3)过程,游离的4种核糖核苷酸,
3、信使RNA、核糖体RNA、转运RNA,3.翻译 (1)场所或装配机器: 。,(2)条件,模板:mRNA 原料:_ 能量:ATP 酶:多种酶 搬运工具:_,核糖体,氨基酸,tRNA,(4)产物:多肽 蛋白质,(3)过程,mRNA,tRNA,mRNA,tRNA,终止密,脱离,码子,复制、转录和翻译的比较,归纳整合,1.判断下列有关RNA和DNA的叙述 (1)一个tRNA分子中只有三个碱基,可以携带多种氨基酸( ) (2)rRNA是核糖体的组成成分,原核细胞中可由核仁参与合成( ) (3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键( ) (4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率( )
4、(5)若某核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,则该核酸一定不是双链DNA ( ) (6)在翻译过程中,tRNA分子的OH端与相应的氨基酸结合( ),2.判断下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述 (1)每种氨基酸仅由一种密码子编码( ) (2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对( ) (3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( ) (4)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系,则是链,完成此过程的场所是细胞核( ),3.判断有关复制、转录和翻译的相关叙述 (1)DNA复制就是基因表达的过程( ) (2)转录和翻译过程都存在
5、TA、AU、GC的碱基配对方式( ) (3)蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子较多,转录成的mRNA分子也较多( ) (4)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 ( ) (5)细胞中的mRNA在核糖体上移动,指导蛋白质的合成( ) (6)DNA复制和转录时,其模板都是DNA的一整条链( ),分析DNA转录和翻译过程 (1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程需要解旋酶吗?,提示,提示 不需要,RNA聚合酶也有解旋功能。,(2)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中?,提示 DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA,因此叶绿体和线粒体
6、也有部分遗传信息的转录过程。,提示 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。,(3)图中翻译方向如何?判断依据是什么?,提示,提示 方向为从左向右;判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。,(4)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义何在?,提示 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。,(5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸?,(6)翻译过程中,核糖体是如何使肽链延伸的?从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗?,提示,提示 翻译过程中,核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子,进行肽链的合成,直到读取到mR
7、NA上的终止密码子,合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽,其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。,A.该果蝇体细胞中可能没有与S基因相对应的等位基因 B.图2与图1中不同的碱基配对方式是AU C.由图2可知,一个DNA上不同基因的转录模板可能不同 D.S基因若发生图2过程,催化该过程酶的结合位点在图1的区段,命题点一 透过图像信息考查转录和翻译过程 1.图1为某果蝇染色体上与白眼基因S有关的示意图,图2为该染色体上相关基因转录的过程示意图。下列相关叙述错误的是,命题探究,答案,解析,解析 S基因的遗传属于伴X染色体隐性遗传,雄性体细胞中没有与S基因相对应的等位基因
8、,A项正确; 图2表示转录,与图1中不同的碱基配对方式是AU,B项正确; 由图2可知,一个DNA上不同基因的转录模板可能不同,C项正确; S基因若发生图2过程,催化该过程酶的结合位点在图1的区段的上游,D项错误。,A.是DNA,其双链均可作为的转录模板 B.上有n个碱基,则新形成的肽链含有n1个肽键 C.是核糖体,翻译过程将由3向5方向移动 D.是tRNA,能识别mRNA上的密码子,2.如图为基因表达过程的示意图,下列叙述正确的是,答案,解析,解析 是DNA,其一条链作为的转录模板,A项错误; 上有n个碱基,则新形成的肽链最多含有n/31个肽键,B项错误; 是核糖体,翻译过程将由5向3方向移动
9、,C项错误; 是tRNA,能识别mRNA上的密码子并转运相应的氨基酸,D项正确。,A.该过程发生在真核细胞内,在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开 B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子,则该条肽链中至少含有102个 氧原子 C.RNA与DNA的杂交区域中既有AT又有UA之间的配对 D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等,3.(2018北京四中模拟)如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是,答案,解析,解析 图中转录和翻译过程在同一时空进行,故发生在原核细胞中,A项错误; 若合成一条肽链时脱去了100个水分子,则形成100个肽键,每个肽键中含有1个氧原子,同时
10、每条肽链至少含有1个游离的羧基,因此该条肽链中至少含有1002102个氧原子,B项正确; RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为AT、UA、CG,C项正确; 一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运,因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等,D项正确。,技法提炼,“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图,一看细胞结构,二看转录和翻译能否同时发生,如果有细胞核或核被膜(如图2),则为真核细胞;无细胞核或核被膜(如图1),则为原核生物,如果转录和翻译能同时进行,说明该过程属于原核生物的基因表达过程,如果转录和翻译不能同时进行(先转录后翻译),说明该过程属于真核生物的表达过程(
11、如图2),命题点二 掌握基因表达中的有关计算 4.已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子,共有肽键198个,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%,则控制转录该mRNA的DNA分子中,C与G应该共有 A.600个 B.700个 C.800个 D.900个,答案,解析,解析 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个,可知该蛋白质由200个氨基酸组成,则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基,转录该mRNA的DNA分子至少含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%,可知AU150个,则转录形成该mRNA的DNA模板链上TA150个,DNA分子中非模板链上AT150个
12、,整个DNA分子中AT300个,则该DNA分子中CG1 200300900个。,解析 一条含有11个肽键的多肽,含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸;一个氨基酸需要一个tRNA来转运。因此,mRNA中至少含有36个碱基,至少需要12个tRNA,DNA中至少含有72个碱基。,5.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为 A.33 11 66 B.36 12 72 C.12 36 72 D.11 36 66,答案,解析,归纳整合,1.理顺相关数量关系
13、DNA碱基数mRNA碱基数氨基酸数631。,2.关注计算中“最多”和“最少”问题 (1)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上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系: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。 (3)不能忽略“最多”或“最少”等字: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。,中心法则及基因与性状的关系,考点二, ; ; ; ; 。,1.根据中心法则图
14、解填写序号的名称,知识梳理,DNA的复制,转录,翻译,RNA的复制,逆转录,2.不同类型生物遗传信息的传递 (1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒),(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒),(4)高度分化的细胞,归纳提升,(1)利用图示分类剖析中心法则,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)联系中心法则与基因表达的关系,3.基因控制性状的途径 (1)直接控制途径(用文字和 箭头表示) 基因 _ 生物体的性状 (完善实例分析如右),蛋白质的结构,
15、缺,失3个,CFTR蛋,白结构,A/T,T/A,镰刀状,溶血性贫血,缬氨酸,(2)间接控制途径(用文字和箭头表示) 基因 生物体的性状(完善实例分析如下) 白化病致病机理图解,酶的合成,代谢过程,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,淀粉分支酶,淀粉分支酶,圆粒,皱粒,淀粉降低,蔗糖,归纳提升,基因与性状的联系,(1)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中( ) (2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质( ) (3)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节( ) (4)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染
16、色体DNA上( ) (5)科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病( ),1.研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。 依据中心法则(下图),判断下列相关叙述:,(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中( ) (2)图中过程需RNA聚合酶的催化,过程需tRNA的协助( ) (3)过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同( ) (4)图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体( ) (5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成( ) (6)基因控制囊性纤维病与基因2控制性状的方式相同( ),2.下图为人
17、体内基因对性状的控制过程,判断如下分析:,据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程 (1)在人体细胞中发生的过程是 。 (2)遵循碱基互补配对的过程是 。,(3)和过程,碱基配对方式完全相同吗?,提示 不完全相同。中是GC,CG,AT,TA;中是GC,CG,AU,TA。,提示,(4)HIV可发生上述什么过程?其宿主细胞是什么?其进行蛋白质合成的场所是哪里?其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供?,提示 HIV可发生的过程是,其宿主细胞是T淋巴细胞,其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体,其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供,原料由宿主细胞提供。,(5)中心法则反映了遗传物质的哪两大功能?,
18、提示 中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。,提示,A.甲是DNA,乙为RNA,此过程要以甲为模板,酶为RNA聚合酶 B.甲是DNA,乙为DNA,此过程要以甲为模板,酶为DNA聚合酶和解旋酶 C.甲是RNA,乙为DNA,此过程为转录,原料为脱氧核糖核苷酸 D.甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸,命题点一 遗传信息传递过程和实验分析 1.如图所示,下列有关叙述不正确的是,命题探究,答案,解析,解析 根据图示,若甲是DNA,乙为RNA,则此过程表示转录,需要以甲为模板,酶为RNA聚合酶,A项正确; 若甲是DNA,乙为DNA,此过程表示DNA复制,需要以甲为模板,酶为DNA聚合
19、酶和解旋酶,B项正确; 若甲是RNA,乙为DNA,此过程为逆转录,原料为脱氧核糖核苷酸,C项错误; 若甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸,D项正确。,病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为GAACAUGUU。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是CTTGTACAA,则试管甲中模拟的是_过程,该过程需要的酶是_。,2.(2018福州一中检测)请回答下列与遗传信息传递有关的问题: (1)为研究某病毒的致病过程,某兴趣小组在实验室做了如图所示的模拟实验。,答案,解析,逆转录,逆转录酶,解析 A是单链的生物大分子,且含有碱基U,应
20、为RNA分子;产物X含有碱基T,应为DNA分子。因此,试管甲中模拟的是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程,该过程需要逆转录酶催化。,将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是_,试管乙中模拟的是_过程。在细胞内该过程需要的酶为_。,答案,解析,mRNA,转录,RNA聚合酶,解析 产物X为DNA分子,产物Y能与核糖体结合,为mRNA分子,因此试管乙模拟的是以DNA为模板合成mRNA的转录过程,该过程需要RNA聚合酶的参与。,解析 病毒的外壳是蛋白质,而产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z为蛋白质。,将提纯的产物Y加入试管丙中,反应后得到产物Z
21、。产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z是_。,答案,解析,多肽(或蛋白质),(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞,则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_,而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外,还能感染其他哺乳动物,则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。,答案,解析,小鼠上皮细胞,病毒RNA,密码子,RNADNAmRNA蛋白质,解析 病毒侵染小鼠上皮细胞后,以自身的核酸(RNA)为模板控制子代病毒的合成,而合成子代病毒所需的原料均由小鼠上皮细胞提供。自然界所有生物共用一套密码子。根据图解可知,该病毒遗传信息的传递过程为RNADNAmRNA蛋白质。,方法技巧,
22、中心法则各生理过程确认的三大依据,命题点二 透过新情景信息,辨析基因对性状的控制过程 3.(2017南昌二模)埃博拉病毒(EBV)的遗传物质是一种单链RNA,EBV感染后可能导致人体患埃博拉出血热(EBHF)。EBV与宿主细胞结合后,将核酸蛋白质复合体释放至细胞质,并启动下图途径进行增殖,进而导致人体患病。下列推断最为合理的是,A.过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同 B.过程中需要的氨基酸与tRNA的种类、数量相同 C.EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP D.直接将EBV的RNA注入人体细胞将引起EBHF,答案,解析,解析 根据碱基互补配对原则,RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤
23、比例相同,因此过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同,A项正确; 过程翻译形成两种不同的蛋白质,因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不一定相同,B项错误; EBV增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP等,C项错误; 根据题干信息“EBV和宿主细胞结合后,需要核酸蛋白质复合体释放至细胞质中,才能进行增殖”可知,直接将单独的EBV的RNA注入人体细胞不能引起EBHF,D项错误。,A.H基因正常表达时,一种血型对应一种基因型 B.若IA基因缺失一个碱基对,表达形成的多肽链就会发生一个氨基酸的改变 C.H基因正常表达时,IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶,表现 为A型 D.H酶缺乏者(罕见的
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