必修2 第三单元 第三讲基因的表达.ppt

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1、,明考向,第三单元基因的本质与表达,忆教材,研考点,提能力,高考随堂体验,课时活页作业,第三讲基因的表达,一、遗传信息的转录1RNA的结构、种类及功能填空(1)RNA与DNA的区别：,T(胸腺嘧啶),U(尿嘧啶),双链,核糖,核糖核苷酸,运载氨基酸,核糖体,2转录判断正误(1)转录只发生在细胞核中。()(2)DNA的两条链同时作模板。()(3)转录的原料是4种核糖核苷酸。()(4)转录需要解旋酶和DNA聚合酶。()(5)转录过程中碱基配对遵循碱基互补配对原则。(),转录和DNA复制过程中碱基互补配对方式相同吗？提示：不相同。转录过程中AU碱基对替代了复制过程中AT碱基对。,想一想,二、遗传信息

2、的翻译1密码子和反密码子判断正误(1)密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的。()(2)密码子与氨基酸是一一对应关系。()(3)决定氨基酸的密码子有64种。()(4)反密码子位于tRNA上，有61种。(),2翻译填表,核糖体,氨基酸,若一个基因在复制过程中发生碱基替换，这种变化是否一定反映到蛋白质的结构上？提示：不一定。因为密码子具有简并性。,悟一悟,三、基因对性状的控制1中心法则请写出完善后的中心法则,2基因对性状的控制连线,1三者区别,2三者联系,口诀记忆中心法则间期复制细胞核，双链解开作准备，过程进行四要素，模板原料能量酶；生长发育全过程，信息表达贯始终，先转录来后翻译，过程都需四

3、要素，只是种类各不同，核内转录传信息，核孔运输胞质中，核糖体上来翻译，反码识别密码子，相应氨酸序列定。,1转录、翻译过程中基因中的碱基数、mRNA上的碱基数与多肽链中氨基酸数的关系基因中碱基数mRNA碱基数多肽链中氨基酸数631，图解如下：,2复制、转录和翻译与细胞分裂、分化的关系(1)DNA复制发生于细胞分裂过程中。(2)转录、翻译发生于细胞分裂、分化过程中。3氨基酸与密码子、反密码子的关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸

4、的密码子)；反密码子理论上有61种。,特别提醒由于基因中有的片段不转录以及转录出的mRNA中有终止密码子等原因，所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸目的6倍多。一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同肽链。从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链往往还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。,遗传信息、密码子和反密码子(1)遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分：,(2)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：,11981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试

5、管通过人工合成产物，叙述不正确的是(),.,A，产物分别相同B，生理过程不同C的进行都需要模板、原料、能量和酶D每个生物体都必须要进行所有生理过程,解析：中DNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以为复制，产物为DNA，中加入DNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为转录，产物为RNA，中加入RNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为复制，产物为RNA，中加入RNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以产物为DNA，为逆转录，只发生在有逆转录酶的生物中。答案：D,2下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是()A一个密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸只能由一种tRNA转运B翻译过程需要解旋酶和ATPC该过程遵循碱

6、基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对DDNA转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸,解析：在基因控制蛋白质合成的过程中，没有A与T配对。转录过程需要解旋酶，但翻译过程不需要。答案：D,3某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基B78对碱基C90对碱基D93对碱基,解析：设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量110m18(m1)2778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。答案：D,1中心法则与生物种类的关系(1)以

7、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基因控制性状的途径,特别提醒部分性状受单基因控制，即受一对等位基因的控制。部分性状受多个基因控制，但一个基因一般只控制一个性状。性状受基因的控制，但环境因素有时对性状的影响作用非常大。,4关于下图所示的过程，有关叙述正确的是(),A噬菌体进行过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中B正常的真核生物细胞内可发生过程C过程常见于RNA病毒侵入细胞时D细胞中过程的发生都需要解旋酶的催化作用,解析：噬菌体不能单独生活，必须寄生在其他细胞内，故不能单独培养噬菌体；过程在正常的真核生物细胞内可发生；到

8、目前为止，所有的生物体内还没有发现过程；过程需要解旋酶的催化，过程不需要。答案：B,5白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是(),.,A并非人体所有的细胞都含有酶BB控制酶D合成的基因发生突变会导致黑尿病C白化病和黑尿病的发生说明基因是通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的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,解析：白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状的。答案

9、：C,例1(2012郑州模拟)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：,(1)启动子的基本组成单位是_，终止子的功能是_。(2)过程进行的场所是_，RP1中有一段氨基酸序列为“丝氨酸组氨酸谷氨酸”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为_。,(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上

10、的RBS位点结合，从而导致mRNA_，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少_。(4)大豆中的一种成分染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理。,解析(1)启动子是DNA的一段调控序列，其基本组成单位是脱氧核苷酸，终止子使RNA聚合酶与基因脱离，转录终止。(2)过程是转录，场所是原核细胞的细胞质。由反密码子的序列可以推出模板链碱基序列是AGAGTGCTT。(3)图示显示了核糖体合成中的调控方式反馈调节，这种方式可以减少细胞内物质与能量的浪费。(4)木黄酮因能抑制rRNA形成，使核糖体不能形成，蛋

11、白质合成受阻，细胞不能分裂，抑制癌细胞的生长、增殖。,答案(1)脱氧核苷酸终止基因转录过程(或使RNA聚合酶与基因脱离或给予RNA聚合酶转录终止信号)(2)细胞质AGAGTGCTT(3)不能与核糖体结合物质和能量的浪费(4)该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成，RP1与mRNA中RBS位点结合，终止核糖体蛋白的合成，进而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质合成速率，抑制癌细胞的生长、增殖,例2下图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用机理，结合图表分析，下列说法中正确的是(),A环丙沙星和红霉素都能抑制过程B青霉素和利福平均能抑制细菌的过程C结核杆菌的过程都发生在细胞质中D过程

12、可发生在人体的健康细胞中,解析环丙沙星可促进DNA螺旋化，为转录过程，需要DNA解旋，为翻译过程，与DNA螺旋化无直接关系。青霉素和利福平抑制细菌生长的方式不同，且都与DNA复制无关。结核杆菌细胞中没有RNA的复制和逆转录过程。在人体的健康细胞中不会有过程，只能进行过程。答案D,抗生素滥用正在养殖业形成恶性循环，由于动物会对抗生素产生耐药性，因此养殖业使用的抗生素种类不断更新，添加量越来越大；抗生素在动物体内无法得到降解，形成抗生素残留。经常食用含抗生素的“有抗食品”可能对人体造成很大影响。,抗生素之所以能够有效地杀死病菌，其原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成。抗生素在人体内积累

13、，会不会对人体细胞内蛋白质合成过程产生影响呢？值得人们深思。,例3有人针对抗生素滥用，导致在生物和人体内残留，以及抗生素的杀菌原理，提出了假设，抗生素通过阻断细菌细胞内DNA转录而阻断蛋白质合成过程。设计实验探究这一假说是否正确。(1)实验基本思路：设置A、B两组实验进行体外模拟_过程。A组滴加一定浓度的_(适量)，B组滴加等量的_做对照，其余条件_。检测A、B两组实验中的_生成量。,(2)预测实验结果、结论：若A、B两组中_，则抗生素不通过阻断细菌DNA转录而阻断DNA合成过程，假设不成立。若_，则抗生素通过阻断细菌DNA转录阻断蛋白质合成过程，假设成立。,解析(1)根据实验所探究的目的分析

14、，实验原理是体外模拟DNA转录过程。加入抗生素后，检测mRNA生成量，推断抗生素对细菌DNA转录是否起作用。因此该实验的自变量是是否加入抗生素，其对照实验应加入等量蒸馏水。(2)探究性实验的结果，结论是不确定的，要全面进行预测。,答案(1)DNA转录抗生素蒸馏水相同mRNA(2)mRNA生成量相等或A组mRNA生成量大于B组mRNA生成量A组mRNA生成量小于B组mRNA生成量,高考随堂体验1(2011江苏高考)关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错

15、性,解析：转录时以四种核糖核苷酸为原料；RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列，启动转录；不同密码子编码的同种氨基酸可增强密码的容错性；核糖体沿着mRNA移动翻译出的是肽链而不是蛋白质。答案：C,2(2011海南高考)关于RNA的叙述，错误的是()A少数RNA具有生物催化作用B真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的CmRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸,解析：真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核内合成的，少数RNA是酶，具有催化作用；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种

16、tRNA只能转运一种氨基酸。答案：B,3(2011上海高考)下图表示两基因转录的mRNA分子数在同一细胞内随时间变化的规律。若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等，两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解)(),A4hB6hC8hD12h解析：分析坐标曲线可知，若不考虑先表达的蛋白质降解，在6h两基因首次表达产物开始共存。答案：B,4(2011上海高考)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是(),A原核生物的tRNA合成无需基因指导B真核生物tRNA呈三叶草结构C真核生物的核糖体可进

17、入细胞核D原核生物的核糖体可以靠近DNA,解析：由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。答案：D,5(2011安徽高考)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(),A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次,解析：甲过程表示多起点的DNA半保留复制，合成的产物是双链DNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA只复制一次；乙过程为转录、合成的

18、产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA复制和转录均需解旋酶。答案：D,6(2010江苏高考)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：,(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为_。(2)Fe

19、3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。,(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。,解析：转运甘氨酸的转运RNA末端的三个碱基为CCA，所以甘氨酸的密码子为GGU；模板链与信使RNA是互补的。对应的mRNA上碱基序

20、列为GGUGACUGG，因此对应DNA模板链上的碱基序列为CCACTGACC；在Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于和Fe3结合而丧失了与铁应答元件结合的能力；Fe3不足时，最终影响了核糖体在mRNA上的结合与移动。由于mRNA起始密码子的前面和终止密码子及后面对应的碱基序列不能编码氨基酸，因此由n个氨基酸组成的铁蛋白，指导其合成的mRNA的碱基数目远大于3n；色氨酸对应的密码子为UGG，亮氨酸对应的密码子有UUG，其差别为GU，对应模板链上的碱基为CA。,答案：(1)GGUCCACTGACC(2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列(4)CA,点击此图进入,课时活页作业,