2019年高考生物一轮总复习 第6单元 遗传的分子基础 第3讲 基因的表达学案.doc

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1、1第第 3 3 讲讲 基因的表达基因的表达考纲考情考查内容等级要求考查详情遗传信息的转录和翻译B 17 年多选T23 考查遗传信息传递过程中有关考转录 和翻译的知识16 年单选T18 考查遗传信息传递过程中有关场所和 碱基配对原则的知识16 年多选T22 考查转录和翻译过程的相关知识15 年单选T12 结合图像考查遗传信息的翻译过程14 年单选T6 考查 HIV 病毒 DNA 的复制、转录和翻译14 年单选T20 考查基因控制蛋白质合成13 年非选T32 结合示意图考查转录和翻译的过程的 场所知识整合一、RNARNA 的化学组成及分类 1 1RNARNA 的基本组成单位：_。 2 2RNARN

2、A 的结构：一般是_链，而且比 DNA 分子_，因此能够通过 _从细胞核转移到细胞质中。 RNA 通过_由细胞核进入细胞质，穿过_层磷脂分子层。 3 3RNARNA 的分布：主要分布在_中，可以用_进行染色观察。 4 4RNARNA 的种类： (1)mRNA可将遗传信息从_传递到细胞质中。 (2)tRNA可以运输_，识别密码子。 (3)rRNA是_的组成成分。 二、遗传信息的转录 1 1转录的概念：在_中，以_为模板合成 mRNA 的过程。 2 2转录的时间：主要是细胞分裂的_期。 3 3转录的条件：_、_、_、_。 4 4转录的特点：是_，转录完成后 DNA 恢复为双链结构。 5 5转录的过

3、程： (1)解旋：DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露。 (2)配对：细胞中游离的_与 DNA 链上的碱基互补时，两者以_ 结合。 (3)连接：在_作用下，游离的核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA 上。2(4)脱离：合成的_从 DNA 链上释放，DNA_恢复。 6转录成的 mRNA 碱基序列与作为模板的 DNA 单链的碱基序列有哪些异同？_ _。 三、遗传信息的翻译 1 1翻译的概念：游离在_中的各种氨基酸，以_为模板合成具 有一定_顺序的蛋白质的过程。 2 2过程(看教材中图，回答问题) (1)mRNA 进入细胞质与_结合。 (2)携带氨基酸的 tRNA 与 mRNA 的碱基_，将

4、氨基酸置于特定位置。 (3)2 个氨基酸脱水缩合形成_ (写出结构简式)，连接成肽链。 (4)_沿着 mRNA 移动，读取下一个密码子，直至读取到_合成终止。 (5)肽链合成后，从核糖体上脱离，经过一系列“加工” ，盘曲折叠成具有特定空间结 构和功能的_。 翻译的时间主要在细胞分裂的_期。 翻译所需要的条件_、_、_、_。 翻译是一个快速的过程，少量的 mRNA 分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，原因是_ _。 肽链需要_细胞器进一步加工才能成为具有一定空间结构的蛋白质。3 3密码子 (1)位置：在_上。 (2)实质：决定一个氨基酸的三个相邻_。 (3)种类：_种，其中终止密码子_个，起始密码

5、子_个，能决定 氨基酸的有_。 4 4tRNAtRNA (1)种类：_种。 (2)结构：三叶草形，一端是携带_的部位，另一端有 3 个碱基可以与 mRNA 上的密码子_，叫_。 (3)tRNA 与氨基酸的关系：一个 tRNA 一次只能转运_个氨基酸，一种 tRNA 只 能识别并转运_种氨基酸，一种氨基酸可以由_种 tRNA 来转运。 tRNA 是否只有三个碱基？_；RNA 是否没有氢键？_。 四、中心法则的提出及其发展 1 1提出者：_ 2 2发展后的中心法则图解： _ 五、基因、蛋白质、性状的关系 基因通过控制蛋白质的合成来控制性状，有两条途径： 1 1间接途径：基因通过控制_的合成来控制_

6、过程，从而控制性状。 实例：白化病是由于控制_的基因异常而引起的。 2 2直接途径：基因通过控制_来直接控制性状。3实例：囊性纤维病是由于编码_的基因缺失 3 个碱基引起的。考点突破考点 1 1 相关物质与过程的比较 1 1DNADNA 与 RNARNA 的比较种类DNADNA(脱氧核糖核酸)RNARNA(核糖核酸)组成分碱基胸腺嘧啶尿嘧啶腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶磷酸,磷酸 五碳糖,脱氧核糖,核糖 组成单位,4 种脱氧核苷酸,4 种核糖核苷酸 结构,规则的双螺旋结构,常为单链结构 分布,主要在细胞核内,主要在细胞质中 功能,是主要的遗传物质,无 DNA 的生物，RNA 可成为遗传物质，通常是辅助

7、 DNA 完成 功能；少数 RNA 有催化作用 共同点,化学组成成分中都有磷酸及碱基 A、C、G；两者都是核酸，都可携带遗传信息 2 2DNADNA 复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程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产物2 个双链 DNA一个单链 RNA多肽链(或蛋白质)产物动向传递到 2 个子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞的结构蛋白和 功能蛋白特点边解旋边复制，半保留 复制边解旋边转录、转录后 DNA 仍恢复原来的双

8、链翻译结束后，mRNA 分解 成单个核苷酸4结构碱基配对AT，TA，GC，C GAU，TA，GC，C GAU，UA，CG，G C信息传递DNADNADNAmRNAmRNA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3.3.联系54.4.遗传信息、密码子、反密码子的比较比较项目概念作用存在位置种类、数 量特点相互联系遗传信息基因中脱 氧核苷酸 的排列顺 序控制生物 的遗传性 状DNA不同基因 中脱氧核 苷酸的数 量、排列 顺序不同， 决定遗传 信息特异 性DNA 两条链 上的碱基 互补密码子mRNA 中决 定一个氨 基酸的三 个相邻碱 基直接决定 蛋白质中 的氨基酸

9、序列mRNA64 种(3 种 终止密码 子、61 种 决定氨基 酸的密码 子)与 DNA 模 板链上的 碱基互补 (T 被 U 取 代)反密码子tRNA 中与 mRNA 密码 子互补配 对的三个 碱基识别密码 子，转运 氨基酸tRNA理论上 61 种(实际不 详)与 mRNA 的 碱基互补,基因中脱氧核苷酸的序列决定 mRNA 中核糖核苷酸的序列，mRNA 中碱基序列与基因模 板链中碱基序列互补配对，密码子与相应反密码子的序列互补配对 例 1 下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( )AtRNA、rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来B同一细胞中两种 RNA 和合成有可能同时发生C细

10、胞中的 RNA 合成过程不会在细胞核外发生D转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补1(2016江苏高考)近年诞生的具有划时代意义的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术可简单、 准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导 RNA 引导核酸内切酶 Cas9 到一个特定 的基因位点进行切割。通过设计向导 RNA 中 20 个碱基的识别序列，可人为选择 DNA 上的目 标位点进行切割(如图)。下列相关叙述错误的是( )6ACas9 蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B向导 RNA 中的双链区遵循碱基配对原则C向导 RNA 可在逆转录酶催化下合成D若 链剪切点附近序列为TCCACAATC 则

11、相应的识别序列为UCCACAAUC 2(2017盐城三模)下列有关遗传信息及其传递过程的叙述，正确的是( )A所有细胞分裂都伴随着 DNA 复制B真核与原核生物不共用一套密码子C真核生物的遗传信息只储存于细胞核中D转录和翻译时的碱基互补配对方式都相同 考点 2 2 基因表达过程中的几种数量关系 1 1基因控制蛋白质合成过程中的数量关系 (1)DNA(基因)、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的关系可见，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。 (2)蛋白质合成中的“最多”和“最少” 因为 DNA(基因)、mRNA 上有一些碱基不编码氨基酸(如 mRNA

12、上的终止密码子等)，所以 实际上编码 n 个氨基酸，mRNA 上所需的碱基数目大于 3n，基因上碱基数目大于 6n，故一 般题干中求氨基酸数有“最多” 、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加 上“最多”或“至少”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。 (3)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 若基因中有 n 个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为 a，合成含 m 条多肽的蛋白质的相对分子质量 a18( m)；若改为 n 个碱基对，则公式为 a18( m)。n 6n 6n 3n

13、3比较内容数量基因中能编码蛋白质的碱基数6m mRNA 上的碱基数3m 参与转运氨基酸的 tRNA 数m 蛋白质中的氨基酸数m 蛋白质中的肽链数n 蛋白质中的肽键数mn缩合失去的水分子数mn2.2.遗传信息、密码子、tRNAtRNA 的关系 (1)密码子：mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。 (2)密码子表：共 4364 种密码子。终止密码子 3 种，决定氨基酸的密码子 61 种，其7中起始密码子 2 种。 (3)一种氨基酸由一或多种密码子决定，由一或多种 tRNA 转运。 (4)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。 (5)同一种氨基酸的密码子与 tRNA

14、的种类一一对应。 3 3基因相对分子质量与蛋白质相对分子质量的计算 设基因的相对分子质量为 a，基因中脱氧核苷酸的分子量为 b，基因中脱氧核苷酸的数 目为 c，氨基酸的数目为 d，氨基酸的平均相对分子质量为 e，蛋白质中的多肽链的数目为 f，蛋白质的相对分子质量为 g。则存在以下关系式：abc18(c2)， dc6，gde18(df)。1 1DNADNA 和 RNARNA 的区分技巧 (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：Error!一般为双链 DNA； 若：嘌呤嘧啶单链 DNA。 (3)

15、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，可推断正发生 DNA 的合成；若大量利用 U，可推断正进行 RNA 的合成。 2与转录和翻译有关的 3 点易错点 (1)转录的产物不只是 mRNA，还有 tRNA、rRNA，但只有 mRNA 携带遗传信息，3 种 RNA 都参与翻译过程，只是作用不同。 (2)翻译过程中 mRNA 并不移动，而是核糖体沿着 mRNA 移动，进而读取下一个密码子。 (3)转录和翻译过程中的碱基配对没有 AT，而是 AU。 3巧辨遗传信息、密码子和反密码子 (1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密

16、码子(2)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 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。 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。 密码子有 64 种(3 种终止密码子和 61 种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有 61 种。 4 4DNADNA 和 mRNAmRNA 之间对应碱基及数量的计算 找准 DNA 和 mRNA 之间对应碱基及其比例关系，即 DNA 模板链中 AT(或 CG)与 mRNA 中 AU(或 CG)相等，则(AT)总%(AU)mRNA%。 例 2 现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成

17、基因。现已知 人体生长激素共含 190 个肽键(单链)，假设与其对应的 mRNA 序列中有 A 和 U 共 313 个，则 合成的生长激素基因中 G 至少有( )8A130 个 B260 个 C313 个 D无法确定3假设一个双链的噬菌体 DNA 由 5 000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的 20%；用这个噬菌体侵染大肠杆菌并合成相关蛋白质(如下图)，最终共释放出 100 个子代噬 菌体。下列叙述正确的是( )A形成 100 个子代噬菌体至少需要 3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B图中所示物质及结构中共有 2 种 RNAC图示过程在细胞质中进行，碱基间的配对方式有 3 种D若氨基酸为起始端，

18、则“正在延伸的肽链”的合成共需 6 个密码子参与 考点 3 3 中心法则 1 1利用流程图分类剖析中心法则 (1)细胞生物及噬菌体等 DNA 病毒的中心法则为(2)烟草花叶病毒等大部分 RNA 病毒的中心法则为(3)HIV 等逆转录病毒的中心法则为2 2利用图示分类剖析中心法则(1)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)若甲、乙、丙为病毒，则甲为 DNA 病毒，如噬菌体；乙为 RNA 病毒，如烟草花叶病 毒；丙为逆转录病毒，如 HIV。 3 3基因控制性状的途径9(1)直接控制途径(用文字和箭

19、头表示)基因蛋白质的结构生物体的性状。控制控制(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因酶的合成细胞代谢生物体的性状。控制控制控制4 4基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。有些性状由多个基因决定，有些基因 也可能影响决定多个性状。 (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，这种相互 作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 例 3 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)，下列相关叙述错误的是( )A合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节B

20、侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C通过形成的 DNA 可以整合到宿主细胞的染色体 DNA 上D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4下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是( )A细胞中染色体的数目始终等于 DNA 的数目B有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定C细胞中 DNA 分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和D生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系 DNA 转录 翻译 遗传信息 密码子 反密码子 中心法则随堂演练101M 基因编码含 63 个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变，使

21、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( )AM 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 2下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是( )A每种氨基酸都至少有两种相应的密码子BHIV 的遗传物质可以作为合成 DNA 的模板C真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D一个基因的两条 DNA 链可转录出两条相同的 RNA 3若 mRNA 上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，

22、则识别该密码子的 tRNA 及其携带的氨基酸的变化情况是( )AtRNA 一定改变，氨基酸不一定改变BtRNA 不一定改变，氨基酸不一定改变CtRNA 一定改变，氨基酸一定改变DtRNA 不一定改变，氨基酸一定改变 4NF2 基因是一种肿瘤抑制基因，其编码的 Merlin 蛋白与细胞的活动和增殖有着密 切的关系，其作用机理如图所示。下列有关 Merlin 蛋白的叙述，错误的是( )第 4 题图AMerlin 蛋白的合成需通过转录和翻译两个过程11BMerlin 蛋白主要在细胞质中不断积累而发挥效应CMerlin 蛋白能够与 E3 泛素化连接酶结合DMerlin 蛋白抑制致癌基因的表达来发挥抑癌

23、作用 5(多选)图甲、图乙表示细胞内相关的生理活动，下列表述不正确的是( )甲乙第 5 题图A图甲所示生理活动涉及图乙中的 a、b、c、f、g 过程B图乙中涉及碱基 A 与 U 配对的过程为 b、c、d、e 过程C遗传信息不可以由 RNA 传递给 DNAD可运用放射性同位素示踪技术研究 a 过程中的半保留复制 6如图甲为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请回答下列问题：第 6 题图(1)、代表的结构或物质分别为_、_。 (2)完成过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是 _。 (3)从甲图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有_。12(4)根据甲图中的表格判断：为_(填名称)，其携带的氨基酸是_。 若蛋白质 2 在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第_阶段。(5)用 鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中 RNA 含量显著减少，那么推测 鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)，线粒体功能_(选填“会”或“不会” )受到影响。 (6)乙图为甲图中过程，图中的 b 和 d 二者在化学组成上的区别是 _。 图中 a 是一种酶分子，它能促进 c 的合成，其名称为_。