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第19講 基因的表達(dá),,第六單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),[考綱考頻] 1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 Ⅱ(3年16考) 2.基因與性狀的關(guān)系 Ⅱ(3年5考),,第六單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),一、RNA的結(jié)構(gòu)與分類 1．基本單位及組成(填寫圖中序號名稱)：,①_________；②___________；③堿基(_______________)；④_______________。 2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一般是___________。,磷酸,核糖,A、U、G、C,核糖核苷酸,單鏈,氨基酸,密碼子,核糖體,二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄： (1)概念：在細(xì)胞核中，以_______________為模板合成_______________的過程。 (2)過程：DNA______________→原料與DNA堿基互補(bǔ)配對并通過_______________結(jié)合→mRNA新鏈的延伸→合成的_______________從DNA鏈上釋放→DNA復(fù)旋。,DNA的一條鏈,RNA,解旋,氫鍵,mRNA,2．遺傳信息的翻譯： (1)概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種_______________，以_______________為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。 (2)密碼子和反密碼子 ①位置：密碼子位于_______________上，反密碼子位于_______________上。 ②種類：密碼子_______種，其中3種_______________不決定氨基酸，決定氨基酸的有______種。,氨基酸,mRNA,mRNA,tRNA,64,終止密碼子,61,(3)過程 ①mRNA與_______________結(jié)合。 ②tRNA與mRNA按照__________________結(jié)合，將氨基酸置于特定位置。 ③相鄰氨基酸脫水縮合形成_______________，氨基酸連接形成_______________。 ④當(dāng)tRNA上的反密碼子識別終止密碼子后，肽鏈合成終止，肽鏈被釋放。 思考：若一個基因在復(fù)制過程中發(fā)生堿基替換，這種變化是否一定反映到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)上？ 提示：不一定。因?yàn)槊艽a子具有簡并性。,核糖體,堿基互補(bǔ)配對原則,肽鍵,肽鏈,三、基因?qū)π誀畹目刂?1．根據(jù)中心法則圖解填寫序號的名稱： ①_______________；②__________； ③_________；④_______________； ⑤____________。,DNA的復(fù)制,轉(zhuǎn)錄,翻譯,RNA的復(fù)制,逆轉(zhuǎn)錄,2．基因?qū)π誀畹目刂仆緩絒連一連],解析：真核生物轉(zhuǎn)錄的場所是細(xì)胞核,翻譯的場所是細(xì)胞質(zhì)，原核生物轉(zhuǎn)錄場所是擬核。部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。,B,2．如圖代表真核生物體內(nèi)的某生理過程，關(guān)于該過程的敘述正確的是( ) A．圖中共有五種核苷酸 B．該過程表示的是轉(zhuǎn)錄過程 C．該過程發(fā)生在核糖體中 D．該過程需要DNA聚合酶 解析：圖中存在“T”和“U”兩種堿基,且發(fā)生于真核生物體內(nèi),說明該過程是轉(zhuǎn)錄過程。選項(xiàng)A，圖中有四種脫氧核苷酸和四種核糖核苷酸，共八種核苷酸；選項(xiàng)C，轉(zhuǎn)錄過程主要發(fā)生在真核細(xì)胞的細(xì)胞核中，也可發(fā)生在線粒體、葉綠體中；選項(xiàng)D，轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶。,B,C,解析：中心法則中，翻譯和RNA復(fù)制過程中堿基 配對情況相同，A正確；根據(jù)題圖信息可知，圖示 過程應(yīng)為 轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA，mRNA中最多含有43＝64種密碼子，B正確；酶具有專一性,RNA聚合酶不能催化脫氧核苷 酸的縮合反應(yīng)，C錯誤；基因突變能為生物進(jìn)化提供最原始的 材料，而基因突變可發(fā)生于DNA復(fù)制過程中，D正確。,4．下列有關(guān)生物體內(nèi)基因、酶與性狀的關(guān)系,敘述正確的是 ( ) A．絕大多數(shù)酶是基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物 B．一種性狀只能由一種基因控制 C．基因控制性狀可通過控制酶的合成來實(shí)現(xiàn) D．細(xì)胞只要含有某種酶的基因，就會有相應(yīng)的酶 解析：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),是翻譯的產(chǎn)物；一種性狀也可能由多種基因控制；基因控制性狀可通過控制酶的合成來實(shí)現(xiàn),也可通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)；基因選擇性表達(dá)，不同的細(xì)胞會表達(dá)不同的基因。,C,考點(diǎn)一 對比分析,考查DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同,考點(diǎn)二 以中心法則為基礎(chǔ)，考查基因?qū)π誀畹目刂?考 點(diǎn) 一 對比分析，考查DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同,1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程的模式圖,(1)區(qū)別,細(xì)胞核,細(xì)胞核,兩條,一條,4種脫氧核苷酸,4種核糖核苷酸,20種氨基酸,半保留復(fù)制,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,(2)聯(lián)系,核糖核苷酸,氨基酸,遺傳密碼,遺傳性狀,2．根據(jù)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中堿基配對關(guān)系完善下表 [高考警示] (1)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對不是A—T，而是A—U。 (2)從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈，多肽鏈再經(jīng)折疊、加工成為具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。,CTT,CUA,ACG,深度思考 1.三種RNA中,攜帶遺傳信息、參與翻譯過程的分別有哪些？ _____________________ 2.DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息及最終翻譯成的氨基酸如表所示，則如圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA) 所攜帶的氨基酸是(注:反密碼子從攜帶氨基酸的一端開始讀碼)哪一種? _____________________,3.分析下圖，該圖表示哪一類細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程？① ～ ⑤分別代表什么？ _____________________ 4.下列哪些細(xì)胞內(nèi)能進(jìn)行基因的表達(dá)？ ①肌肉細(xì)胞 ②造血干細(xì)胞 ③人的成熟的紅細(xì)胞 ④凋亡細(xì)胞 ⑤衰老細(xì)胞 _____________________ 提示：1.mRNA，三種都參與翻譯。 2．蘇氨酸 3．原核細(xì)胞 圖中①是DNA模板鏈，⑤表示正在合成的4條mRNA 4．①②④⑤,1． (2015·杭州質(zhì)檢)如圖甲、乙、丙表示細(xì)胞生命 活動 過程示意圖，圖乙是圖甲中部分結(jié)構(gòu)的放大圖，圖丙是圖乙 中部分結(jié)構(gòu)的放大圖。下列敘述錯誤的是( ) A．圖甲中DNA—RNA的雜交區(qū)域中可存在T與A配對 B．圖甲中b端對應(yīng)于圖乙的左側(cè)，且圖乙中存在3種RNA C．據(jù)乙、丙兩圖可推測tRNA與氨基酸結(jié)合的過程中有水生成,D,D．若DNA模板鏈上的CCA和GGT分別決定甘氨酸和脯氨酸，則圖乙方框內(nèi)為甘氨酸 解析：圖甲表示原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，圖乙表示其中的翻譯過程，圖丙是對tRNA的部分結(jié)構(gòu)的放大。轉(zhuǎn)錄過程中DNA和RNA配對時遵循堿基互補(bǔ)配對原則，可存在T與A配對，A正確；由圖甲中肽鏈的長短可推知翻譯中核糖體的移動方向是從b到a，故b端位于乙圖的左側(cè)，翻譯過程中需要tRNA、mRNA、rRNA這三種RNA的參與，B正確；圖丙中氨基酸的羧基與核糖的羥基脫水縮合從而連接在一起，C正確；圖乙方框內(nèi)氨基酸對應(yīng)的密碼子為CCA，對應(yīng)到DNA模板鏈中的堿基序列應(yīng)為GGT,故該氨基酸為脯氨酸，D錯誤。,2．(2015·北京市海淀區(qū)第二次練習(xí))已知一個蛋白質(zhì)分子由2條多肽鏈組成，共含有198個肽鍵，翻譯形成該蛋白質(zhì)分子的mRNA中有A和G共200個，則轉(zhuǎn)錄形成該mRNA的基因中，最少應(yīng)含有C和T的個數(shù)是( ) A．200 B．400 C．600 D．800,C,方法技巧 基因表達(dá)過程中相關(guān)計(jì)算 (1)在不考慮非編碼區(qū)和內(nèi)含子的條件下，轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中DNA(基因)堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶多肽鏈氨基酸數(shù)＝6∶3∶1，即： 基因表達(dá)過程中，蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目＝參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA數(shù)目＝1/3 mRNA的堿基數(shù)目＝1/6基因中的堿基數(shù)。,考點(diǎn)二 以中心法則為基礎(chǔ)，考查基因?qū)π誀畹目刂?1．探究下列各類生物的遺傳信息傳遞(中心法則),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),酶的合成,細(xì)胞代謝,深度思考 1．如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實(shí)驗(yàn)。 (1)若X是DNA的一條鏈，Y含有U，則管內(nèi) 必須加入哪種酶？ (2)若X是mRNA，Y是多肽，則管內(nèi)必須加 入的原料是什么？ (3)若X是tRNA，Y是多肽，則管內(nèi)進(jìn)行的生理過程是什么？ (4)若X是HIV的RNA,Y是DNA，則管內(nèi)必須加入哪一種酶？ _____________________,2．生長素，赤霉素等不是蛋白質(zhì)，它們的合成受基因控制嗎？是通過基因控制性狀的哪一途徑實(shí)現(xiàn)的？ _____________________ 3．某雌雄異株二倍體植物為XY型性別決定，該植物有藍(lán)色花和紫色花兩種，由兩對等位基因A和a(位于常染色體)、B和b(位于X染色體)共同控制。其紫色素形成的途徑如圖所示。 該植物種群內(nèi)花色對應(yīng)的基因型共有幾種？ _____________________,提示：1.(1)RNA聚合酶。 (2)氨基酸。 (3)翻譯。 (4)逆轉(zhuǎn)錄酶。 2．受基因控制。基因控制酶的合成，間接控制生物的性狀。 3．15。,C,解析：艾滋病病毒和流感病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA，且艾滋病病毒可以發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄，流感病毒可以發(fā)生RNA復(fù)制過程，A項(xiàng)正確；6過程是RNA的自我復(fù)制，7過程是逆轉(zhuǎn)錄過程，這兩個過程在生物體中很少發(fā)生，B項(xiàng)正確；乙和丙的遺傳物質(zhì)是RNA，由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，更容易發(fā)生變異，C項(xiàng)錯誤；病毒只有在活細(xì)胞內(nèi)才能增殖，D項(xiàng)正確。,4．如圖為人體對性狀控制過程示意圖,據(jù)圖分析可得出( ) A．過程①、②都主要在細(xì)胞核中進(jìn)行 B．食物中缺乏酪氨酸會使皮膚變白 C．M1和M2不可能同時出現(xiàn)在同一個細(xì)胞中 D．老年人細(xì)胞中不含有M2 解析：圖中①是轉(zhuǎn)錄，②是翻譯，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。酪氨酸為非必需氨基酸，可在人體中合成。M1只存在于紅細(xì)胞中。老年人頭發(fā)變白的原因是酪氨酸酶活性降低，而不是不含酪氨酸酶。,C,方法技巧 遺傳信息的傳遞方向和產(chǎn)物分析方法 (1)從模板分析 ①如果模板是DNA，生理過程可能是DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄。 ②如果模板是RNA,生理過程可能是RNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄或翻譯。 (2)從原料分析 ①如果原料為脫氧核苷酸，產(chǎn)物一定是DNA，生理過程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄。 ②如果原料為核糖核苷酸，產(chǎn)物一定是RNA，生理過程可能是轉(zhuǎn)錄或RNA復(fù)制。 ③如果原料為氨基酸，產(chǎn)物一定是蛋白質(zhì)(或多肽)，生理過程是翻譯。,(3)從產(chǎn)物分析 ①如果產(chǎn)物為DNA，生理過程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄。 ②如果產(chǎn)物為RNA，生理過程可能是RNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄。 ③如果產(chǎn)物是蛋白質(zhì)(或多肽)，生理過程是翻譯。,易錯點(diǎn)1 遺傳信息、密碼子和反密碼子辨析不清 [點(diǎn)撥] 遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子的區(qū)分,易錯點(diǎn)2 混淆六類酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶、RNA聚合酶 [點(diǎn)撥] (1)“解旋酶”是DNA分子復(fù)制時使氫鍵斷裂。 (2)“限制酶”是使兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。 (3)“DNA聚合酶”是DNA分子復(fù)制時依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則使單個脫氧核苷酸連成脫氧核苷酸鏈。 (4)“DNA連接酶”是將兩個DNA分子片段的末端“縫合”起來形成磷酸二酯鍵。 (5)“RNA聚合酶”是RNA復(fù)制或DNA轉(zhuǎn)錄時依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則將單個核糖核苷酸連接成RNA鏈。 (6)“逆轉(zhuǎn)錄酶”是某些RNA病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)利用宿主細(xì)胞的脫氧核苷酸合成DNA的一種酶。,易錯點(diǎn)3 錯誤地將下圖中的多條肽鏈看作氨基酸序列不同 [點(diǎn)撥] 翻譯過程中，可發(fā)生同一mRNA的分子上同時結(jié)合多個核糖體的狀況，由于不同核糖體均沿同一mRNA分子移動，密碼子閱讀順序相同，故所產(chǎn)生的多肽鏈氨基酸序列應(yīng)相同。,易錯點(diǎn)4 計(jì)算中對“最多”和“至少”的分析有誤 [點(diǎn)撥] (1)翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 (2)基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (3)在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上“最多”或“至少”等字。如mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄生成它的基因中至少有2n個堿基，由該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。,1．判斷下列有關(guān)RNA的敘述 (1)(2012·上海卷T7B改編)轉(zhuǎn)錄和翻譯都是以mRNA為模板合 成生物大分子的過程。( ) (2)(2011·海南卷T15A)少數(shù)RNA具有生物催化作用。( ),×,√,2．判斷下列有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述 (1)(2014·全國新課標(biāo)卷ⅡT5A)細(xì)胞核中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄過程有 RNA聚合酶的參與。( ) (2)(2013·全國新課標(biāo)卷ⅠT1C)反密碼子是位于mRNA上相鄰 的3個堿基。( ) (3)(2012·四川卷T2D)生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時需要解旋酶和 DNA連接酶。( ) (4)(2011·江蘇卷T7D)不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼 的容錯性。( ) (5)(2011·海南卷T15D)細(xì)胞中有多種tRNA，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。( ),√,×,×,√,√,3．判斷下列關(guān)于基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的敘述 (1)(2013·海南卷T14D)克里克提出的中心法則。( ) (2)(2011·北京卷T4A)胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈。( ) (3)(2010·海南卷T12C)DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。( ),√,√,×,