高中生物總復(fù)習(xí) 第3單元 第3講基因的表達(dá)課件 新人教版必修2

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1、第三講基因的表達(dá)一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成磷酸磷酸 核糖核糖 A、U、G、C 單鏈單鏈 細(xì)胞核細(xì)胞核 核孔核孔 (4)分類mRNA將遺傳信息從 傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。tRNA ，識別密碼子。rRNA 的組成成分。2轉(zhuǎn)錄(1)概念：在細(xì)胞核中，以 為模板合成RNA的過程。(2)過程： 原料與DNA堿基互補并通過 結(jié)合RNA新鏈的延伸合成的 從DNA鏈上釋放DNA復(fù)旋。細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運氨基酸轉(zhuǎn)運氨基酸核糖體核糖體DNA的一條鏈的一條鏈DNA解旋解旋氫鍵氫鍵RNA3翻譯(1)概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的 ，以 為模板合成具有一定氨基酸順序的 。(2)過程：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與 結(jié)合一氨基酸按位點依次相連讀取到

2、 ，肽鏈合成結(jié)束。( 3 ) 密 碼 子 ： 在 m R N A 上 決 定 1 個 氨 基 酸的 。共有 種，2種起始密碼子決定氨基酸， 不決定氨基酸，所以共有61種決定氨基酸的密碼子。各種氨基酸各種氨基酸mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核糖體核糖體終止密碼子終止密碼子3個相鄰的堿基個相鄰的堿基643種終止密碼子種終止密碼子(4)tRNA：三葉草形狀，其一端是攜帶 的部位，另一端有3個堿基可以與mRNA上的 配對，稱為 。共有61種。氨基酸氨基酸密碼子密碼子反密碼子反密碼子1DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較(1)三者的比較比較比較項目項目DNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯概念概念以親代以親代DNA為模板，合為模

3、板，合成子代成子代DNA的過程的過程以以DNA雙鏈中雙鏈中的一條鏈為模的一條鏈為模板，合成板，合成mRNA的過程的過程以以mRNA為模板為模板，合成具有一定，合成具有一定氨基酸順序的蛋氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程白質(zhì)的過程場所場所主要在細(xì)胞核中主要在細(xì)胞核中主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核中中核糖體核糖體時間時間有絲分裂間期、減數(shù)第有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期一次分裂間期生長發(fā)育的連生長發(fā)育的連續(xù)過程中續(xù)過程中生長發(fā)育的連續(xù)生長發(fā)育的連續(xù)過程中過程中比較項目比較項目DNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯模板模板DNA的每一條鏈的每一條鏈DNA的一條鏈的一條鏈mRNA原料原料4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸4種核糖核

4、苷酸種核糖核苷酸約約20種氨基酸種氨基酸酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶、DNA連接酶等連接酶等解旋酶、解旋酶、RNA聚聚合酶等合酶等特定的酶特定的酶能量能量均為均為ATP條件條件模板、原料、酶、能量、適宜的溫度和模板、原料、酶、能量、適宜的溫度和pH等等模板、原料、酶、模板、原料、酶、能量、適宜的溫度能量、適宜的溫度和和pH、tRNA、核、核糖體等糖體等堿基堿基互補互補配對配對原則原則GC，CG AT，TAGC，CG AU，TAGC，CG AU，UA比較項目比較項目DNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯工具工具tRNA產(chǎn)物產(chǎn)物子代子代DNA分子分子mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(多肽多肽)、水、水產(chǎn)物去

5、向產(chǎn)物去向傳遞到子細(xì)胞中傳遞到子細(xì)胞中離開細(xì)胞核，進(jìn)入離開細(xì)胞核，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，最終分解細(xì)胞質(zhì)，最終分解成單個核苷酸成單個核苷酸留在細(xì)胞中，構(gòu)留在細(xì)胞中，構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白白和功能蛋白特點特點邊解旋邊復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄快速，一個快速，一個mRNA可以相繼可以相繼結(jié)合多個核糖體結(jié)合多個核糖體，同時合成多條，同時合成多條肽鏈肽鏈意義意義將遺傳信息由親將遺傳信息由親代傳遞給子代，代傳遞給子代，從而保持了遺傳從而保持了遺傳信息的連續(xù)性信息的連續(xù)性DNA把遺傳信息傳把遺傳信息傳遞給遞給RNADNA的遺傳信息的遺傳信息由由mRNA傳遞給傳

6、遞給蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系【特別提醒】(1)對細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物而言，DNA復(fù)制發(fā)生于細(xì)胞分裂過程中，而轉(zhuǎn)錄和翻譯則發(fā)生于細(xì)胞分裂、分化等過程。(2)DNA中含有T而無U，而RNA中含有U無T，因此可通過放射性同位素標(biāo)記T或U研究DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄過程。2遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較(1)比較比較比較項目項目遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子概念概念DNA上堿基上堿基對或脫氧核苷對或脫氧核苷酸的排列順序酸的排列順序mRNA上決定上決定一個氨基酸或一個氨基酸或提供轉(zhuǎn)錄終止提供轉(zhuǎn)錄終止信號的信號的3個相個相鄰的堿基鄰的堿基tRNA上的可上的可以與以與mRNA上上的密碼子互補的密碼子互補配對的

7、配對的3個堿個堿基基比較比較項目項目遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子種類種類4n種種(n為堿基為堿基對的數(shù)目對的數(shù)目)64種，其中決定氨基種，其中決定氨基酸的密碼子有酸的密碼子有61種種61種種作用作用間接決定蛋間接決定蛋白質(zhì)中氨基白質(zhì)中氨基酸的排列順?biāo)岬呐帕许樞蛐蛑苯涌刂频鞍踪|(zhì)中氨直接控制蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序基酸的排列順序識別并搬運由識別并搬運由mRNA決定的特決定的特定的氨基酸定的氨基酸相關(guān)相關(guān)特性特性具有多樣性具有多樣性和特異性和特異性一種密碼子只能決定一種密碼子只能決定一種氨基酸，而一種一種氨基酸，而一種氨基酸可能有一種或氨基酸可能有一種或幾種相對應(yīng)的密碼子幾種相對應(yīng)的

8、密碼子一種一種tRNA只能只能識別和轉(zhuǎn)運一種識別和轉(zhuǎn)運一種氨基酸，而一種氨基酸，而一種氨基酸可以由一氨基酸可以由一種或幾種相對應(yīng)種或幾種相對應(yīng)的的tRNA轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運(2)聯(lián)系遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。mRNA的密碼子直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到搬運氨基酸的作用。(3)對應(yīng)關(guān)系【特別提醒】密碼子、tRNA與氨基酸的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系為：一種氨基酸可有多種密碼子，可由多種tRNA來運輸，而一種密碼子只決定一種氨基酸，一種tRNA只運輸一種氨基酸。1如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程(AA代表氨基酸)，下列敘述

9、正確的是()A能給該過程提供遺傳信息的只能是DNAB該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素C有多少個密碼子就有多少個反密碼子與之對應(yīng)D該過程中有水產(chǎn)生解析：翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA，A項不對；翻譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì)，而酶與激素不都是蛋白質(zhì)，B項不對；終止密碼子不與氨基酸對應(yīng)，所以沒有與終止密碼子對應(yīng)的反密碼子，C項也不對；氨基酸脫水縮合形成多肽，D項正確。答案：D3基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成有關(guān)計算(1)轉(zhuǎn)錄時，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，產(chǎn)生一條單鏈mRNA，則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是DNA分子中堿基數(shù)目的一半，且模板鏈中AT(或CG)與mRNA分子中

10、UA(或CG)相等。(2)翻譯過程中，mRNA中每3個相鄰堿基決定1個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3，是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6。(3)蛋白質(zhì)的有關(guān)計算蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)。(肽鍵數(shù)失去的水分子數(shù))蛋白質(zhì)平均相對分子質(zhì)量氨基酸的平均相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)(肽鍵數(shù)18)?！咎貏e提醒】解題時應(yīng)看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)還是個數(shù)，是mRNA上的密碼子的個數(shù)還是堿基個數(shù)，是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)還是種類。2一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)及

11、轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中堿基數(shù)至少依次為()A331166B361272C123672D113666解析：一條含有11個肽鍵的多肽，則含有12個氨基酸。mRNA中三個堿基決定一個氨基酸；一個氨基酸至少有一種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運。因此，mRNA中至少含有36個堿基，12個轉(zhuǎn)運RNA，DNA中至少72個堿基。答案：B二、基因與性狀的關(guān)系1中心法則DNA的復(fù)制 翻譯 。2基因控制性狀(1)基因通過 來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀，如白化病。(2)基因還能通過控制 直接控制生物體的性狀，如囊性纖維病。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制的復(fù)制RNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄控制酶的合成控制酶的合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中心法則的

12、理解與分析1內(nèi)容圖解圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞(2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞【特別提醒】(1)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。(2)中心法則的5個過程都遵循堿基互補配對原則。2中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系【特別提醒】(1)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是所有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。(2)逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在被某些RNA病毒寄生的細(xì)胞中。3如圖所示的過程，下列說法錯誤的是()A正常情況下，在動植物細(xì)胞中都不可能發(fā)生B過程的產(chǎn)物相同，催化的酶也相同C真核細(xì)胞中，進(jìn)行的場所有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體；進(jìn)行的場所為核糖體D

13、所需的原料分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸解析：圖中是逆轉(zhuǎn)錄過程，除需DNA聚合酶外，還需要特定的逆轉(zhuǎn)錄酶。答案：B3基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系(1)一般而言，一個基因只決定一種性狀。(2)生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關(guān)。(3)有些基因則會影響多種性狀，如決定豌豆開紅花的基因也決定結(jié)灰色的種子?！咎貏e提醒】(1)生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的。這里的“單基因”是指一對等位基因，并不是單個基因。(2)基因控制生物體的性狀，但性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。4下列關(guān)于基因與性狀關(guān)系的敘述，錯誤的是()A一對相對性狀可由多對基因控制B基因可通過控制

14、酶的合成進(jìn)而控制生物的性狀C隱性基因控制的性狀不一定得到表現(xiàn)D基因型相同，表現(xiàn)型就相同解析：基因與性狀的關(guān)系是基因型與環(huán)境條件共同決定生物性狀，因此基因型相同，環(huán)境不同時，表現(xiàn)型不一定相同。答案：D對中心法則相關(guān)知識模糊不清(1)高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有；但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。(2)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在少數(shù)RNA病毒中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補充和完善。(3)進(jìn)行堿基互補配對的過程上述五個都有；進(jìn)行互補配

15、對的場所有四個，即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。(4)需要解旋酶的過程：DNA復(fù)制(兩條鏈都作模板)。 結(jié)合圖表分析，下列有關(guān)說法正確的是抗菌藥物抗菌藥物抗菌機(jī)理抗菌機(jī)理青霉素青霉素抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成環(huán)丙沙星環(huán)丙沙星抑制細(xì)菌抑制細(xì)菌DNA解旋酶解旋酶(可促進(jìn)可促進(jìn)DNA螺旋化螺旋化)的活性的活性紅霉素紅霉素能與核糖體結(jié)合能與核糖體結(jié)合利福平利福平抑制抑制RNA聚合酶的活性聚合酶的活性A可發(fā)生在人體健康細(xì)胞中B青霉素和利福平能抑制DNA的復(fù)制C結(jié)核桿菌的和都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中D環(huán)丙沙星和紅霉素分別抑制細(xì)菌的和【錯因分析】本題易錯之處有三：一是混淆原核細(xì)胞與病毒遺傳信息在增殖過

16、程中的異同，誤選C；二是不能將表格中的抗菌機(jī)理與中心法則中的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯有機(jī)聯(lián)系起來，誤選B；三是不清楚不同生物遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑有所不同，誤選A。【正確解答】不同抗菌藥物的抗菌機(jī)理不同，青霉素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，紅霉素能抑制翻譯過程，中心法則中的和發(fā)生在以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過程中，人體的健康細(xì)胞中是不存在該過程的。答案：D1.1983年科學(xué)家證實，引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正確表示HIV感染人體過程的“遺傳信息流”示意圖是()解析：逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳信息傳遞方式為RNA逆轉(zhuǎn)錄傳遞至DNA，而沒有RNARNA的RNA復(fù)制

17、過程，故可排除A、B、C三項。答案：D基因表達(dá)過程盡管在基因表達(dá)中一般講DNA mRNA 氨基酸6 3 1，但由于mRNA中存在終止密碼子等原因，故在mRNA上堿基數(shù)應(yīng)大于蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)的3倍，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。2.某蛋白質(zhì)由兩條多肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為120，該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為12 276，則編碼該蛋白質(zhì)合成的基因中脫氧核苷酸至少為()A432個 B864個 C360個 D720個解析：運用數(shù)學(xué)中列方程解應(yīng)用題的方法，有助于問題的解決。假設(shè)氨基酸數(shù)為n，則該蛋白質(zhì)脫去的水分子數(shù)為(n2)，則列方程為120n18(n2)1

18、2 276，解得n120?？芍幋a該蛋白質(zhì)合成的基因中脫氧核苷酸數(shù)至少為1206720個(當(dāng)題目中有“至少”字眼的時候，一般不考慮終止密碼子)。答案：D 遺傳信息傳遞與表達(dá)的相關(guān)機(jī)理遺傳信息的傳遞與表達(dá)、基因?qū)π誀畹目刂剖沁z傳學(xué)的重要基礎(chǔ)知識，通過相關(guān)實驗，探究基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)合成過程的控制機(jī)理或基因?qū)π誀畹目刂七^程可有助于加強對轉(zhuǎn)錄、翻譯過程、基因與性狀、環(huán)境因子對性狀的影響等重點知識的理解與掌握，因此在復(fù)習(xí)中，可有意嘗試相關(guān)內(nèi)容的實驗設(shè)計與探究訓(xùn)練，特別要關(guān)注“高起點、低落點”的基礎(chǔ)性較強的實驗探究題型的訓(xùn)練?！镜湫屠}】 在克里克得出3個堿基可以排列成1個遺傳密碼的實驗結(jié)論后，科學(xué)家們開始探

19、索一個特定的遺傳密碼所對應(yīng)的特定的氨基酸究竟是哪一個。尼倫伯格和馬太采用蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)，在每一個試管中加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，結(jié)果在加入了苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈，如下圖請回答。(1)實驗中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是_。(2)細(xì)胞提取液為該實驗具體提供了_。(3)實驗中所用的細(xì)胞提取液需除去DNA和mRNA的目的是_。(4)要想知道更多氨基酸的密碼子，你如何改變上述實驗？(簡述)_。(5)本實驗所用的細(xì)胞提取液可以用大腸桿菌制備。請簡述制備方法：對大腸桿菌進(jìn)行振蕩裂解；_；_。經(jīng)上述操作，得到了除去DNA和mRNA的細(xì)胞提取液。(大腸桿菌中mRNA約在3060分鐘內(nèi)自行分解，因此操作中可不考慮)。解析：多聚尿嘧啶的作用相當(dāng)于mRNA，細(xì)胞提取液為轉(zhuǎn)錄提供了能量、酶、核糖體、tRNA。實驗中除去DNA和mRNA的目的是排除DNA、mRNA對體外合成蛋白質(zhì)的影響。答案：(1)作為模板mRNA直接控制蛋白質(zhì)(多肽)合成(2)能量、酶、核糖體、tRNA(缺項不對)(3)排除細(xì)胞中的DNA、mRNA對體外合成蛋白質(zhì)的影響(4)依次用不同種類的多聚核糖核苷酸替換上述實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸(5)離心、過濾，獲取勻漿用DNA酶處理勻漿，除去DNA