高考生物一轮复习 第六单元 遗传的分子基础 专题18 基因的表达课件（必修2）.ppt

2017高三一轮总复习 生物 必修2遗传与进化 第六单元遗传的分子基础 专题18基因的表达 栏目导航 基础自主复习 考点分类透析 易错易混警示 课时强化作业 热点题型讲练 基础自主复习 一 遗传信息的转录1 rna的结构与分类 1 基本单位 a代表 b代表 c代表碱基 2 结构 一般是 比dna短 有的存在局部碱基配对现象 从而具有局部双链和局部环状结构 3 分布 在 内合成 通过 进入细胞质 核糖核苷酸 磷酸 核糖 a u g c 单链 细胞核 核孔 4 分类a mrna 即 可将遗传信息从 传递到细胞质中 b trna 即转运rna 可转运氨基酸到核糖体上 带有 可识别 并与其互补配对 c rrna 即核糖体rna 是 的组成成分 信使rna 细胞核内 反密码子 密码子 核糖体 2 转录 1 概念 在 中 以 的一条链为模板合成 的过程 2 过程 细胞核 dna rna 氨基酸 mrna 一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 20种游离的氨基酸 蛋白质 核糖体 终止密码子 mrna 一个密码子 mrna 64 61 3 trna mrna 密码子 反密码子 trna 61种 克里克 2 基因 蛋白质与性状的关系 代谢 蛋白质 基因 环境条件 细胞质基因 叶绿体基因 考点分类透析 一 dna复制 转录 翻译的比较1 三者的区别 2 三者的联系 二 遗传信息 密码子和反密码子的比较1 三者的区别 2 三者的联系 1 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 通过转录 使遗传信息传递到mrna的核糖核苷酸的排列顺序上 2 mrna的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 反密码子则起到翻译的作用 3 对应关系 名师提醒 1 一个核糖体与mrna的结合部位形成2个trna结合位点 2 翻译起点 起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸 翻译终点 识别到终止密码子 不决定氨基酸 翻译停止 3 翻译进程 核糖体沿着mrna移动 读取下一个密码子 而mrna不移动 4 转录的产物有三种rna 但只有mrna携带遗传信息 并且三种rna都参与翻译过程 只是分工不同 5 密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性 6 解答蛋白质合成的相关计算时 应看清是dna上 或基因中 的碱基对数还是个数 是mrna上密码子的个数还是碱基的个数 是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类 7 原核生物的转录 翻译都是在细胞质中进行 边转录边翻译 真核生物的转录在细胞核 翻译在细胞质中 先转录后翻译 8 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数目的6倍多 6 3 1的计算方法应注意前提条件 1 中心法则的理解与分析图解表示出遗传信息传递有5个过程 1 以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 名师提醒 1 逆转录需要逆转录酶 该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因 2 中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则 3 中心法则与基因表达的关系 对遗传信息的传递功能 它是通过dna复制完成的 发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中 对遗传信息的表达功能 它是通过转录和翻译完成的 发生在个体发育过程中 2 基因与性状的关系 1 基因控制性状的方式 基因对性状的控制是通过控制蛋白质分子的合成实现的 基因控制性状需经过一系列步骤 有如下两种方式 2 基因 染色体 蛋白质 性状的关系图解 基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位 基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的 生物性状的制约因素a 一般而言 一对基因只决定一种性状 如人类白化病 豌豆圆粒 皱粒等 b 有时生物体的一个性状受多个基因的影响 如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关 c 有些基因则会影响多种性状 如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子 环境因素会影响生物性状 如人类身高不完全取决于基因 可受后天营养及锻炼状况影响 结论 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境之间复杂的相互作用形成了一个错综复杂的网络 精细地调控着生物的性状 基因与性状并不都是简单的线性关系 本专题是高考中常考的内容之一 对这一知识的考查主要体现在以下几个方面 一是转录和翻译过程中的相关变化 二是二者之间的联系和区别 三是dna 或基因 mrna trna之间的关系 四是基因结构与蛋白质结构或基因与性状之间的关系 预计明年高考可能以图像或表格等为信息载体 注重对中心法则中相关的5个生理过程的考查 也可能与细胞分裂 基因突变等知识相结合进行综合考查 试题有一定难度 选择题与非选择题都有可能 热点题型讲练 2015年海南卷 下列过程中 由逆转录酶催化的是 a dna rnab rna dnac 蛋白质 蛋白质d rna 蛋白质 解析 本题考查中心法则的相关知识 属于识记理解层次的考查 难度较小 dna rna是转录过程 需要rna聚合酶的参与 rna dna是逆转录过程 需要逆转录酶的参与 中心法则中没有蛋白质 蛋白质的过程 rna 蛋白质是翻译过程 答案 b 例1 2015年上海卷 大多数生物的翻译起始密码子为aug或gug 在如图所示的某mrna部分序列中 若下划线 0 表示的是一个决定谷氨酸的密码子 则该mrna的起始密码子可能是 a 1b 2c 3d 4 例2 解析 本题考查翻译的相关知识 主要考查考生的理解分析能力 难度中等 密码子是mrna上三个相邻的碱基 具有不重叠性 起始密码子位于翻译的首端 再由谷氨酸的密码子向前以一个密码子为单位逐个阅读 则起始密码子可能是2 答案 b 2015年重庆卷 结合下图分析 下列叙述错误的是 a 生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中b 核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质c 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础d 编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 例3 解析 本题考查中心法则等相关知识 意在考查考生的分析理解能力 难度中等 生物的遗传物质为dna或rna 所以生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中 a选项正确 密码子具有简并性 核苷酸序列不同的基因可控制合成相同的蛋白质 b选项正确 蛋白质是遗传物质表达的产物 是生命活动的主要承担者 c选项正确 编码蛋白质的基因的两条单链互补 其碱基排列顺序不同 即遗传信息不同 d选项错误 答案 d 2015年全国新课标 卷 端粒酶由rna和蛋白质组成 该酶能结合到端粒上 以自身的rna为模板合成端粒dna的一条链 下列叙述正确的是 a 大肠杆菌拟核的dna中含有端粒b 端粒酶中的蛋白质为rna聚合酶c 正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒dnad 正常体细胞的端粒dna随细胞分裂次数增加而变长 例4 解析 本题以端粒学说为话题 主要考查考生对知识的理解能力 获取信息的能力及逻辑分析能力 难度中等 每条染色体的两端都有一段特殊序列的dna 称为端粒 大肠杆菌是原核生物 原核生物中没有染色体 不含端粒 a选项错误 从题干信息可知 端粒酶是以自身rna为模板催化合成端粒dna 说明端粒酶中的蛋白质为逆转录酶 而非rna聚合酶 b选项错误 正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒dna c选项正确 端粒dna序列在每次细胞分裂后会缩短一截 所以正常体细胞的端粒dna随细胞分裂次数增加而变短 d选项错误 答案 c 2015年江苏卷 如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图 下列叙述正确的是 a 图中结构含有核糖体rnab 甲硫氨酸处于图中 的位置c 密码子位于trna的环状结构上d mrna上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类 例5 解析 本题考查遗传信息的翻译过程等相关知识 意在考查考生的识图能力和信息提取与分析能力 试题有一定的难度 图示中含有核糖体 trna和mrna 其中核糖体中含有核糖体rna即rrna a选项正确 甲硫氨酸是起始氨基酸 应位于图中 的左侧 b选项错误 密码子位于mrna trna上有反密码子 c选项错误 由于密码子具有简并性 故mrna上碱基改变 肽链中氨基酸的种类不一定改变 d选项错误 答案 a 2015年安徽卷 q 噬菌体的遗传物质 q rna 是一条单链rna 当噬菌体侵染大肠杆菌后 q rna立即作为模板翻译出成熟蛋白 外壳蛋白和rna复制酶 如图所示 然后利用该复制酶复制q rna 下列叙述正确的是 例6 a q rna的复制需经历一个逆转录过程b q rna的复制需经历形成双链rna的过程c 一条q rna模板只能翻译出一条肽链d q rna复制后 复制酶基因才能进行表达 解析 本题考查遗传信息的传递 难度较大 从题干信息可知 q rna进入大肠杆菌后 即可作为模板翻译出成熟蛋白 外壳蛋白和rna复制酶 再利用rna复制酶进行复制 说明q rna的复制不经过逆转录过程 a选项错误 q rna在rna复制酶的作用下复制时 会有双链rna的形成过程 b选项正确 一条q rna模板能翻译出成熟蛋白 外壳蛋白和rna复制酶 可见一条q rna模板至少能翻译出三条肽链 c选项错误 q rna的复制需要rna复制酶 而该酶是以q rna为模板翻译的产物 即复制酶基因表达后 q rna才能进行复制 d选项错误 答案 b 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 6 3 1 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 名师提醒 1 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 所以基因中碱基数是蛋白质中氨基酸数目的6倍多 2 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 3 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 1 2015年海南卷 关于密码子和反密码子的叙述 正确的是 a 密码子位于mrna上 反密码子位于trna上b 密码子位于trna上 反密码子位于mrna上c 密码子位于rrna上 反密码子位于trna上d 密码子位于rrna上 反密码子位于mrna上解析 本题考查密码子和反密码子等相关知识 难度较小 密码子是mrna上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子位于trna上 可与密码子互补 答案 a 2 2015年四川卷 m基因编码含63个氨基酸的肽链 该基因发生插入突变 使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 a m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 解析 本题考查基因复制 转录 翻译的相关知识 难度中等 分析题意可知 m基因突变后 参与基因复制的嘌呤核苷酸比例并没有增加 还为1 2 a选项错误 m基因转录时 核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 b选项错误 增加的三碱基序列aag 如果插入点在某两个密码子之间 则增加一个氨基酸 如果插入点在某个密码子内部 则最多有两个氨基酸不同 c选项正确 决定氨基酸的密码子只有61种 所以翻译过程参与的trna最多有61种而不是64种 d选项错误 误区警示 m基因发生插入突变 使mrna增加了一个三碱基序列aag 则突变基因增加了6个碱基 aag ttc 因此m基因突变后 参与基因复制的嘌呤核苷酸比例并未改变 该题容易错选为a 答案 c 3 2016届河北衡中高三模拟 下列各细胞结构中都可以发生碱基互补配对原则的是 细胞核 线粒体 叶绿体 中心粒 高尔基体 核糖体a b c d 解析 本题考查碱基互补配对原则的相关知识 主要考查考生对所学基础知识的理解能力和掌握程度 dna的复制 转录和翻译过程中都会发生碱基互补配对 dna复制和转录的场所主要是细胞核 还有线粒体和叶绿体中也会发生 翻译的场所是核糖体 故a正确 答案 a 4 2016届苏北四市联考 如果如图为生物体内转运氨基酸m的转运rna 对此叙述正确的是 a 该转运rna还能识别并转运其他氨基酸b 氨基酸m只能由该转运rna转运c 氨基酸m的密码子是uuad 转运rna是由许多个核糖核苷酸构成的 解析 本题考查翻译及rna的相关知识 属于理解应用层次的考查 转运rna是由许多个核糖核苷酸脱水缩合而成的 其中有三个游离的碱基 反密码子 能与信使rna上的密码子发生碱基互补配对 一种转运rna只能转运一种氨基酸 而一种氨基酸可以由多种转运rna转运 答案 d 5 2016届北京海淀区模拟 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 结合中心法则 下图 下列相关叙述不正确的是 a 子代病毒蛋白质外壳的合成至少要经过 过程b 进行 过程的原料来自于宿主细胞c 通过 形成的dna可以整合到宿主细胞的染色体dna上d 过程分别在宿主细胞核内和病毒的核糖体上进行 解析 本题考查病毒的结构及中心法则的相关知识 难度中等 根据 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 可以确定 合成蛋白质的模板是dna经过 转录形成的mrna 而dna是经过 逆转录形成的 然后mrna经过 翻译产生子代病毒蛋白质外壳 hiv逆转录形成的dna整合到宿主细胞的染色体dna上 可以随染色体的复制而复制 病毒营寄生生活 过程分别在宿主细胞核内和宿主细胞的核糖体上进行 答案 d 6 2016届吉林长春检测 下图表示遗传信息的复制和表达等过程 相关叙述中错误的是 a 可用光学显微镜检测 过程中是否发生碱基对的改变b 过程需要模板 原料 酶和能量等基本条件c 图中 过程均发生了碱基互补配对d 镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状解析 图中 所示的过程分别为dna复制 转录与翻译 dna复制过程发生的碱基对的改变为基因突变 显微镜观察检测不到基因突变 a错误 答案 a 7 图 分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程 请回答下列问题 1 细胞中过程 发生的主要场所是 2 已知过程 的 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54 链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29 19 则与 链对应的dna区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 3 由于基因中一个碱基对发生替换 而导致过程 合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸 密码子有auu auc aua 变成苏氨酸 密码子有acu acc aca acg 则该基因的这个碱基对替换情况是 4 在人体内成熟红细胞 浆细胞 记忆细胞 效应t细胞中 能发生过程 而不能发生过程 的细胞是 5 人体不同组织细胞的相同dna进行过程 时启用的起始点 填 都相同 都不同 或 不完全相同 其原因是 解析 本题主要考查dna分子的复制 转录和翻译的相关知识 意在考查考生的理解能力和识图能力 1 细胞中过程 是以dna的一条链为模板合成rna的转录过程 转录的主要场所是细胞核 2 链中g u 54 g 29 则u 25 故其模板链对应区段中c 29 a 25 又其模板链对应区段中g 19 则t 1 54 19 27 故另一条链对应区段中 a 27 则整个dna区段中a 27 25 2 26 3 根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知 异亮氨酸变为苏氨酸很可能是t a替换为c g造成的 4 能够增殖的细胞可以发生dna复制 不能增殖的细胞不能够进行dna复制 因此浆细胞和效应t细胞不能发生dna复制 但能够发生基因的表达 5 由于不同组织细胞中基因进行选择性表达 故dna进行转录过程启用的起始点不完全相同 答案 1 细胞核 2 26 3 t a替换为c g a t替换为g c 4 浆细胞和效应t细胞 5 不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达 易错易混警示 易错点1不能正确区分遗传信息 密码子和反密码子 不能正确辨析氨基酸与密码子 反密码子的数量关系 对中心法则相关知识模糊不清 点拨 1 遗传信息 密码子 遗传密码 反密码子的区分 2 辨析氨基酸与密码子 反密码子的数量关系 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种决定氨基酸的密码子 反密码子理论上有61种 易错点2混淆六类酶 解旋酶 dna聚合酶 限制酶 dna连接酶 rna聚合酶 逆转录酶 点拨 1 解旋酶 是dna分子复制时使氢键断裂 2 限制酶 是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂 3 dna聚合酶 是dna分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链 连接部位是磷酸二酯键 4 dna连接酶 是将两个dna分子片段的末端 缝合 起来形成磷酸二酯键 5 rna聚合酶 是rna复制或dna转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成rna链 6 逆转录酶 是某些rna病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成dna的一种酶 易错点3错误地将下图中的多条肽链看作氨基酸序列不同 点拨 翻译过程中 可发生同一mrna的分子上同时结合多个核糖体的状况 由于不同核糖体均沿同一mrna分子移动 密码子阅读顺序相同 故所产生的多肽链氨基酸序列应相同 除色氨酸和甲硫氨酸只有1种密码子外 其他18种氨基酸均由多种密码子编码 即密码子的简并性 如亮氨酸的密码子就有6种 下列相关叙述中 错误的是 a 从理论上分析 亮氨酸被利用的机会多于色氨酸b 密码子的简并性增加了基因突变的容错性 有利于生物的生存c 同一种密码子 如cua 在动植物细胞中可以决定不同的氨基酸d 决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时 其决定的氨基酸可能还是亮氨酸 纠错演练1 解析 所有生物共用一套遗传密码子 因此同一种密码子在不同生物中决定的是同一种氨基酸 密码子的简并性可以减少有害突变 有利于生物的生存和物种的稳定 由于亮氨酸含有多种密码子 当基因中碱基被替换时 有可能仍然决定同一种氨基酸 答案 c 结合图表分析 下列有关说法正确的是 纠错演练2 a 可发生在人体健康细胞中b 青霉素和利福平能抑制dna的复制c 结核杆菌的 和 都发生在细胞质中d 环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的 和 解析 不同抗菌药物的抗菌机理不同 中心法则中的 和 发生在以rna为遗传物质的病毒在宿主细胞内的增殖过程中 人体的健康细胞中是不存在该过程的 a选项错误 青霉素能抑制细菌细胞壁的合成 利福平能抑制rna聚合酶的活性 影响转录过程 b选项错误 为逆转录过程 结核杆菌细胞中不会发生此过程 c选项错误 环丙沙星可抑制dna分子复制 红霉素能与核糖体结合 可抑制 过程 d选项正确 答案 d 错因分析 本题易错之处有三 一是混淆原核细胞与病毒遗传信息在增殖过程中的异同 误选c 二是不能将表格中的抗菌机理与中心法则中的dna复制 转录和翻译有机联系起来 误选b 三是不清楚不同生物遗传信息传递与表达的途径有所不同 误选a 纠错笔记 1 高等动植物只有dna复制 转录 翻译三条途径 但具体到不同细胞情况不尽相同 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有 但叶肉细胞等高度分化的细胞无dna复制途径 只有转录和翻译两条途径 哺乳动物成熟的红细胞无遗传信息传递 2 rna复制和逆转录只发生在rna病毒中 是后来发现的 是对中心法则的补充和完善 3 进行碱基互补配对的过程 上述五个都有 进行互补配对的场所有四个 即细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 4 需要解旋酶的过程 dna复制 两条链都作模板 和转录 dna一条链作模板 判断正误 1 dna rna复制 转录 逆转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则 2 rna分子可作为dna合成的模板 dna是蛋白质合成的直接模板 3 细胞中有多种trna 一种trna只能转运一种氨基酸 一种氨基酸只有一种trna 4 dna病毒中没有rna 其遗传信息的传递不遵循中心法则 5 转录时dna解旋只解开dna上表达基因的相应区段 区别于dna复制时从头解到尾 6 mrna上的密码子与trna上的反密码子具有一一对应关系 7 转录时rna聚合酶能识别dna中特定碱基序列 8 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 9 转录的产物只有mrna 10 翻译时mrna在核糖体上移动翻译出蛋白质 11 解旋酶 dna聚合酶 dna连接酶 限制性核酸内切酶都能作用于dna分子 它们的作用部位都是相同的 12 一条dna与rna的杂交分子 其dna单链含a t g c4种碱基 则该杂交分子中共含有核苷酸8种 碱基5种 在非人为控制条件下 该杂交分子一定是在转录的过程中形成的 13 翻译时mrna上的密码子与合成的肽链上的氨基酸序列存在一一对应关系 终止密码子除外 14