高三生物一轮复习基因的表达及调控公开课

研究发现，高度分化的心肌细胞不再增殖。ARC基因在心肌细胞中特异性表达形成凋亡抑制因子（蛋白质），抑制其凋亡以维持细胞正常数量。

当心肌细胞缺血、缺氧时，ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡，造成心力衰竭。ARC基因如何指导蛋白质合成的呢？减缓心力衰竭的药物有何研究方向呢？【科研成果】心衰

《基因的表达及调控》【高考动向】基因的表达年份山东高考其他省市高考试题分布考查频度202415题2024湖北T162024贵州T7高频20231题C2023湖南T122023河北T72023辽宁T182023全国T52023海南T1320222题B、D2022湖南T142022浙江T162022辽宁T1620212021河北T82021北京T21一遗传信息的转录请阅读教材64-65页及图4-4，梳理学案转录的相关内容【夯实基础】1.RNA适合作信使的原因？2.真核生物转录的场所在哪里？3.转录需要什么条件（模板、原料、能量、酶）？4.转录的过程中碱基互补配对方式是怎样的？5.转录过程中氢键的打开和磷酸二酯键的合成需要什么酶的参与？6.转录过程中子链延伸的方向是什么？RNA聚合酶沿着模板链的移动方向？7.转录的产物是什么？8.转录和复制的过程有何异同点？转录（以真核生物为例）场所条件模板原料能量酶碱基互补配对方式新链合成方向产物遗传信息的流动mRNA、tRNA、rRNA细胞核（主要）、线粒体、叶绿体四种游离的核糖核苷酸DNA的一条链ATPA-U、T-A、G-C、C-GRNA聚合酶（有解旋功能）5’→3’DNA→mRNA请根据教材64-65页，梳理学案转录的相关内容【夯实基础】项目复制转录场所条件模板原料能量酶碱基互补配对方式新链合成方向产物遗传信息的流动细胞核（主要）线粒体，叶绿体细胞核（主要）线粒体，叶绿体DNA的两条链DNA的一条链4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸ATPATP解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶（有解旋功能）2个DNAmRNA、tRNA、rRNAA-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C-G复制和转录的比较5’→3’5’→3’DNA→DNADNA→mRNA【夯实基础】小组活动1：请同学们小组讨论学案【突破一】的四个问题并回答--ATGCATGCAT……CATCCATAACCATC……CCTAAGGATAGCCAGCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GTAGGTATTGGTAG……GGATTCCTATCGGTTGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---基因ARC胰岛素基因基因H其他基因1链2链AUGCAU……CCAUAA转录mRNA1GGUCUAC……GUA转录mRNA2下图是心肌细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：【突破一】转录--ATGCATGCAT……CATCCATAACCATC……CCTAAGGATAGCCAGCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GTAGGTATTGGTAG……GGATTCCTATCGGTTGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---基因ARC胰岛素基因基因H其他基因1链2链AUGCAU……CCAUAA转录mRNA1编码链GGUCUAC……GUA转录mRNA2模板链编码链模板链【突破一】转录[mRNA携带从DNA编码链得到的遗传信息]1.标出ARC基因的模板链。分析mRNA与模板链、编码链之间的碱基序列关系？2.为提高转录效率，ARC基因的两条链是否都可以作为转录的模板链？请分析原因。3.标出H基因的模板链。分析一个DNA分子上不同基因的模板链是否相同？4.人的心肌细胞和胰岛B细胞中相同的DNA分子进行转录时，产生的mRNA是否相同？请分析原因。下图是心肌细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：--ATGCATGCAT……CATCCATAACCATC……CCTAAGGATAGCCAGCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GTAGGTATTGGTAG……GGATTCCTATCGGTTGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---基因ARC胰岛素基因基因H其他基因1链2链AUGCAU……CCAUAA转录mRNA1编码链GGUCUAC……GUA转录mRNA2模板链编码链模板链[mRNA携带从DNA编码链得到的遗传信息]1.转录以基因为单位。2.DNA分子上基因的两条链中只有一条链是转录的模板链，不同基因之间哪条链是模板链不是固定不变的。3.一个基因转录的模板链是固定不变的。4.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因不一定也在进行转录。基因的选择性表达【突破一】转录--ATGCATGCAT……CATCCATAACCATC……CCTAAGGATAGCCAGCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GTAGGTATTGGTAG……GGATTCCTATCGGTTGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---基因ARC基因H1链2链AUGCAU……CCAUAA转录mRNA1编码链GGUCUAC……GUA转录mRNA2模板链编码链模板链5’3’1.在基因ARC中，RNA聚合酶沿DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”）5’3’左右2.尝试标出mRNA2的3’和5’？在基因H中，RNA聚合酶沿着DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”）左右5’3’【突破一】转录5’3’子链延伸方向5’模板链3’（2023山东，25节选）科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。

已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的__________（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。【聚焦高考】

a链

mRNA5’3’3’

5’5’

3’5’3’

转录复制J基因ARC基因刚刚转录出的mRNA能直接用于翻译吗？

资料：科学家发现ARC基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的凋亡抑制因子仅由167个氨基酸组成。

①获取该基因的双链DNA片段及其转录形成的mRNA；②加热DNA双链使其成为单链，并与细胞质中提取的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；③染色、制片，电镜观察，可观察到右图中结果。小组活动2：同学们小组讨论学案【突破二】的3个问题并回答：1.据资料分析图中1、2分别是什么物质？2.分析图中现象出现的原因？3.推测真核生物的基因结构有什么特点呢？【突破二】转录后加工12DNAmRNA真核细胞和原核细胞基因结构的区别真核细胞基因结构编码区编码区非编码区非编码区启动子终止子RNA聚合酶识别结合位点，启动转录终止转录外显子内含子原核细胞基因结构非编码区非编码区基因ARC基因BRNA聚合酶RNA聚合酶【突破二】转录后加工真核细胞基因转录过程转录后加工外显子内含子

真核生物的一个基因中既含有编码氨基酸的外显子，又含有不编码氨基酸的内含子，而且外显子与内含子都被转录，这样形成的RNA称为前体mRNA。基因ARC转录前体mRNA成熟mRNA多肽链翻译【突破二】转录后加工二遗传信息的翻译请阅读教材66-68页及图4-7，梳理学案翻译的相关内容【夯实基础】1.几乎所有的生物体共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？2.单链RNA中是否会存在氢键？3.翻译的场所在哪里？4.翻译的条件（模板、原料、能量、酶）和工具分别是什么？5.翻译过程中出现的碱基互补配对方式是什么？发生在什么结构之间？翻译场所模板原料能量酶工具碱基互补配对方式产物遗传信息的流动核糖体多肽链A-U，U-A，C-G，G-CmRNA21种氨基酸ATPtRNA（识别密码子，转运氨基酸）多种酶mRNA→蛋白质请阅读教材66-68页及图4-7，梳理学案翻译的相关内容【夯实基础】1.核糖体沿着mRNA移动的方向？2.有几种RNA参与了翻译过程？各自作用？3.终止密码子处有无tRNA结合？3种(mRNA、tRNA、rRNA）5’→3’【夯实基础】携带遗传信息，作翻译的模板核糖体的组成成分识别密码子，转运氨基酸rRNAmRNAtRNA请思考并回答以下问题：无，仅仅是翻译终止信号（2024贵州，7）如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是（

）AUG（起始密码子）：甲硫氨酸

CAU、CAC：组氨酸

CCU：脯氨酸

AAG：赖氨酸

UCC：丝氨酸

UAA（终止密码子）A．①链是转录的模板链，其左侧是5'端，右侧是3'端B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同CAUGCAUCCUAAG

mRNA5’3’3’5’↑GC↑GC↑GC模板链密码子读取：核糖体读取mRNA时，从起始密码子开始，到终止密码子结束。翻译生成的多肽链往往需要加工修饰，才能形成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。密码子的简并性①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②提高翻译的速度。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？

请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别真核生物先转录后翻译原核生物边转录边翻译ARC基因凋亡抑制因子【夯实基础】心肌细胞通过什么方式短时间内快速合成大量的ARC蛋白（凋亡抑制因子）？①多聚核糖体的意义？②多聚核糖体是否提升了每条多肽链的合成速率？③由该图能不能得出核糖体移动的方向？④右图中4条多条肽链的氨基酸序列是否相同？少量mRNA分子可以迅速合成大量蛋白质从左往右相同不能【夯实基础】【突破三】基因表达的调控ARC基因mRNAARC蛋白（凋亡抑制因子）转录翻译缺氧、缺血心肌细胞凋亡心衰