高考生物復(fù)習(xí)第20講基因的表達(dá)

第20講基因表示第1頁(yè)考點(diǎn)整合第20講│考點(diǎn)整合基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成及對(duì)性狀控制細(xì)胞核

核糖核苷酸

mRNA核糖體

mRNA

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)

第2頁(yè)第20講│考點(diǎn)整合逆轉(zhuǎn)錄

酶合成

蛋白質(zhì)

環(huán)境

第3頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)探究?探究點(diǎn)一幾個(gè)概念比較

1．DNA和RNA異同第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究第4頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

核酸項(xiàng)目DNARNA基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U無機(jī)酸磷酸磷酸結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)產(chǎn)生路徑DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制分布主要位于細(xì)胞核中染色體上，極少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)中線粒體和葉綠體上主要位于細(xì)胞質(zhì)中，細(xì)胞核中也少許存在種類和功效儲(chǔ)存?zhèn)鬟f和表示遺傳信息①mRNA：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯模板；②tRNA：運(yùn)輸特定氨基酸；③rRNA：核糖體組成成份第5頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究[易錯(cuò)點(diǎn)]DNA與RNA判定方法(1)依據(jù)五碳糖種類來判定：若有核糖，一定為RNA；若有脫氧核糖，一定為DNA。(2)依據(jù)含氮堿基種類來判定：若含T，一定為DNA；若含U，一定為RNA。所以用放射性同位素標(biāo)識(shí)T或U，可探知DNA或RNA，若大量利用T，可認(rèn)為進(jìn)行DNA合成；若大量利用U，可認(rèn)為進(jìn)行RNA合成。(3)依據(jù)含氮堿基含量百分比來判定：若嘌呤≠嘧啶，必定不是雙鏈DNA(假如含有T則可能為單鏈DNA，不然可能為RNA)。2．遺傳信息、密碼子和反密碼子第6頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷酸排列次序mRNA中決定一個(gè)氨基酸三個(gè)相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配正確三個(gè)堿基位置在DNA上在mRNA上在tRNA上作用控制生物遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸序列識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸第7頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究第8頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

[說明]

(1)密碼子特點(diǎn)：一是通用性：在生物界中，從病毒到人類，密碼子基本上是通用，證實(shí)了生物彼此之間存在著親緣關(guān)系；二是簡(jiǎn)并性，因?yàn)槟軟Q定氨基酸密碼子種類(61種)多于氨基酸種類(20種)，所以每種氨基酸對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)密碼子，可由一個(gè)或幾個(gè)tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。(2)一個(gè)密碼子只能決定一個(gè)氨基酸，且一個(gè)tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一個(gè)氨基酸。第9頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究第10頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

C

[解析]核酸由C、H、O、N、P五種元素組成，其基本組成單位為核苷酸，組成DNA核苷酸由脫氧核糖、磷酸、堿基(A、T、C、G)組成，組成RNA核苷酸由核糖和磷酸及堿基(A、U、C、G)組成。前者稱脫氧核糖核苷酸，后者稱核糖核苷酸，所以B項(xiàng)中可組成兩種脫氧核苷酸和兩種核糖核苷酸。DNA分子是由雙鏈組成雙螺旋結(jié)構(gòu)，有利于遺傳信息穩(wěn)定遺傳。RNA單鏈不利于保持遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性，但少數(shù)病毒仍以RNA做為遺傳物質(zhì)。胸苷是合成DNA原料，所以在分裂細(xì)胞中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)才會(huì)用到。而任何活細(xì)胞在合成蛋白質(zhì)時(shí)總要用到由尿苷參加合成RNA，所以D項(xiàng)正確。第11頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

[點(diǎn)評(píng)]幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)DNA和RNA了解和應(yīng)用。本題主要考查DNA和RNA組成元素、核苷酸種類以及空間結(jié)構(gòu)等。下面變式題考查學(xué)生對(duì)密碼子和反密碼子了解。第12頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

(雙選)相關(guān)蛋白質(zhì)合成敘述，不正確是(

)A．終止密碼子不編碼氨基酸B．每種tRNA可轉(zhuǎn)運(yùn)各種氨基酸C．tRNA反密碼子攜帶了氨基酸序列遺傳信息D．核糖體可在mRNA上移動(dòng)變式題第13頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

BC

[解析]mRNA上64中密碼子除了三種終止密碼子不編碼氨基酸外，其余都能夠編碼蛋白質(zhì)，所以A項(xiàng)對(duì)；tRNA上反密碼子與mRNA上密碼子互補(bǔ)配對(duì)，每種tRNA只轉(zhuǎn)運(yùn)一個(gè)氨基酸，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；遺傳信息儲(chǔ)存在mRNA中，tRNA反密碼子不攜帶遺傳信息，所以C項(xiàng)錯(cuò)；核糖體可在mRNA上移動(dòng)，所以D項(xiàng)對(duì)。第14頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究?探究點(diǎn)二相關(guān)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯比較第15頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究場(chǎng)所主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體細(xì)胞質(zhì)中核糖體條件原料、模板、酶四種游離脫氧核苷酸四種游離核糖核苷酸20種氨基酸DNA兩條鏈DNA中一條鏈mRNADNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶各種合成酶能量ATP過程①在DNA解旋酶作用下，雙鏈螺旋解開，每條鏈提供準(zhǔn)確模板；②按堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)(A—T、C—G、T—A、G—C)合成與模板互補(bǔ)子鏈；③子鏈與對(duì)應(yīng)母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)形成兩個(gè)新DNA分子①DNA雙鏈解開，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；②按照A—U、G—C、T—A、C—G堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，形成mRNA；③合成mRNA從DNA模板鏈上脫離，然后DNA雙鏈重新形成雙螺旋①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mRNA作為模板；②按照A—U、G—C、U—A、C—G堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，與mRNA上每三個(gè)堿基配正確tRNA運(yùn)載著氨基酸進(jìn)入核糖體，以mRNA上遺傳密碼次序，把一定氨基酸放在對(duì)應(yīng)位置，合成有一定氨基酸序列蛋白質(zhì)第16頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究產(chǎn)物兩個(gè)一樣雙鏈DNA分子單鏈mRNA等蛋白質(zhì)(多肽鏈)模板去向分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核苷酸特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留一個(gè)mRNA分子上能夠相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多肽鏈合成意義復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代表示遺傳信息，使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀信息傳遞方向親代DNA→子代DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)第17頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究[說明](1)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在部位，如細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒等部位。(2)同一個(gè)體不一樣體細(xì)胞細(xì)胞核所含基因是相同，不過所表示基因不一樣，所以不一樣細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類不一樣。真核生物質(zhì)基因表示發(fā)生在線粒體和葉綠體；真核生物核基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生在核內(nèi)，翻譯則發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)核糖體上。第18頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

(3)一個(gè)mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條相同肽鏈。(4)從核糖體上脫離下來只是多肽鏈，多肽鏈還要在對(duì)應(yīng)細(xì)胞器(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體)內(nèi)加工，最終才形成含有一定空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，但不能認(rèn)為原核生物缺乏上述兩種細(xì)胞器就不能進(jìn)行對(duì)多肽加工(比如糖蛋白合成)。(5)真核生物因?yàn)楹四?，核膜將?xì)胞與細(xì)胞質(zhì)分隔開來，所以，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯則是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。可見，真核生物基因轉(zhuǎn)錄和翻譯含有時(shí)間和空間上分隔。而原核生物沒有核膜，原核生物基因轉(zhuǎn)錄和翻譯通常是在同一時(shí)同一地點(diǎn)進(jìn)行，即在轉(zhuǎn)錄未完成之前翻譯便開始進(jìn)行。第19頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究2．基因表示中相關(guān)數(shù)量計(jì)算m－nm－nnmm3m6m數(shù)目縮合失去水分子數(shù)蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)蛋白質(zhì)中肽鏈數(shù)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)運(yùn)氨基酸t(yī)RNA數(shù)mRNA上堿基數(shù)基因中能編碼蛋白質(zhì)序列堿基數(shù)比較內(nèi)容第20頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

[說明]計(jì)算中“最多”和“最少”分析(1)翻譯時(shí)，mRNA上終止密碼不決定氨基酸，所以準(zhǔn)確地說，mRNA上堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目標(biāo)3倍還要多一些，即mRNA上堿基數(shù)目最少是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目標(biāo)3倍。(2)在回答相關(guān)問題時(shí)，應(yīng)加上最多或最少等字。如：mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生此mRNA基因中最少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)中最多有n/3個(gè)氨基酸。(3)做題時(shí)應(yīng)看清是DNA上(或基因中)堿基對(duì)數(shù)還是個(gè)數(shù)，是mRNA上密碼子個(gè)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)。第21頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究(4)DNA(或基因)中堿基對(duì)數(shù)∶密碼子個(gè)數(shù)∶氨基酸個(gè)數(shù)＝3∶1∶1。(5)同一個(gè)體不一樣細(xì)胞表示基因不一樣，因而mRNA和蛋白質(zhì)類型不一樣。(6)可用于比較物種血緣關(guān)系大分子有DNA、mRNA、蛋白質(zhì)；沒有物種特異性及細(xì)胞特異性大分子是tRNA、rRNA。第22頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究例2相關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程敘述，錯(cuò)誤是(

)A．兩種過程都可在細(xì)胞核中發(fā)生B．兩種過程都有酶參加反應(yīng)C．兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料D．兩種過程都以DNA為模板第23頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

C

[解析]兩種過程都能夠在細(xì)胞核中發(fā)生；兩種過程都需要酶參加反應(yīng)；兩種過程都以DNA為模板；DNA復(fù)制以脫氧核苷酸為原料，而轉(zhuǎn)錄以核糖核苷酸為原料，所以C錯(cuò)。

[點(diǎn)評(píng)]本題屬于識(shí)記方面知識(shí)，要求學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程比較了解，而下面變式題從基因控制蛋白質(zhì)合成過程中各對(duì)應(yīng)關(guān)系以及氨基酸合成蛋白質(zhì)方式角度進(jìn)行檢測(cè)。第24頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究

由n個(gè)堿基組成基因，控制合成由1條多肽鏈組成蛋白質(zhì)，氨基酸平均分子量為a，則該蛋白質(zhì)分子量最大為(

)

A．na/6

B．na/3－18(n/3－1)C．na－18(n－1)D．na/6－18(n/6－1)變式題第25頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究D[解析]依據(jù)中心法則，蛋白質(zhì)合成過程：首先以DNA分子1條鏈為模板，轉(zhuǎn)錄形成mRNA，mRNA中3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，所以三者之間數(shù)量關(guān)系為：DNA分子中堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶氨基酸個(gè)數(shù)＝6∶3∶1。已知該基因中有n個(gè)堿基，則對(duì)應(yīng)氨基酸為n/6，氨基酸經(jīng)脫水縮合形成蛋白質(zhì)，形成蛋白質(zhì)過程中，脫去水分子數(shù)為氨基酸總數(shù)減去1，水相對(duì)分子質(zhì)量為18，形成該蛋白質(zhì)脫去水分子量為18(n/6－1)，又知氨基酸平均分子量為a，所以該蛋白質(zhì)分子量最大為na/6－18(n/6－1)。第26頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究?探究點(diǎn)三相關(guān)基因?qū)π誀羁刂频?7頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究(1)a表示DNA→DNA：以DNA為遺傳物質(zhì)生物自我復(fù)制過程，表示遺傳信息傳遞。(2)b表示DNA→RNA：主要發(fā)生在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄過程。(3)c表示RNA→蛋白質(zhì)：發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)核糖體上翻譯過程，b、c共同完成遺傳信息表示。(4)d表示RNA→DNA：SARS病毒、HIV病毒等少數(shù)RNA病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)逆轉(zhuǎn)錄過程。(5)e表示RNA→RNA：以RNA作為遺傳物質(zhì)生物(如RNA病毒)自我復(fù)制過程。[說明]①DNA分子復(fù)制表示了遺傳信息傳遞功效，發(fā)生在細(xì)胞增殖或者產(chǎn)生子代過程中，普通發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，不過高度分化細(xì)胞(不含有分裂能力細(xì)胞)就不再發(fā)生了。第28頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究②轉(zhuǎn)錄和翻譯共同表示了遺傳信息表示功效，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育過程中。不論細(xì)胞能否分裂，只要是活細(xì)胞均可能進(jìn)行(哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外)。③圖中d(RNA→DNA逆轉(zhuǎn)錄)和e(RNA→RNARNA自我復(fù)制)過程，當(dāng)病毒單獨(dú)存在時(shí)不能進(jìn)行，只有當(dāng)病毒寄生到寄主細(xì)胞中以后才發(fā)生。④逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化，逆轉(zhuǎn)錄酶在基因工程中是一個(gè)很主要酶，它能以已知mRNA為模板合成目標(biāo)基因。這是取得目標(biāo)基因主要伎倆。⑤中心法則5條信息傳遞路徑都遵照堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。第29頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究2．中心法則與基因表示關(guān)系第30頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究3．基因與生物性狀關(guān)系第31頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究(1)基因是控制生物性狀遺傳物質(zhì)功效和結(jié)構(gòu)單位。(2)基因是經(jīng)過控制蛋白質(zhì)合成來控制性狀。(3)基因控制性狀兩種方式①直接路徑：基因經(jīng)過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物體性狀?；蚩刂?結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)控制,細(xì)胞結(jié)構(gòu)控制,生物性狀比如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維病病因。第32頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究②間接路徑：基因經(jīng)過控制酶或激素來控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而控制生物體性狀?；蚩刂?酶或激素控制,細(xì)胞代謝控制,生物性狀比如白化病、豌豆粒型。[說明]

(1)生物有些性狀是受單對(duì)基因控制(如豌豆高莖和矮莖，由一對(duì)等位基因控制)，而有些性狀是由多對(duì)基因來決定(如人身高)。(2)生物性狀由基因決定，還受環(huán)境條件影響，是生物基因和環(huán)境共同作用結(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。第33頁(yè)第20講│關(guān)鍵點(diǎn)探究基因改變不但僅引發(fā)生物體單一性狀改變，基因與生物性狀并非簡(jiǎn)單一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，還存在“多因一效”、“一因多效”類型，如基因改變不但能影響豌豆形狀，還能影響豌豆口味；而且基因表示有時(shí)還會(huì)受基因表示產(chǎn)物反饋調(diào)整。(3)基因表示與個(gè)體發(fā)育之間關(guān)系個(gè)體發(fā)育過程中產(chǎn)生眾多細(xì)胞均來自同一受精卵有絲分裂，因而含有相同遺傳物質(zhì)或基因，但生物體不一樣部位細(xì)胞表現(xiàn)出性狀不一樣，而且不一樣