2021版高考生物一轮复习第7单元遗传的分子基础第3讲基因的表达课件苏教版必修2 38页

第 3 讲　基因的表达 - 3 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 从基因到蛋白质 1 . RNA 的结构和种类 (1)DNA 与 RNA 的区别 T( 胸腺嘧啶 ) 双 链 U( 尿嘧啶 ) (2)RNA 的种类及 功能 氨基酸 核糖体 - 4 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 细胞核 DNA 的一条 链 核糖 核苷酸 碱基互补 配对 2 . 遗传信息的 转录 转录 的概念及过程 - 5 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 RNA 聚合酶 一条 链 核糖 核苷酸 RNA 聚合酶 RNA DNA 链 - 6 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 3 . 遗传信息的 翻译 (1) 密码子 和反密码子 ① 密码子 : 　　　　　　　 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基 , 共 64 种 , 其中决定氨基酸的密码子有 　　　　 种。   ② 反密码子 : 位于 　　　　　 上的与 mRNA 上的密码子互补配对的 3 个碱基 。 (2) 概念   mRNA 61 tRNA mRNA 氨基酸 氨基酸顺序 - 7 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (3) 过程 mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密码 脱离 - 8 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (4) 翻译过程中 ,mRNA 与核糖体数量的关系 遗传信息的翻译过程中 , 通常一个 mRNA 结合多个核糖体的意义是少量的 mRNA 分子可以迅速合成大量的蛋白质 , 提高了蛋白质的合成效率。 - 9 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (4) 真核生物的核基因必须在 mRNA 形成之后才能翻译蛋白质的合理解释是真核生物的 mRNA 必须通过核孔后才能翻译。 ( 　　 ) (5) 某基因翻译时所需 tRNA 与氨基酸种类数不一定相等。 ( 　　 ) (6) 细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板 , 提高转录效率。 ( 　　 ) (7)DNA—RNA 杂交区域中 A 应与 T 配对。 ( 　　 ) √ √ × 提示 : 转录过程是以 DNA 的一条链为模板合成 RNA 的过程。 × 提示 : DNA—RNA 杂交区域中 ,A 还可与 U 配对。 正误 判断 ( 1) 细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与。 ( 　　 ) (2)tRNA 分子中含有一定数量的氢键。 ( 　　 ) (3) 细胞中有多种 tRNA, 一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。 ( 　　 ) √ √ √ - 10 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (8) 线粒体中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成。 ( 　　 ) (9)DNA 聚合酶是在细胞核内合成的。 ( 　　 ) √ × 提示 : DNA 聚合酶是一种蛋白质 , 在 细胞质 中 的 核糖体上合成。 (10) 同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白 , 组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同 , 但排列顺序不同 , 其原因是同一种密码子所决定的氨基酸不同。 ( 　　 ) (11) 原核生物的 mRNA 转录的同时就与核糖体结合。 ( 　　 ) (12) 真核细胞内 , 转录的同时 , 核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译。 ( 　　 ) × 提示 : 同一密码子决定的氨基酸应相同 。 √ × 提示 : 真核细胞内的转录和翻译是在不同时间和空间进行的。 - 11 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (13) 少数 RNA 具有生物催化作用。 ( 　　 ) (14) 真核生物的 tRNA 呈三叶草结构。 ( 　　 ) (15) 密码子的种类为 64 种 , 决定氨基酸的共 61 种 , 终止密码子有 3 种。 ( 　　 ) √ √ √ - 12 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 遗传信息的传递与表达 (1)DNA 复制、转录、翻译的比较 - 13 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (2) 联系 - 14 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 易 错警示 ( 1) 翻译时 , 碱基配对的双方是 mRNA 上密码子和 tRNA 上反密码子 , 故 A—U 、 U—A 配对 , 不能出现 T 。 (2) 一个核糖体与 mRNA 的结合部位形成 2 个 tRNA 结合位点。 (3) 翻译起点 : 起始密码子决定的是甲硫氨酸。 翻译终点 : 识别到终止密码子 ( 不决定氨基酸 ) 翻译停止。 (4) 翻译进程 : 核糖体沿着 mRNA 移动 , 读取下一个密码子 , 但 mRNA 不移动。翻译的方向就是核糖体移动的方向。 - 15 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 1 转录 过程 1 .(2017 全国 Ⅲ 理综 ) 下列关于真核细胞中转录的叙述 , 错误的是 ( 　　 ) A.tRNA 、 rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来 B. 同一细胞中两种 RNA 的合成有可能同时发生 C. 细胞中的 RNA 合成过程不会在细胞核外发生 D. 转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补 答案 解析 解析 关闭 tRNA 、 rRNA 和 mRNA 都是通过不同 DNA 片段的转录产生的 ,A 项正确。真核细胞中 , 不同 RNA 的模板是不同的 DNA 片段 , 同一细胞中不同的 DNA 可以同时转录 , 同时合成不同的 RNA,B 项正确。真核细胞中 DNA 主要分布在细胞核中 , 还有少量 DNA 分布在线粒体和叶绿体中 , 细胞核、线粒体和叶绿体中的 DNA 都可以进行转录 , 从而合成 RNA, 故 C 项错误。转录过程中 , 遵循碱基互补配对原则 , 因此转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 16 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 .(2019 广东茂名化州二模 ) 真核细胞内 RNA 的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述中 , 错误的是 ( 　　 ) A. 该过程不会发生在细胞质中 B. 该过程两个 RNA 聚合酶反向移动 C. 该 DNA 片段至少含有 2 个基因 D. 该 DNA 片段的两条链均可作为模板链 答案 解析 解析 关闭 图示为转录过程 , 主要发生在细胞核中 , 此外还会发生在线粒体和叶绿体中 ,A 项错误 ; 由图可知 , 该过程两个 RNA 聚合酶反向移动 ,B 项正确 ; 基因是有遗传效应的 DNA 片段 , 图中有两处正在进行转录过程 , 说明该 DNA 片段中至少含有 2 个基因 ,C 项正确 ; 由图可知 , 该 DNA 片段的两条链均可作为模板链 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 17 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 2 　 翻译过程 3 . 〔 2019 湖北七市 ( 州 ) 协作体 3 月联考〕 右图是蛋白质合成示意图 , 下列相关描述错误的是 ( 　　 ) A. 图中核糖体移动方向是从右向左 , 终止密码子位于 a 端 B. 通常决定氨基酸 ① 的密码子又叫起始密码子 C. 该过程中碱基互补配对的方式是 A—U 、 C—G D. 图中所示蛋白质合成过程涉及 3 种 RNA 答案 解析 解析 关闭 图中核糖体移动方向是从左向右 , 则终止密码应该位于 b 端 ,A 项错误 ; 据图分析 , 氨基酸①位于肽链的第一位 , 因此决氨基酸①的密码子应该是起始密码子 ,B 项正确 ; 翻译过程中 ,mRNA 上的密码子与 tRNA 上的反密码子配对 , 遵循的碱基互补配对原则有 A 与 U 互配、 C 与 G 互配 ,C 项正确 ; 翻译过程中涉及三种 RNA, 分别是 mRNA 、 tRNA 和 rRNA,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 18 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 4 .Q β 噬菌体的遗传物质 (Q β RNA) 是一条单链 RNA 。当噬菌体侵染大肠杆菌后 ,Q β 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 β RNA 。下列叙述正确的是 ( 　　 )   A.Q β RNA 的复制需经历一个逆转录过程 B.Q β RNA 的复制需经历形成双链 RNA 的过程 C. 一条 Q β RNA 模板只能翻译出一条肽链 D.Q β RNA 复制后 , 复制酶基因才能进行表达 答案 解析 解析 关闭 Q β 噬菌体含有的 RNA, 是正链 RNA, 它可以充当 mRNA, 直接进行翻译 , 合成出蛋白质。其复制过程是先合成负链 RNA, 再以负链 RNA 为模板合成正链 RNA 。由图可知 , 一条 Q β RNA 模板可以合成三种蛋白质。由图可知 ,Q β RNA 可以直接翻译合成 RNA 复制酶 , 说明复制酶基因在 Q β RNA 复制前已经表达成功。 答案 解析 关闭 B - 19 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 基因对性状的控制及人类基因组计划 1 . 中心法则的提出及发展 (1) 完善中心法则内容 ( 用简式表示 )   ① DNA 的复制 ; ② 　　　　 ; ③ 翻译 ; ④ 　　　　　　　　　 ; ⑤ 　　　　　　　 。   (2)RNA 的自我复制和逆转录只发生在 　　　　　 病毒在宿主细胞内的增殖过程中 , 且逆转录过程必须有 　　　　　　　 的参与。高等动植物体内只能发生 DNA 的复制、转录和翻译。   转录 RNA 的 复制 逆转 录 RNA 逆转录酶 - 20 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 . 基因、蛋白质与性状的关系 (1) 基因对性状的控制 ( 连一连 ) 易 错警示 植物激素 等非蛋白质类物质体现生物性状都属于间接控制途径。 答案 ① —b, ② —a, ③ —b, ④ —a, ⑤ — b - 21 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (2) 基因与性状的关系 ① 基因对性状的间接控制 , 基因通过控制 　　　　　　　　 来控制代谢过程 , 进而控制生物体的性状。   ② 基因对性状的直接控制 , 基因通过控制 　　　　　　　　　 直接控制生物体的性状。   ③ 生物体 的一种性状 , 有时由一个基因决定 , 有时受多个基因的影响 ; 单个基因也会影响同一生物体的多种性状。 酶的 合成 蛋白质的 结构 3 . 人类基因组计划 (1) 在遗传学上 , 一个生物体的基因组是指包含在该生物的 DNA( 部分病毒是 RNA) 中的全部 　　　　　　　　 。人类基因组的 DNA 序列主要分布在细胞核中 　　　 条常染色体 和 　　　　 两条性染色体上。   (2)1999 年 , 中国参加 “ 人类基因组计划 ”, 承担 其中 　　　　　 的测序任务。 2003 年 4 月 14 日 , 美、日、德、法、英、中 6 国科学家宣布人类基因组计划取得阶段性成果。   - 22 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 遗传信息 22 X 、 Y 1 % - 23 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 (1) 真核细胞通过转录合成 RNA, 原核细胞和某些病毒通过逆转录合成 DNA 。 ( 　　 ) (2) 一个性状可以由多个基因控制。 ( 　　 ) × 提示 : 原核细胞也是通过转录合成 RNA 的 。 √ 正误 判断 - 24 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 - 25 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 - 26 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 易 错警示 ( 1)DNA 的复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。 (2)RNA→DNA 的逆转录和 RNA→RNA 的 RNA 复制 过程 , 在病毒单独存在时不能进行 , 只有当病毒寄生到宿主细胞中以后才发生。 (3) 逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶 , 它能以已知的 mRNA 为模板合成目的基因。这是获得目的基因的重要手段。 (4) 中心法则的 5 个过程都遵循碱基互补配对原则。 - 27 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 1 中心法则 过程分析 1 . 中心法则 反映了遗传信息在细胞内的生物大分子间转移的一般规律 , 以下说法正确的是 ( 　　 ) A . ③ 过程只发生在含有逆转录酶的病毒中 B. ① 过程中模板链和子链的 (A+T)/(G+C) 互为倒数 C. 各种 RNA 分子都可以作为翻译的模板 D. 图中遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则 答案 解析 解析 关闭 ③过程为逆转录 , 需要逆转录酶参与 , 病毒无独立生存能力 , 该过程发生在宿主细胞中 ,A 项错误。①过程为 DNA 复制 , 模板链和子链的 (A+T)/(G+C) 相等 ,B 项错误。 RNA 包括 tRNA 、 mRNA 、 rRNA, 只有 mRNA 能作为翻译的模板 ,C 项错误。 答案 解析 关闭 D - 28 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 2 .(2019 湖北咸宁联考 ) 下图是中心法则及其发展的内容 , 下列相关叙述错误的是 ( 　　 ) A. 生物的遗传信息储存在 DNA 的脱氧核苷酸序列中 B.a 、 e 过程所需的原料相同 ,b 、 c 所需的原料也相同 C. 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D.b 过程需要 RNA 聚合酶催化 , 而 e 过程需要逆转录酶催化 答案 解析 解析 关闭 据图可知 , 生物的遗传信息除了储存在 DNA 的脱氧核苷酸序列中 , 还可以储存在 RNA 的核糖核苷酸序列中 ,A 项错误 ;a 、 e 过程分别是 DNA 复制和 RNA 逆转录 , 都是合成 DNA, 所需的原料是脱氧核苷酸 ,b 、 c 过程分别是 DNA 转录和 RNA 复制 , 都是合成 RNA, 所需的原料是核糖核苷酸 ,B 项正确 ; 因蛋白质是生命活动的体现者和承担着 , 表现型是通过形态、结构和生理特征体现的 , 这些都需要蛋白质作为基础 ,C 项正确 ;b 过程是 DNA 转录 , 合成 RNA, 需要 RNA 聚合酶催化 , 而 e 过程是 RNA 逆转录 , 形成 DNA, 需要逆转录酶催化 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 29 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 考向 2 　 基因对性状的控制 3 .(2019 湖南师大附中月考 ) 下图是中心法则中部分遗传信息的流动方向示意图 , 有关说法正确的是 ( 　　 ) A. 图甲过程 ①③⑤ 一般发生于烟草花叶病毒的体内 B. 图甲过程 ① ~ ⑤ 不可能同时发生于同一个细胞内 C. 图乙过程只发生在可增殖的细胞 , 复制起点 A 先于 B 复制 D. 图乙、图丙过程均可能发生在真核细胞内 , 均具有双向复制的特点 答案 解析 解析 关闭 分析题图可知 , 图甲中 , ①表示逆转录 , ②表示转录 , ④表示翻译 , ③表示合成 DNA 双链 , ⑤表示转录 ; 图乙表示 DNA 的多起点复制 ; 图丙表示环状 DNA 的复制。烟草花叶病毒属于 RNA 病毒 , 该病毒不会发生逆转录 , 且病毒只有在宿主中才有生命活动 ,A 项错误 ;RNA 病毒侵入细胞并将自身 RNA 注入宿主细胞后 , 在宿主细胞内进行自身 RNA 和蛋白质合成的过程 , ① ~ ⑤可同时发生于宿主细胞内 ,B 项错误 ; 根据环的大小可以判断出复制起点 B 先于 A 复制 ,C 项错误 ; 图乙、图丙都是 DNA 复制 , 图丙是环状 DNA 复制 , 图乙、图丙均可能发生在真核细胞内 , 均具有双向复制的特点 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 30 - 必备知识 • 梳理 核心重难 • 突破 关键能力 • 提升 4 . 下图表示遗传信息的复制和表达等过程 , 下列相关叙述错误的是 ( 　　 )   A. 可用光学显微镜检测 ① 过程中是否发生碱基对的改变 B. ①② 过程需要模板、原料、酶和能量等基本条件 C. 图中 ①②③ 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 答案 解析 解析 关闭 ①过程是 DNA 的复制 , 在复制过程中发生碱基对的改变属于基因突变 , 在光学显微镜下不能看到 ; ①为 DNA 复制 , ②为转录 , 前者以 DNA 两条链为模板 , 以脱氧核苷酸为原料 , 后者以 DNA 的一条链为模板 , 以核糖核苷酸为原料 , 两个过程都需要相关酶及能量等条件 ; ① (DNA 复制 ) 、② ( 转录 ) 和③ ( 翻译 ) 过程都遵循碱基互补配对原则 ; 镰刀型细胞贫血症产生的原因是基因突变导致血红蛋白的结构发生改变 , 从而使生物的性状发生改变 , 体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。 答案 解析 关闭 A - 31 - 一、图示分析复制、转录和翻译 过程 1 . DNA 分子复制过程 (1) 判断依据 : 模板为 DNA, 且形成具有双链结构的 DNA( 图 1) 。 (2) 两个子代 DNA 分别由一条母链和一条子链组成 , 两个子代 DNA 分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。 - 32 - 2 . 转录 过程 (1) 判断依据 : 模板为 DNA, 且合成单链 RNA( 图 2) 。 ( 2) 由于图中 d 是已与模板 DNA 分离的游离的 RNA 片段 , 因此转录的方向是由右向左 , 且 a 为 RNA 聚合酶。 (3)b 与 c 的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。 (4) 在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中 , 叶绿体和线粒体中 也能 进行。 - 33 - ( 2) Ⅰ 为 tRNA, Ⅱ 为核糖体 , Ⅲ 为 mRNA, Ⅳ 为多肽链 , 如图 3 所示 , 核糖体内 mRNA 对应的 DNA 碱基对的排列顺序为 。 3 . 翻译 过程 (1) 判断依据 : 模板为 RNA, 且合成场所为核糖体 ( 图 3) 。 - 34 - 应用体验 1 下图中图 1 表示中心法则 , 图 2~4 表示中心法则中的三个信息流动过程。 - 35 - 下列相关叙述不正确的是 ( 　　 ) A. 图 2 对应图 1 中的 ① 过程 , 基因突变会在该过程中发生 B. 图 3 的产物是 C 链 , 该过程对应图 1 中的 ④ C. 图 4 对应图 1 中的 ⑤ ,D 链是图 1 中 ② 过程的产物 D. 以上四个图中都要发生碱基的互补配对 答案 解析 解析 关闭 图 2 属于 DNA 的复制 , 对应图 1 中的①过程 , 该过程可能会发生基因突变 ; 图 3 属于转录 , 对应图 1 中的② , 其产物是 C 链 (mRNA); 图 4 属于翻译 , 对应图 1 中的⑤ ,D 链是图 1 中②过程的产物 ——mRNA; 中心法则中的所有过程都要发生碱基互补配对。 答案 解析 关闭 B - 36 - 二、从模板及原料分析遗传信息的传递方向和产物 1 . 从模板分析 (1) 如果模板是 DNA, 生理过程可能是 DNA 复制 或转录 。 (2) 如果模板是 RNA, 生理过程可能是 RNA 复制逆转 录或翻译。 2 . 从原料分析 (1) 如果原料为脱氧核苷酸 , 产物一定是 DNA, 生理过程可能是 DNA 复制或逆转录。 (2) 如果原料为核糖核苷酸 , 产物一定是 RNA, 生理过程可能是转录或 RNA 复制。 (3) 如果原料为氨基酸 , 产物一定是蛋白质 ( 或多肽 ) 。 - 37 - 3 . 总结如下 表 - 38 - 应用体验 2 下面是关于遗传信息的流动过程 , 对应的叙述不正确的是 ( 　　 )   A. 甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成的遗传信息传递方向 B. 乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向 C. 丙可表示 DNA 病毒 ( 如噬菌体 ) 在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向 D. 丁可表示 RNA 病毒 ( 如烟草花叶病毒 ) 在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向 答案 解析 解析 关闭 胰岛细胞中胰岛素的合成是基因表达的过程 , 其遗传信息传递方向中不包括 DNA 复制 ; 含逆转录酶的 RNA 病毒在宿主细胞内繁殖时 , 先要利用 RNA 在逆转录酶的作用下生成 DNA, 然后再表达出相应的蛋白质外壳 , 并与转录出的 RNA 组装成子代病毒 ;DNA 病毒 ( 如噬菌体 ) 在宿主细胞内繁殖时 , 以自己的 DNA 为模板复制出子代 DNA, 并与表达出的蛋白质外壳组装出子代病毒 ;RNA 病毒 ( 如烟草花叶病毒 ) 在宿主细胞内繁殖时 , 通过翻译可直接合成蛋白质外壳 , 并与 RNA 复制后产生的 RNA 组装成子代病毒。 答案 解析 关闭 A