2019届高中生物第一轮复习课件人教版：6.3基因的表达

第3课基因的表达考点一遗传信息的转录和翻译【必备知识回顾】1.RNA的结构和种类：(1)基本单位：___________。核糖核苷酸(2)组成成分：鸟嘌呤（G）尿嘧啶（U）(3)结构：一般是___链，长度比DNA短；能通过_____从细胞核转移到细胞质中。单核孔(4)种类及功能。蛋白质识别并转运氨基酸核糖体(5)DNA与RNA的区别：物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖____________一般是双链RNA_____U(尿嘧啶)通常是_____T(胸腺嘧啶)核糖单链2.遗传信息的转录：(1)概念：以____________为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。DNA的一条链(2)转录过程(见下图)：RNA聚合酶一条链核糖核苷酸mRNADNA链3.遗传信息的翻译：(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以_____为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。mRNA(2)密码子。①概念：________上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有___种，终止密码子有__种。信使RNA613(3)翻译过程：游离的氨基酸tRNA核糖体mRNA多肽4.转录和翻译过程中相关数量的计算方法：(1)相关数量关系：DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1(忽略终止密码子)。(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。①mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的___________不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中_______数目的3倍还要多一些。终止密码子氨基酸②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中_______数目的6倍还要多一些。③不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有___个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有____个氨基酸。氨基酸2nn/35.【教材易漏知识】必修2P78“知识迁移”：抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用，主要有4大类作用机理：(1)阻碍细菌细胞壁的合成：哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。(2)与细菌细胞膜相互作用：让细菌内部的有益物质漏出菌体或电解质平衡失调而死亡。(3)与细菌核糖体或tRNA、mRNA相互作用：抑制蛋白质的合成。(4)阻碍细菌DNA的复制和转录：阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译、合成蛋白质的过程受阻。【特别提醒】关于基因表达的五点提醒(1)DNA与RNA的结构比较：DNA一般为双链，RNA一般为单链，但RNA在部分区段可能出现双链结构，碱基之间以氢键相连接，如tRNA。(2)tRNA的结构：含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基)，不是仅由3个核糖核苷酸(碱基)构成。(3)tRNA和氨基酸之间的对应关系：一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。(4)密码子和氨基酸之间的对应关系。①密码子共有64种，但其中有3种终止密码子，不编码任何氨基酸，编码氨基酸的密码子共有61种。②一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。(5)转录产物：并不只有mRNA，还有tRNA和rRNA等。【核心素养提升】【典例示范】(2017·全国卷Ⅲ)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【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维，具体表现在两个角度：素养角度具体表现归纳与演绎A、D项考查转录的产物和过程分析与综合B、C项考查转录的场所和过程【解析】选C。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，产物包括tRNA、rRNA和mRNA，A正确；三种RNA对应的基因不同，同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞的线粒体、叶绿体中含有DNA，也可以通过转录合成RNA，C错误；转录过程遵循碱基互补配对原则，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。【母题变式】变式1题干问题转换mRNA的转录总是以同一条DNA链为模板吗？提示：某些基因以DNA双链中的一条为模板链，而另一些基因则以双链中的另一条为模板链，所以DNA双链都可以作为模板链。变式2选项问题延伸原核细胞转录和翻译的场所与真核细胞相同吗？提示：不相同。原核细胞转录和翻译都在细胞质中进行，真核细胞转录主要在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行。【高考角度全练】角度一DNA与RNA的比较1.(2013·全国卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A.DNA有氢键，RNA没有氢键B.一种病毒同时含有DNA和RNAC.原核细胞中既有DNA，也有RNAD.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA和RNA【解析】选C。本题考查核酸的基本内容。DNA通常为双链，两条链间以氢键连接；RNA通常为单链，但也有双链区域，如tRNA的三叶草结构，双链区域也含氢键，A错误。病毒是非细胞生物，只含有DNA或RNA，B错误。细胞生物同时含有DNA和RNA，C正确。线粒体、叶绿体为半自主性细胞器，具有DNA和RNA，核糖体中只含rRNA，无DNA，D错误。【方法技巧】单链DNA、双链DNA与RNA的判断技巧(1)从结构上判断DNA和RNA：①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA。②含有碱基U或核糖⇒RNA。(2)判断单链DNA和双链DNA：①若⇒双链DNA。②若嘌呤数≠嘧啶数⇒单链DNA。ATGCTACG(3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量消耗U，可推断正进行RNA的合成。角度二复制、转录、翻译的过程2.(2017·海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是()A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA【解析】选B。一种氨基酸至少有一种相应的密码子，A项错误；HIV的遗传物质是RNA，进行逆转录时可以作为合成DNA的模板，B项正确；真核生物基因表达的过程包括转录和翻译，翻译是蛋白质合成的过程，C项错误；一个基因的一条DNA链作为模板可转录出两条相同的RNA，D项错误。3.(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是世纪金榜导学号14120130()A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用【解析】选C。本题主要考查DNA复制与转录过程。A项，DNA复制过程中需要将双链解开，解开后的每一条单链成为模板参与复制，加入该物质后DNA双链不能解开，复制过程受阻，故正确。B项，RNA的转录需要DNA的一条链为模板，DNA不能解旋，转录不能进行，故正确。C项，DNA的复制和转录发生在细胞周期的分裂间期，阻断DNA复制和转录，细胞将停留在分裂间期，故错误。D项，癌细胞具有不断增殖的能力，加入该物质后阻断了DNA的复制，癌细胞的增殖受到抑制，故正确。4.某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是世纪金榜导学号14120131()A.75对碱基B.78对碱基C.90对碱基D.93对碱基【解析】选D。由于多肽的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸的数量-18×(氨基酸的数量-1)=2778，所以该多肽由30个氨基酸组成，编码该多肽的mRNA上应含有30个密码子再加上终止密码子即为31个密码子，编码该多肽的基因碱基数至少为31×6=186，即93对碱基。【易错提醒】DNA复制、转录、翻译过程中的易错分析(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA等，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基“对”数还是“个”数，是mRNA上“密码子”的个数还是“碱基”个数，是合成蛋白质所需“氨基酸”的个数还是“种类数”。(5)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。【知识总结】转录和翻译的比较角度三基因表达的综合分析5.(2017·江苏高考)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)得到*Cys-tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala-tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(多选)世纪金榜导学号14120132()A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys【解析】选A、C。翻译时一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而*Ala-tRNACys参与翻译过程，A项正确；密码子与反密码子的碱基可以配对，不受tRNA上结合的氨基酸种类影响，B项错误；由于*Ala-tRNACys上的反密码子是编码半胱氨酸(Cys)的，所以新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，C项正确；*Cys-tRNACys上的反密码子只能与Cys对应的密码子识别并配对，所以新合成的肽链中，原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys，D项错误。【加固训练】1.(2018·襄樊模拟)美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛发现了RNA干扰现象，这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA的叙述中，错误的是()A.有的RNA具有生物催化作用B.tRNA、rRNA和mRNA都是基因转录的产物C.mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应D.分化后的不同形态的细胞中mRNA的种类和数量有所不同【解析】选C。有的RNA是酶，具有生物催化作用；RNA(包括tRNA、rRNA和mRNA)是基因转录的产物；mRNA上的终止密码子没有与之对应的tRNA；细胞分化形成不同形态的细胞是基因选择性表达的结果，因此它们中的mRNA种类和数量有所不同。2.(2018·河南联考)如图为人体某种遗传病的产生机理示意图，据图分析，以下说法正确的是()A.图中a、b、c分别为DNA、mRNA、蛋白质，过程①和②分别表示转录和翻译B.过程①需要RNA聚合酶的催化，该酶与RNA一端的特定序列相结合C.由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由左向右移动D.该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状【解析】选D。图中a、b、c分别为DNA、mRNA、核糖体，A错误；过程①需要RNA聚合酶的催化，该酶与DNA的特定序列启动子相结合，B错误；由图可知，翻译过程中，核糖体沿着mRNA由右向左移动，C错误；该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状，D正确。考点二基因对性状的控制【必备知识回顾】1.中心法则的内容与发展：(1)总表达式：①DNA的复制；②_____；③翻译；④__________；⑤逆转录。转录RNA的复制(2)写出下列各类生物遗传信息的传递过程(中心法则)：生物种类遗传信息的传递过程病毒类生物DNA病毒：____________________RNA病毒：__