2020高考生物大一轮复习 第六单元 第3讲 基因的表达课件 新人教版

研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第六单元遗传的分子基础第3讲基因的表达[考纲要求]1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。2.基因与性状的关系(Ⅱ)。一、RNA的结构和种类1．RNA的结构和功能2．RNA与DNA的比较二、转录1．场所：主要是，在中也能发生转录过程。2．条件模板：原料：能量：ATP酶：细胞核叶绿体、线粒体DNA的一条链4种核糖核苷酸RNA聚合酶3．转录的过程4．产物：。信使RNA、核糖体RNA、转运RNA三、翻译1．翻译过程的图解2．密码子与反密码子密码子反密码子位置作用直接决定蛋白质中的序列识别，转运特点与上的碱基互补与的碱基互补mRNAtRNA氨基酸密码子氨基酸DNA模板链mRNA中密码子四、中心法则及基因对性状的控制1．中心法则及补充(1)用字母表示下列生物的遗传信息传递过程。①噬菌体：，②烟草花叶病毒：，③烟草：，④HIV：。(2)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：。(3)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：。a、b、cd、ca、b、ce、a、b、cDNA――→转录RNA――→翻译蛋白质复制――→转录RNA――→翻译蛋白质2．基因控制性状的途径及基因与性状的关系(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制――→直接控制生物体的性状。(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制――→控制――→间接控制生物体的性状。(3)基因与性状的对应关系并不都是简单的关系；环境影响生物性状：性状(表现型)是和共同作用的结果。蛋白质的结构酶的合成代谢过程线性基因型环境考点一遗传信息的转录和翻译[考点研析]1．DNA复制、转录和翻译的比较比较项目DNA复制转录翻译场所真核细胞主要在细胞核中真核细胞主要在细胞核中细胞质中的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸比较项目DNA复制转录翻译条件ATP、酶(解旋酶、DNA聚合酶)酶(RNA聚合酶)、ATP酶、ATP、tRNA产物特点2个双链DNA①半保留复制②边解旋边复制③多起点复制一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)边解旋边转录，DNA双链全保留多肽链一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质2.遗传信息、密码子、反密码子的区别和联系(1)概念辨析比较项目实质区别联系遗传信息DNA中脱氧核苷酸的排列顺序密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基反密码子位于tRNA上的能与mRNA上对应的密码子相配对的三个碱基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(2)数量关系①每种氨基酸对应一种或几种密码子(即密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。②除终止密码子外，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。3．转录和翻译过程的要点解读(1)转录：是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。①一个DNA分子中有许多个基因，转录是以基因为单位进行的，每个基因可分别转录成一条mRNA，由于基因的选择性表达，一个DNA分子中某个基因进行转录时，其他基因可能转录也可能不转录，它们之间互不影响。②转录的起点和终点分别是DNA分子上基因首端和尾端的启动子和终止子，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。③真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。④转录的产物不只是mRNA，tRNA、rRNA也是转录的产物。(2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。①放大图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。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或缬氨酸。④翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。⑤翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。(3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。③方向：从左向右(如图中所示)，判断依据是多肽链的长短，长的肽链翻译在前，短的肽链翻译在后。④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。⑤图示中4个核糖体最终合成的4条多肽链相同，因为模板mRNA相同。[易混易错]辨析DNA传递和表达过程中的3个易错点(1)DNA复制的模板是DNA的两条链，转录的模板是DNA的一条链。(2)mRNA直接决定氨基酸的排列顺序，DNA间接决定氨基酸的排列顺序。(3)原核生物的转录、翻译同时同地进行，边转录边翻译；真核生物的转录主要在细胞核，翻译主要在细胞质中，核基因先转录后翻译。[命题探究]命题点1基因表达过程1．(2018·高考江苏卷)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与原核细胞和真核细胞中基因的表达都包括转录和翻译过程，都需要DNA和RNA参与，D项正确。原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物，A项错误；真核细胞内DNA和RNA可在细胞核、线粒体、叶绿体中合成，B项错误；肺炎双球菌转化实验只能证明DNA是遗传物质，C项错误。D2．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真核细胞转录的场所有细胞核、细胞质中的线粒体和叶绿体，A错误；该过程表示该DNA片段分别转录出1条RNA，且两条RNA的延伸方向相反，说明两个RNA聚合酶反向移动，该DNA片段中至少含有2个基因，B、C正确；图中转录出的2个RNA的模板链不同，说明该DNA片段的两条链均可作为模板链，D正确。A命题点2密码子与反密码子3．AUG、GUG是起始密码子，在mRNA翻译成肽链时分别编码甲硫氨酸和缬氨酸，但人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸，也不是缬氨酸，这是因为()A．组成人体血清白蛋白的单体中没有甲硫氨酸和缬氨酸B．mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列C．mRNA起始密码子所在位置的碱基在翻译前发生了替换D．肽链形成后的加工过程中去除了最前端的部分氨基酸血清白蛋白的第一个氨基酸不是甲硫氨酸、缬氨酸，原因可能是起始密码子决定的氨基酸在肽链合成后的加工过程中被切除了。若mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列或mRNA起始密码子所在位置的碱基在翻译前发生了突变，则血清白蛋白不能正常合成。D4．下列有关密码子的叙述正确的是()A．基因突变可能改变基因中密码子的种类或顺序B．每种氨基酸都对应多种密码子C．密码子的简并性可以减少有害突变D．密码子和反密码子中碱基可互补配对，所以两者种类数相同密码子位于mRNA上，基因突变可改变基因中的碱基排列顺序，A项错误；有的氨基酸对应多种密码子，有的氨基酸只对应一种密码子，B项错误；由于密码子的简并性，遗传时生物的性状可能不变，从而可以减少有害突变的发生，C项正确；由于终止密码子不能决定氨基酸，故密码子和反密码子的种类数存在差异，D项错误。C命题点3转录、翻译的相关图析5．如图表示生物体内三个重要的生理活动。据所学知识结合图形可得出的正确结论是()A．甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是转录、翻译和复制B．在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是a和d，b和cC．起始密码子和终止密码子都位于f链上D．丙图所示的生理过程是从分子l链的B端开始的解析：甲图表示DNA分子复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程，A项错误。根据碱基互补配对原则可知，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d，B项错误。起始密码子和终止密码子位于mRNA上，乙图中f链表示mRNA，C项正确。由于多肽链n比m长，所以翻译是从分子l链的A端开始的，D项错误。答案：C6．(2018·高考江苏卷)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：(1)细胞核内各种RNA的合成都以________为原料，催化该反应的酶是________。(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________，此过程中还需要的RNA有________。(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是________________________。解析：(1)细胞核内各种RNA的合成原料是四种核糖核苷酸，催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)转录产生的各种RNA中，指导氨基酸分子合成多肽链的是mRNA，翻译过程中还需要tRNA和rRNA参与。(3)通过图示过程可知，lncRNA前体加工成熟后，有的与细胞核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。(4)血液中的单核细胞和中性粒细胞等吞噬细胞由造血干细胞分化而来。lncRNA与细胞核内相应的DNA结合后，可以调控造血干细胞的分化，增加吞噬细胞的数量。该过程能够增强人体的免疫抵御能力。答案：(1)四种核糖核苷酸RNA聚合酶(2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)(3)染色质核孔(4)分化增强人体的免疫抵御能力考点二中心法则及基因与性状的关系[考点研析]1．中心法则的内容与各种生物的信息传递(1)中心法则的内容(2)中心法则体现了DNA的两大基本功能①信息传递功能：Ⅰ过程体现了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；Ⅳ过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。②信息表达功能：Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；V过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质中信息的表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。(3)各种生物的遗传信息传递过程生物种类遗传信息的传递过程真核生物原核生物DNA病毒某些RNA病毒逆转录病毒2.基因对性状的控制(1)控制途径直接途径间接途径方式基因通过控制“蛋白质的结构”直接控制生物性状基因通过控制“酶或激素”的合成进而影响代谢过程而控制生物性状图解基因――→控制结构蛋白――→控制细胞结构――→控制生物性状直接途径――→控制酶或激素――→控制细胞代谢――→控制生物性状间接途径直接途径间接途径举例①镰刀型细胞贫血症：血红蛋白基因突变→血红蛋白结构异常→红细胞呈镰刀状②囊性纤维病：CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常①豌豆粒型：豌豆淀粉分支酶基因异常(插入外来核苷酸序列)→不能正常合成淀粉分支酶→淀粉少、蔗糖多→水分保留少→