高三生物一轮复习基因的表达

必修二遗传与进化一轮复习第四章基因的表达最新考纲1．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)2.基因与性状的关系(Ⅱ)知识点一RNA的结构与分类1.基本单位及组成①______；②______；③碱基：__________；④__________。磷酸核糖A、G、C、U核糖核苷酸考点一基因指导蛋白质的合成【梳理知识要点】2.结构：一般是_______，比DNA短。有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构。3.分布：在________内合成，通过_____进入细胞质。4.分类(1)mRNA：将遗传信息从__________传递到细胞质中。(2)tRNA：___________，识别密码子。(3)rRNA：________的组成成分。【点拨】mRNA、tRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。单链细胞核核孔细胞核内转运氨基酸核糖体1.密码子(1)概念：______上决定1个氨基酸的三个相邻碱基。(2)种类：___种。其中决定氨基酸的密码子有___种(___种起始密码子)，___种终止密码子。mRNA646123知识点二密码子与反密码子2．反密码子的概念及种类①概念：与mRNA分子中密码子互补配对的上的3个碱基。②种类：种，反密码子与种决定氨基酸的密码子对应。tRNA6161(3)特点简并性：一种氨基酸可以有个密码子通用性：所有生物共用密码子多一套第一阶段转录：在内以为模板按照原则合成的过程。细胞核DNA的一条链碱基互补配对RNA知识点三基因控制蛋白质的合成(重难点）主要在细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸mRNA遵循碱基互补配对原则A—;T—;G—;C—UACG解旋酶、RNA聚合酶、ATPmRNADNA转录转录总结：场所：模板：原料：条件：原则产物遗传信息流动方向：第二阶段翻译：在上，以为模板合成具有一定氨基酸顺序的的过程。知识点三基因控制蛋白质的合成mRNA蛋白质核糖体翻译总结：场所：原料：模板：条件：原则：产物：核糖体20种氨基酸mRNAtRNA、脱水缩合酶、ATP碱基互补配对原则(A-UU-AC-GG-C)多肽多肽mRNA翻译遗传信息流动方向：盘曲折叠蛋白质识别下图，判断①②③分别代表哪项生理过程？DNA复制转录翻译DNA复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减Ⅰ)的间期个体生长发育的整个过程中。从细胞层次看，主要发生在细胞分裂和细胞分化的过程中。场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板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种氨基酸条件都需要特定的酶和ATP产物两个相同的双链DNA分子一条单链RNA（mRNA,tRNArRNA)多肽链【总结归纳】1.RNA与DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。()√4.决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。()2.转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。()3.密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对应关系。()×××【思维判断】1.如图是DNA转录过程中的一个片段，其核苷酸的种类有（）A.4种B.5种C.6种D.8种C命题点一DNA与RNA的区别2.人体中由A、T、G3种碱基构成的核苷酸共有几种A.2种B.4种C.5种D.8种【变式训练】C3.mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及转运的氨基酸发生的变化是（）A．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变C．tRNA一定改变，氨基酸一定改变D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变A命题点二密码子与反密码子的关系4.根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（）A．TCUB．UGAC．ACUD．UCUDNA双链TGmRNACtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸C命题点二密码子与反密码子的关系5.识别下图，深化对翻译的理解，并回答相关问题。命题点三转录与翻译的分析①mRNA与核糖体的数量关系：②存在上述关系的意义：。③蛋白质合成的方向：从________(据上图)，判断依据是根据________________________。一个mRNA可同时结合多个核糖体少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质左向右多肽链的长短，长的翻译在前•讨论图示中合成了几条肽链？是否相同？•答案4条多肽链•因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链6.如图为原核细胞转录、翻译的示意图，图示是否表示有4条多肽链正在合成？【变式训练】DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系结论:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸组氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNA遗传信息遗传密码氨基酸序列基因的碱基信使RNA的碱基氨基酸=631模板链命题点四转录和翻译过程中相关数量计算方法密码子密码子密码子B【例7】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数，依次为()A．32；11；66B．36；12；72C．12；36；24D．11；36；72命题点四转录和翻译过程中相关数量计算方法【例1】现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后，再人工合成基因；现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有（）A.130个B.260个C.313个D.无法确定命题点四转录和翻译过程中相关数量计算方法【例2】B在一个DNA分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46％，其中一条链的碱基中28％是腺嘌呤，22％是胞嘧啶，求：由它转录的mRNA中，腺嘌呤与胞嘧啶分别占mRNA碱基总数的（）A．22%28%B．23%27%C．26%24%D．54%6%C命题点四转录和翻译过程中相关数量计算方法【例3】遗传信息储存于编码mRNA属于转录转运密码子翻译含有【知识网络】氨基酸DNAtRNARNArRNAmRNA氨基酸蛋白质基因指导蛋白质的合成（基因的表达）视角3遗传信息转录、翻译过程中的相关计算4．现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有()A．130个B.260个C．313个D．无法确定B[此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中最少有573个碱基，又知mRNA中A＋U为313个，所以mRNA中G＋C为573－313＝260(个)，故DNA的两条链中G＋C共有520个，即该基因中G至少有260个。]5．已知一个蛋白质分子由3条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的A和G共400个，则转录成信使RNA的DNA分子中C和T的最少个数及翻译成蛋白质的过程中共需要tRNA的个数分别是()A．1800个；300个B．900个；900个C．900个；300个D．900个；无法确定D[该蛋白质由3条肽链组成，共297个肽键，可知该蛋白质由300个氨基酸组成。则该信使RNA中的碱基个数至少有300×3＝900(个)。画出如下转录图解：由图解可知：转录成信使RNA的DNA分子中C和T最少应有900个。但由于一个tRNA可以多次参与运载氨基酸，所以tRNA的数目无法确定。]【变式训练】计算组题1.某DNA分子上,一条链上(G+A)/(C+T)=0.4,则对应链上(G+A)/(C+T)=?2.某DNA分子上,一条链上A+T占该链碱基的34﹪,且这条链上的C占该链碱基总数的28﹪,那么对应的另一条互补链上,C应占该链碱基的多少?3.某基因的一条链上的碱基是(A+G)/(T+C)=0.5,则由此转录来的mRNA中(A+G)/(U+C)=?4.某mRNA分子的碱基组成中,U占20﹪,A占10﹪,则转录该mRNA的DNA片段中C占多少?5.已知一段mRNA有30个碱基,其中A+G=12个,那么转录成mRNA的一段DNA分子中应有C+T多少个?6.已知DNA双链中A占全部碱基的30﹪,在其中一条链上A占该链碱基的25﹪,则由该链转录成的mRNA中,U占全部碱基的比例是多少?该DNA另一条链中,A占该链全部碱基的多少?2.538﹪235﹪3025﹪35﹪2．计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。【例1】在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是()A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程C．DNA复制、转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸C【例2】下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是()A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同B．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同D五、基因、蛋白质与性状之间的关系1.中心法则①DNA的复制②______③翻译④___________⑤__________转录RNA的复制RNA逆转录(1)所有生物的中心法则DNA转录逆转录RNA翻译蛋白质复制复制(2)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则(3)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则(4)HIV等逆转录病毒的中心法则•思考：利用图示分类剖析中心法则•(1)图示中1、8为过程；2、5、9为过程；3、10为过程；4、6为过程；7为过程。•(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为病毒，如噬菌体；乙为病毒，如烟草花叶病毒；丙为病毒，如HIV。转录翻译DNA复制RNA复制逆转录DNARNA逆转录2、基因的基本功能①储存遗传信息。②遗传信息的传递：发生在生物繁殖后代的过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。③遗传信息的表达：发生在生物生命活动进行过程中，基因通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，蛋白质体现生物性状，进而实现基因中的遗传信息对生物体性状的控制。3.基因控制性状的途径(1)直接途径①机理：基因——→蛋白质结构——→生物体性状。②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。正常红细胞患者红细胞病例：镰刀型细胞贫血症血红蛋白结构异常（直接原因）基因异常编码（根本原因）红细胞功能异常红细胞结构异常（性状）资料一结论：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状囊性纤维病CFTR（跨膜）基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液异常，常死于肺部感染基因、蛋白质、性状的关系基因→蛋白质的结构→性状基因改变蛋白质改变性状改变(2)间接途径①机理：基因——→酶的合成——→细胞代谢——→生物性状。②实例：白化病、豌豆的粒形。资料二：人的白化病症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常而不能够合成酪氨酸酶引起的。酪氨酸酶能够将酪氨酸转变为黑色素。分析上述资料，说出在上述例子中基因、蛋白质是如何影响性状的？人的白化病控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常结论:基因通过控制酶的合