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第3讲基因的表达高频考点突破第讲基因的表达3基础自主梳理实验专题探究命题视角剖析即时达标训练基础自主梳理一、基因的概念、载体及功能3．染色体、DNA、基因的数目关系(1)一般来说，每条染色体上含一个DNA分子。(2)每个DNA分子上有很多个基因。(3)每个基因中又含有成百上千个___________。脱氧核苷酸思考感悟某DNA分子中所含脱氧核苷酸数是否与其上基因中所含脱氧核苷酸总数相等？【提示】不相等。①基因仅是具有遗传效应的DNA片段。②一个DNA分子中脱氧核苷酸的数目远大于这个DNA中每个基因中脱氧核苷酸的数目之和。二、基因控制蛋白质的合成1．合成过程2．遗传密码(1)概念：_________上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。(2)种类：生物体共有____个密码子，其中决定氨基酸的密码子有____个。3．转移RNA(1)作用：运载_______的工具，其一端上的三个碱基能专一性地与__________上3个特定的碱基配对。(2)特点：一种tRNA只能运载一种氨基酸。信使RNA6461氨基酸信使RNA三、DNA与RNA的区别1．DNA是规则双螺旋结构；RNA是单链。2．DNA的基本单位是四种_______________；RNA的基本单位是四种_____________。3．DNA的四种碱基是______________；RNA的四种碱基是_____________。4．DNA是脱氧核糖；RNA是核糖。脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸A、T、G、CA、U、G、C四、中心法则的图解表达式为五、基因对性状的控制途径1．通过______________来控制代谢过程，从而控制生物性状。2．通过控制________________来直接影响性状。控制酶的合成蛋白质分子结构高频考点突破考点一基因与有关概念的相互关系1．基因的概念及种类(1)基因是有遗传效应的DNA片段。(2)基因的种类①分类依据：基因存在位置②种类核基因：存在于核内染色体上；原核生物细胞的拟核基因存在于拟核DNA分子上质基因：存在于线粒体、叶绿体、质粒上(3)基因与相关概念之间的关系基因与DNA的关系基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子含有多个基因基因与蛋白质的关系基因存在于染色体上，蛋白质是染色体的组成成分，基因控制蛋白质的合成，基因是性状的控制者，蛋白质是性状的表现者基因与染色体的关系染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列基因与性状的关系从根本上看，生物的一切遗传性状受基因控制。基因是控制生物性状的结构和功能单位，特定的基因控制特定的性状，有些性状受多基因控制。基因与脱氧核苷酸的关系每个基因含有多个脱氧核苷酸，特定的核苷酸序列代表遗传信息基因与个体发育的关系基因的表达受一定机制的调控，具有选择性表达的特点，基因的表达控制实现了个体发育的过程遗传信息遗传密码不同点存在位置DNAmRNA实质脱氧核苷酸的排列顺序决定一个氨基酸的三个相邻碱基2.遗传信息与遗传密码的关系对象内容项目遗传信息遗传密码不同点作用控制mRNA中核苷酸序列，间接决定氨基酸排列顺序直接决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序联系对象内容项目【名师点拨】不同生物的遗传信息不同，但几乎所有生物共用一套遗传密码。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1．请根据以下有关概念的相互关系图作答：(1)图中数字序号所表示的物质分别是什么？①__________；②__________；③__________；④__________。(2)a表示__________过程；b表示__________过程。解析：(1)图示中①～④依次代表基因、蛋白质、mRNA和酶(或酶、激素)。(2)a、b分别表示DNA分子复制与基因控制蛋白质合成的翻译过程。答案：(1)基因蛋白质mRNA(或RNA)酶(或酶、激素)(2)复制翻译1．复制、转录和翻译的比较考点二基因的表达DNA的基本功能遗传信息传递遗传信息表达复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂间期生长发育的整个过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体细胞核核糖体原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应链螺旋化DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA(单链)，进入细胞质与核糖体结合tRNA一端的碱基与mRNA上密码子配对，另一端携带相应氨基酸，合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链产物两个双链DNA分子一条单链mRNA蛋白质(多肽链)意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状2.密码子的有关问题(1)概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。(2)特点简并性：一种氨基酸可以有多个密码子通用性：说明所有生物可能有共同的起源或在生命本质上是统一的(3)种类起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸普通密码子：59种，只编码氨基酸61种，编码氨基酸终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸，只是终止信号3．基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系【名师点拨】①每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运；但一种密码子只能决定一种氨基酸，且一种tRNA只能转运一种氨基酸。②转移RNA(tRNA)具有两个特异性端，一端为氨基酸臂，是携带一定氨基酸的。一端为反密码子环，其上裸露着三个碱基，称为反密码子，不同的转移RNA反密码子不同。③若一个tRNA的反密码子是CGA，那么它运载的氨基酸一定是丙氨酸，因为丙氨酸的遗传密码(GCU)与其反密码子(CGA)具有互补配对关系。也就是说，tRNA所携带的氨基酸，其遗传密码一定是与该tRNA的反密码子互补配对的。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2．(2019年黄冈高三调研)一般情况下与实验情况不相符的是()A．相同的DNA复制后可能形成不同的DNAB．一个DNA分子转录出不同的RNAC．相同的氨基酸都由相同的密码子决定D．相同的RNA只能携带一种氨基酸解析：选C。本题考查DNA的复制和基因的表达，难度中等。DNA的复制中可以发生基因突变，复制产生不同的DNA。一个DNA分子上具有很多个基因，可以转录产生很多不同的RNA。转移RNA转移氨基酸具有专一性，但是由于密码的简并，一个氨基酸可以对应多个密码子。考点三中心法则的理解与分析1．中心法则的内容图解图解表示出遗传信息传递的5个途径：(1)a表示DNA→DNA(或基因到基因)：主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程中，表示遗传信息的传递。(2)b表示DNA→RNA：主要发生在细胞核中的转录过程。(3)c表示RNA→蛋白质：发生在细胞质中核糖体上的翻译过程，b、c共同完成遗传信息的表达。(4)d表示RNA→DNA：少数RNA病毒、SARS病毒、HIV在宿主细胞内的逆转录过程。(5)e表示RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。2．各类生物遗传信息的传递过程【名师点拨】①细胞生物(包括真核生物和原核生物)以及以DNA作为遗传物质的生物均只发生DNA复制、转录和翻译过程，而不能发生逆转录和RNA的复制。②以RNA作为遗传物质的逆转录病毒则只能发生逆转录。③图中d(RNA→DNA的逆转录)和e(RNA→RNA的RNA自我复制)过程，在病毒单独存在时不能进行，只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才发生。④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。3．中心法则与基因表达的关系(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的生长发育过程中。即时应用(随学随练，轻松夺冠)3．根据下图回答：(1)图示的过程叫__________；(2)如果在[]__________过程中出现差错，就会造成基因突变；(3)对变形虫来说，过程①是__________之间的遗传信息传递；(4)除过程①外，另一个在细胞核内进行的过程是[]__________；(5)在本身所具有的核糖体内进行的过程是[]_____，该过程以_____为原料，以______为能源；(6)对中心法则的一个重要补充是[]________，该过程于1970年在某些________中发现；(7)过程⑤_______是_______的生物所具有的，步骤⑥叫做_______；(8)DNA不能直接控制蛋白质的合成，而要通过mRNA间接地控制蛋白质合成，原因是_____________________________。解析：本题以中心法则为主线，以蛋白质合成为重点，综合考查学生对相关概念的理解，解题时应注意审题并要细心，如第三问涉及过程①DNA的复制，对于单细胞真核生物变形虫来说，DNA的复制及细胞的有丝分裂过程就是亲代→子代的繁殖过程，因而过程①DNA的复制是亲代与子代间传递遗传信息。再如(5)明确提出“在本身所具有的核糖体内”进行蛋白质合成过程，这就排除了寄生在细菌体内，利用细菌体内的原料、场所进行蛋白质合成的噬菌体等生物的可能性，因而只能选③，而不能选⑥。答案：(1)中心法则(2)①DNA的复制(3)亲代与子代(4)②转录(5)③翻译氨基酸ATP(6)④逆转录致癌病毒(7)RNA复制没有DNA以RNA为遗传物质的翻译(8)DNA是大分子物质，且与蛋白质结合构成染色体，不能通过核孔进入细胞质实验专题探究探究性实验结果的预测和分析1．实验结果与实验结论(1)实验结果是实验过程中观察到的现象或收集到的数据，如实验对象呈现的特殊颜色、气味、形态、生理等方面的变化，因此实验结果应是对实验现象的直接陈述，是实验反应的客观存在。(2)实验结论是在实验结果的基础上，根据已有知识进行的合理迁移，通过对实验现象的分析、比较、抽象概括而得出的定性表述，是对以后实践活动具有指导作用的“规律性”认识，如鉴定葡萄糖是还原糖的实验中，实验结果是“葡萄糖与斐林试剂加热后出现砖红色沉淀”，实验结论是“葡萄糖是还原糖”。2．探究性实验的结果预测与结论(1)假设与结论。假设是根据现有的科学理论、事实，对所研究的对象设想出的一种或几种可能性的答案或解释。实验结果预测一般与假设相对应：若实验结果与预期结果一致，则得出与先前的假设一致的结论，即假设成立；反之，假设不成立。(2)探究性实验的结果和结论不惟一，需分情况讨论：实验结果实验结论若实验组和对照组无显著差异实验变量对结果无影响若实验组效果比对照组明显实验变量对实验结果具有有利的影响若对照组效果比实验组明显实验变量对实验结果具有不利的影响实战演练(专项提能，小试牛刀)已知放线菌素D是RNA合成抑制剂。下面是根据海胆受精卵在有放线菌素D和无放线菌素D存在的情况下培养时，14C标记的缬氨酸参与蛋白质合成的实验结果绘制的曲线图。请据图回答有关问题：(1)直接参与将14C－缬氨酸掺入新合成蛋白质的细胞器是__________，该过程称为______，所依赖的模板是________，合成该分子所需要的原料是__________。(2)有人说从受精开始到10小时之内，蛋白质合成所依赖的模板分子的来源是未受精卵原有的mRNA。受精10小时以后，合成蛋白质的模板来自受精卵新合成的。海胆细胞内新合成蛋白质所依赖的模板主要是受精卵新合成的，你同意上述结论吗？说明理由。(3)若本题要求设计实验探究放线菌素D对RNA合成的影响，请完成以下设计思路并对结果预测和得出结论。①实验思路：以海胆受精卵为实验材料，分成两组，编号为A、B。A组在__________的情况下培养，B组