2020年高考生物一轮复习讲义:必修2 第六单元 第21讲 基因的表达
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第21讲克隆技术核心要点1.植物组织培养关键过程总结名称过程形成体特点培养基光脱分化由外植体脱分化为排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团适当配比的营养物质和生长调节剂光再分化由愈伤组织分化为结构有根、芽或有生根发芽的能力生长素和细胞分裂素的比例低时,诱导芽的形成;两者比例高时,诱导根的形成光营养生长和生殖生长发育成完整的植物体由根、茎、叶、花、果实、种子组成自身产生各种激素光提醒(1)克隆的原理是植物细胞的全能性。
(2)植物细胞表现出全能性的必要条件是脱离母体并给予适宜的营养和外界条件。
2.理清动物细胞和组织培养六个要点(1)动物克隆的技术基础是。
(2)动物细胞培养的过程:组织块的切取、组织细胞的分散及细胞培养三个阶段。
分散组织细胞常用的方法有和。
(3)原代培养:从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。
(4)传代培养:将分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖的过程。
(5)动物成纤维细胞的培养过程:切取组织小片→胰蛋白酶酶解→培养→培养。
(6)提高克隆形成率的措施:①选择适宜的培养基;②添加血清(胎牛血清最好);③以(如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞)支持生长;④激素(胰岛素等)刺激;⑤使用培养箱;⑥调节等。
3.细胞株和细胞系种类来源特点细胞系有限细胞系由二倍体细胞传代培养建成有接触抑制;不能连续培养连续细胞系由传代细胞连续培养建成发生了转化,多数具有异倍体核型;有些具有异体致瘤性;有些具有不死性,但不致癌细胞株有限细胞株通过一定的选择或纯化的方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞传代次数有限一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等连续细胞株可以连续多次传代4.动物的细胞融合技术及其应用(1)细胞融合(2)单克隆抗体的制备专题9-第21讲提醒与单克隆抗体的制备有关的5个易错点(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶,第一次的目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来,分散成单个细胞。
专题七基因的表达基因指导蛋白质的合成
1.转录:
在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的RNA。
转录的过程如下:
2.翻译:以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
密码子和反密码子
(1)密码子:
位于mRNA 上,决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基,有 64种。
起始密码子:AUG (甲硫氨酸) , GUG(缬氨酸)
终止密码子:UAA , UAG , UGA 不能决定氨基酸。
(2)反密码子:
位于tRNA 上,与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
翻译的过程:
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,
因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
原核生物:边转录边翻
译
真核生物:先转录后翻
译
基因对性状的控制
①间接控制:
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
②直接控制:
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
中心法则:
总结:真核生物DNA复制,转录,翻译的比较。
第21讲基因的表达[考纲明细] 1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 2.基因与性状的关系(Ⅱ)课前自主检测判断正误并找到课本原话1.RNA是另一类核酸,它的分子结构与DNA很相似,也是由核苷酸连接而成的,核苷酸含有A、G、C、T四种碱基,可以储存遗传信息。
(P62—正文)(×) 2.RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。
(P63—正文)(×)3.合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。
(P63—图4-4)(√) 4.mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,这样的碱基称做密码子。
(P64—正文)(√)5.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。
(P65—思考与讨论)(√)6.一种氨基酸可能有几个密码子,这一现象称做密码的简并性。
(P65—思考与讨论)(√)7.tRNA的种类很多,但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种氨基酸也只能由一种tRNA转运。
(P66—正文)(×)8.tRNA看上去像三叶草的叶形,一端携带氨基酸,另一端有3个碱基。
(P66—正文)(√)9.一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(P67—小字部分)(√) 10.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成实现的,包括转录和翻译。
(P76—本章小结)(√)(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答案 B解析一种氨基酸对应一种至多种密码子,A错误;HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确;真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,C错误;一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,但转录是以基因一条链为模板的,D错误。
第一单元走近细胞和组成细胞的分子第1讲走近细胞第2讲组成细胞的元素及无机化合物第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质第4讲遗传信息的携带者——核酸细胞中的糖类和脂质第二单元细胞的结构与物质的输入与输出第5讲细胞膜-—系统的边界生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜的运输方式第6讲细胞器——系统内的分工合作第7讲细胞核——系统的控制中心第8讲物质跨膜运输的实例第三单元细胞的能量供应和利用第9讲降低化学反应活化能的酶第10讲细胞的能量“通货”--ATP及其主要来源——细胞呼吸第11讲能量之源——光合作用第四单元细胞的生命历程(含减数分裂和受精作用)第13讲细胞的增殖第14讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第15讲减数分裂和受精作用第五单元遗传的基本定律第16讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)第17讲孟德尔的豌豆杂交实验(二)第18讲基因在染色体上和伴性遗传第六单元遗传的物质基础第19讲DNA是主要的遗传物质第20讲DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片断第21讲基因指导蛋白质的合成及基因对性状的控制第七单元生物变异、育种和进化第22讲基因突变和基因重组第23讲染色体变异第24讲人类遗传病第25讲从杂交育种到基因工程第26讲现代生物进化理论第八单元生命活动的调节与免疫第27讲人体的内环境与稳态第28讲通过神经系统的调节第29讲通过激素的调节神经调节与激素调节的关系第30讲免疫调节第31讲植物的激素调节第九单元生物与环境第32讲种群的特征和数量的变化第33讲群落的结构和演替第34讲生态系统的结构第35讲生态系统的能量流动和物质循环第36讲生态系统的信息传递和稳定性第37讲生态环境的保护选修一生物技术实践第1讲传统发酵技术的应用第2讲微生物的培养与应用第3讲植物的组织培养技术及DNA和蛋白质技术第4讲酶的研究与应用及植物有效成分的提取选修三现代生物科技专题第1讲基因工程第2讲细胞工程第3讲胚胎工程第4讲生物技术的安全性和伦理问题第5讲生态工程。
第21讲基因的表达[考纲明细] 1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 2.基因与性状的关系(Ⅱ)课前自主检测判断正误并找到课本原话1.RNA是另一类核酸,它的分子结构与DNA很相似,也是由核苷酸连接而成的,核苷酸含有A、G、C、T四种碱基,可以储存遗传信息。
(P62—正文)(×) 2.RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。
(P63—正文)(×)3.合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。
(P63—图4-4)(√) 4.mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,这样的碱基称做密码子。
(P64—正文)(√)5.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。
(P65—思考与讨论)(√)6.一种氨基酸可能有几个密码子,这一现象称做密码的简并性。
(P65—思考与讨论)(√)7.tRNA的种类很多,但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种氨基酸也只能由一种tRNA转运。
(P66—正文)(×)8.tRNA看上去像三叶草的叶形,一端携带氨基酸,另一端有3个碱基。
(P66—正文)(√)9.一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(P67—小字部分)(√) 10.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成实现的,包括转录和翻译。
(P76—本章小结)(√)(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答案 B解析一种氨基酸对应一种至多种密码子,A错误;HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确;真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,C错误;一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,但转录是以基因一条链为模板的,D错误。
知识自主梳理一、RNA的结构和种类1.元素组成:□01C、H、O、N、P。
2.基本单位:□02核糖核苷酸。
3.组成成分4.结构:一般是□06单链,长度比DNA短;能通过□07核孔从细胞核转移到细胞质中。
[易错判断]1.在RNA分子中存在A=U,G=C的数量关系。
(×)2.DNA与RNA的区别:五碳糖不同,含氮碱基不完全相同。
(√)[易错判断]1.一个DNA分子上有很多基因,转录是以基因的一条链为模板的。
(√) 2.转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则,且配对方式相同。
(×)3.由于基因选择性表达,一个DNA分子在不同细胞内转录出来的mRNA 不完全相同。
(√)4.三种RNA均由DNA转录而来。
(√)5.转录解旋时需要解旋酶。
(×)[易错判断]1.信使RNA上任意三个相邻的碱基构成一个密码子。
(×)2.密码子与氨基酸呈现一一对应的关系。
(×)3.每种密码子都有对应的反密码子。
(×)5.种类6.比较DNA与RNA二、遗传信息的转录1.概念:主要在□01细胞核,线粒体、叶绿体也有,以□02DNA 的一条链为模板,合成RNA 的过程。
2.过程(1)解旋⎩⎪⎨⎪⎧酶:□03RNA 聚合酶结果:双链解开,暴露碱基(2)配对⎩⎪⎨⎪⎧原则:□04碱基互补配对原则模板:解开的DNA 双链中的□05一条链原料:游离的□06核糖核苷酸(3)连接⎩⎨⎧酶:□07RNA 聚合酶结果:形成一个□08mRNA(4)释放⎩⎪⎨⎪⎧合成的mRNA 从□09DNA 链上释放DNA 双链恢复成双螺旋结构三、遗传信息的翻译 1.概念2.密码子(1)概念:信使RNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸,此3个相邻碱基称为□04密码子。
(2)种类:64种,其中决定氨基酸的密码子有□0561种,终止密码子有3种。
(3)密码子与氨基酸的对应关系一种密码子只能决定□06一种氨基酸(终止密码子无对应的氨基酸),一种氨基酸可能对应□07一种或几种密码子。
4.tRNA中只含有三个含氮碱基。
(×)5.细胞中能运输氨基酸的物质,其化学本质为蛋白质。
(×)6.3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。
(√)7.翻译过程中mRNA并不移动,只是核糖体沿mRNA移动。
(√)8.转录和翻译过程都有A—U和T—A的配对。
(×)[特别提醒]原核细胞的转录和翻译(如图)图中①是DNA模板链,②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程。
真核细胞的基因是先转录后翻译,转录的主要场所是细胞核;原核细胞的基因是边转录边翻译。
[易错判断]1.中心法则图解①~⑤均可发生在正常人体细胞内。
(×)2.线粒体和叶绿体中的基因也可以进行表达。
(√)3.所有活细胞均可发生中心法则中的全部过程。
(×)3.tRNA(1)结构:呈三叶草的叶形(2)种类:□1161种。
(3)tRNA与氨基酸的对应关系一种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可由□12一种或几种tRNA转运。
4.过程5.mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图(1)数量关系:一个mRNA可同时结合□17多个核糖体。
(2)目的意义:□18少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向:从左向右(见上图),判断依据是多肽链的长短,□19长的翻译在前。
(4)结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至□20内质网、□21高尔基体等结构中进一步加工。
四、中心法则的提出与其发展 1.提出人:□01克里克。
2.中心法则:遗传信息的流动方向(也称信息流)①DNA 的复制 ②□02转录 ③翻译 ④RNA 的复制 ⑤□03逆转录4.DNA 复制只发生在分裂的细胞中,而转录和翻译可以发生在任何时期。
(√)[特别提醒]细胞质基因与细胞核基因的比较(1)细胞生物及噬菌体等DNA 病毒的中心法则:□04。
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA 病毒的中心法则:□05。
(3)HIV 等逆转录病毒的中心法则:□06。
(4)不能分裂的细胞:□07DNA ――→转录RNA ――→翻译蛋白质。
五、DNA 复制、转录、翻译、逆转录和RNA 复制的比较六、基因控制性状的方式1.直接方式(1)机理:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)实例:□01镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。
2.间接方式(1)机理:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)实例:□02白化病、豌豆粒形的形成原因。
七、基因与性状的关系1.一般而言,一个基因决定一种性状。
2.生物体的一种性状有时受□01多个基因的影响,如身高,同时身高也不完全由基因决定,后天营养和体育锻炼等也有重要作用。
考点题型突破考点1遗传信息的转录和翻译题型一DNA和RNA比较1.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知,该生物体内的核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断()A.此生物体内的核酸一定是DNAB.该生物一定不含DNA而只含RNAC.若此生物只含DNA,则一定是单链的D.若此生物含DNA,则一定是双链的答案 C解析因该生物体内核酸中嘌呤数和嘧啶数不等,故可能是只含有RNA,或同时含有DNA和RNA,或只含单链的DNA。
2.如图所示,由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,下列有关叙述正确的有几项()①若m为腺嘌呤,则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸②若a为核糖,则b为DNA的基本组成单位③若m为尿嘧啶,则DNA中肯定不含这种化合物④在烟草花叶病毒体内,b有8种⑤由b构成的单链RNA中,一定不含氢键⑥a属于不能水解的糖,是生物体内的能源物质⑦若a为核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞质中⑧硝化细菌体内含的化合物m共4种A.一项B.两项C.三项D.四项答案 B解析若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤脱氧核苷酸,也可能是腺嘌呤核糖核苷酸,①错误;若a为核糖,则b为RNA的基本组成单位,②错误;若m 为尿嘧啶,则b是RNA的基本组成单位,DNA中不含b这种化合物,③正确;烟草花叶病毒是以RNA为遗传物质的病毒,只含有四种核糖核苷酸,即b只有4种,④错误;tRNA中含有少量氢键,⑤错误;a是五碳糖,属于不能水解的糖,但是不能提供能量,⑥错误;若a为核糖,则由b组成的核酸是RNA,主要分布在细胞质中,⑦正确;硝化细菌体内含有RNA和DNA两种核酸,因此所含的化合物m共5种,⑧错误。
综上所述,正确的有③⑦,故选B。
技法提升DNA和RNA的区分技巧(1)DNA和RNA的判断①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA;②含有碱基U或核糖⇒RNA。
题型二遗传信息、密码子、反密码子的关系分析3.如图表示DNA控制合成蛋白质的过程。
下列有关说法正确的是()A.转录以DNA的两条链作为模板B.密码子存在于③链上C.密码子与氨基酸之间是一一对应的关系D.一种tRNA可转运多种氨基酸答案 B解析转录以DNA的一条链作为模板,A错误;密码子是指mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,它只存在于mRNA上,B正确;密码子有64种,其中3种为终止密码子,不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种,在决定氨基酸的密码子中,一个密码子只决定一种氨基酸,而一种氨基酸可能有多种密码子,因此密码子与氨基酸之间并不是一一对应的关系,C错误;由于tRNA上反密码子与mRNA上的密码子之间遵循碱基互补配对原则,而一种密码子只决定一种氨基酸,所以一种tRNA也只能转运一种氨基酸,D错误。
4.根据如表所示的已知条件,判断苏氨酸的密码子是()A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU答案 C解析密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知,苏氨酸的密码子前两个碱基分别是A、C或U、G,根据反密码子的碱基序列可知密码子第三个碱基是U,结合选项分析,只有C正确。
解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基A配对的是碱基U。
知识拓展遗传信息、密码子与反密码子题型三转录和翻译过程5.(2018·福建质检)如图为基因表达过程的示意图,下列叙述正确的是()A.①是DNA,其一条链可进入细胞质作为转录的模板B.②上有n个碱基,则新形成的肽链含有n-1个肽键C.③是核糖体,翻译过程中③将由3′向5′方向移动D.④是tRNA,能识别mRNA上的密码子答案 D解析据图可判断①②③④依次代表DNA、mRNA、核糖体、tRNA,其中②mRNA是以①DNA的一条链为模板合成的,场所是细胞核,A错误;②mRNA 上有n个碱基,则新形成的肽链最多含有的氨基酸数目为n/3,则肽键数最多为(n/3-1)个,B错误;③核糖体沿着mRNA由5′向3′方向移动,C错误;④tRNA 上的反密码子可以识别②mRNA上的密码子,D正确。