2019版2第6单元第3讲基因的表达
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高二生物基因的表达人教版【同步教育信息】一. 本周学习内容:基因的表达二. 本周学习重点与难点:(一)学习重点:1. 基因与遗传信息的关系2. 基因控制蛋白质的合成(二)学习难点:1. 基因与遗传信息的关系2. 中心法则与逆转录三. 学习内容及疑难解析:基因的表达(一)基因:1. 基因的发现:(1)基因概念的提出:19世纪60年代,遗传学的奠基人孟德尔运用逻辑推理的方法首先提出了遗传因子的概念,即我们今天所说的基因。
孟德尔认为:①生物的性状是由遗传因子控制的。
②遗传因子在体细胞成对存在。
③配子中只有这一对遗传因子中的一个。
④雌、雄配子结合后,遗传因子恢复成对。
(2)基因与染色体的关系:20世纪初科学家们逐渐发现了基因与染色体的关系。
①基因存在于染色体上,染色体是基因的载体。
②基因是染色体上的遗传单位。
③基因在染色体上呈直线排列。
(3)基因的化学本质:直到20世纪50年代,沃森和克里克提出DNA的分子结构以后,人们才彻底揭示出基因的化学本质。
①基因是有遗传效应的DNA片断。
②基因是由脱氧核糖核苷酸构成的反向平行的双螺旋双链结构。
③遗传信息来自基因中碱基对的排列顺序。
2. 基因的概念:基因是决定生物性状的基本单位,是有遗传效应的DNA片断。
在这里请同学们注意:生物的DNA中还有大部分的片断没有直接的遗传效应,但它们对生物基因的表达具有调节作用。
(二)基因的表达:基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成实现的。
通过DNA分子的复制,亲代成功地将自己的遗传信息传递给了下一代;通过基因控制蛋白质的合成,遗传信息又被进一步反映到蛋白质的分子结构上,从而实现基因的表达。
1. 基因控制蛋白质的合成:(1)RNA:RNA在基因控制蛋白质的合成过程中起着十分重要的作用。
RNA的种类与功能:项目信使RNA(mRNA)核糖体RNA(rRNA)转运RNA(tRNA)来源以DNA双链中的一条链为模板,在细胞核内合成,然后通过核孔进入细胞质。
《基因的表达》第二课时教案分析一、教学设计思路“基因表达”是人教版《生物》第二册第六章节“遗传的物质基础”中相对比较抽象难理解的内容。
其中转录和翻译的过程是在细胞内进行的,不能给学生进行实物演示,如处理不好则枯燥无味,学生既没有兴趣也不易做到真正的理解。
在教学中,我运用了多种教学方法和手段,如观看图片,运用模拟基因表达的过程。
通过实验探究的方式让学生自己进行讨论、分析实验并和活动有机结合,充分调动学生主动学习的积极性,突破了教学难点,使轻松掌握本节的各知识要点。
根据教学内容的知识点容量,我把这节分两课时,课时介绍基因的概念及与DNA和染色体的关系;阐明复制和表达遗传信息是基因的基本功能;介绍RNA的种类,比较DNA和RNA等。
第二课时实验探究式的分析“基因表达”的具体过程。
二、教学目标.通过实验探究的形式使学生了解基因对蛋白质合成的控制作用。
.通过介绍密码子的破译过程培养学生分析问题的能力。
三、重点、难点分析这一课的重点与难点都是基因如何控制蛋白质的合成过程。
要处理好重、难点,事先把有关的知识、概念介绍清楚——做好铺垫。
通过已有的成功实验来分析整个基因表达的过程,让学生探究式的分析实验把比较抽象的问题更形象化,通过多媒体制作动画模拟基因表达的过程,让学生更好的清楚细胞内的一些微观过程。
四、教学过程设计.导课:观看动画:双胞胎姐妹的录像。
学生们看完动画后兴趣高涨,趁此机会我就说:“我们生活中经常看到一些长得很像的双胞胎很难区分,大家知道这是怎么回事吗?”生物的性状是由遗传物质决定的。
我们可以判断一下,这对双胞胎长得这么像,他们的遗传物质会不会相同?”不错,因为他们的遗传物质是相同的,所以他们也就长得很像了。
我们是通过他们外在特征的相似来判断他们的遗传物质是相同的,比如说这对双胞胎他们的遗传物质相同也就使他们的性状相同,蛋白质是生命活动的承担者,而性状是由蛋白质来体现的,说明遗传物质要控制性状,就必须控制蛋白质的合成。
人教版2019版高考生物一轮优化探究:全套练习(47份有答案)第一单元_第1讲_走近细胞第一单元_第2讲_细胞中的元素和化合物第一单元_第3讲_生命活动的主要承担者—蛋白质第一单元_第4讲_核酸、糖类和脂质第二单元_第1讲_细胞膜和细胞核第二单元_第2讲_细胞器与生物膜系统第二单元_第3讲_细胞的物质输入和输出第三单元_微专题三_细胞代谢中光合作用与细胞呼吸不同角度分析第三单元_第1讲_降低化学反应活化能的酶第三单元_第2讲_atp与细胞呼吸第三单元_第3讲_能量之源—光与光合作用第三单元_第4讲_光合作用与呼吸作用的关系及影响因素第四单元_第1讲_细胞的增殖第四单元_第2讲_减数分裂和受精作用第四单元_第3讲_细胞的分化、衰老、凋亡和癌变第五单元_微专题五_两种方法破解遗传学难题第五单元_第1讲_基因的分离定律第五单元_第2讲_基因的自由组合定律第五单元_第3讲_基因在染色体上与伴性遗传第五单元_第4讲_人类遗传病第六单元_第1讲_dna是主要的遗传物质第六单元_第2讲_dna分子的结构、复制及基因的本质第六单元_第3讲_基因的表达第七单元_第1讲_基因突变和基因重组第七单元_第2讲_染色体变异第七单元_第3讲_从杂交育种到基因工程第七单元_第4讲_现代生物进化理论第八单元_微专题八_巧用下丘脑网控内分泌第八单元_第1讲_人体内环境的稳态及实例第八单元_第2讲_通过神经系统的调节第八单元_第3讲_激素调节及其与神经调节的关系第八单元_第4讲_免疫调节第八单元_第5讲_植物的激素调节第九单元_微专题九_生物与环境中两个易错方面的知识辨析第九单元_第1讲_种群的特征与数量变化第九单元_第2讲_群落的结构和演替第九单元_第3讲_生态系统的结构及其能量流动第九单元_第4讲_生态系统的物质循环、信息传递及稳定性第九单元_第5讲_生态环境的保护第十单元_实验原则与实验设计第十一单元_第1讲_基因工程第十一单元_第2讲_细胞工程第十一单元_第3讲_胚胎工程及伦理问题第十一单元_第4讲_生态工程第十二单元_第1讲_微生物的培养与应用第十二单元_第2讲_传统发酵技术的应用第十二单元_第3讲_植物有效成分的提取[课时作业] 单独成册方便使用一、选择题1.从生命活动的角度理解,人体的结构层次为( )A.原子、分子、细胞器、细胞B.细胞、组织、器官、系统C.元素、无机物、有机物、细胞D.个体、种群、群落、生态系统解析:从生命活动的角度理解,人体最基本的结构层次是细胞,然后依次为组织、器官、系统;元素、化合物、分子、细胞器等不属于生命系统的结构层次,种群、群落、生态系统是个体水平以上的结构层次,故B项正确。
考点一| 遗传信息的转录和翻译(对应学生用书第123页)[识记—基础梳理]1.RNA的结构与种类(1)单体及组成①假设c为U,那么单体为尿嘧啶核糖核苷酸;其组成中不含氮元素的是a磷酸和b核糖(填字母代号及名称)。
②构成DNA的单体与RNA的单体的区别在于图中的b、c(填字母代号)。
(2)结构一般是单链,比DNA短。
(3)合成①真核细胞:主要在细胞核内合成,通过核孔进入细胞质。
②原核细胞:主要在拟核中合成。
(4)种类①图示中的e为tRNA,其功能为转运氨基酸,识别密码子。
②另外两种RNA分别为mRNA、rRNA,其中作为蛋白质合成模板的是mRNA,构成核糖体组成成分的是rRNA。
2.遗传信息的转录和翻译(1)遗传信息的转录①概念在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
②转录的过程(2)遗传信息的翻译①概念: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顺序的蛋白质的过程。
②过程[辨析与识图]1.判断正误(1)一个tRNA分子中只有一个反密码子。
(√)(2)少数RNA具有生物催化作用。
(√)(3)一个tRNA分子中只有三个碱基。
(×)【提示】一个tRNA分子中含有多个碱基。
(4)真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子。
(×)【提示】真核生物的tRNA的一端有3个相邻碱基且与mRNA上的密码子互补配对,这三个碱基组成一个反密码子。
(5)DNA是蛋白质合成的直接模板。
(×)【提示】蛋白质合成的直接模板是mRNA。
(6)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。
(×)【提示】基因进行转录时是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原那么合成RNA。
(7)一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/ 2个。
(×)【提示】DNA上可能有不具有遗传效应的片段,且基因会选择性表达,因此mRNA分子的碱基数小于n/2个。
(8)转录和翻译均以脱氧核苷酸为原料。
(×)【提示】转录以核糖核苷酸为原料,翻译以氨基酸为原料。
(9)转录和翻译过程都存在T-A、A-U、G-C碱基配对方式。
(×)【提示】翻译过程中不存在T-A碱基配对方式。
2.据图思考图1图2(1)肺炎双球菌为原核生物,只进行图2(填〝图1”或〝图2”)过程。
(2)a~f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。
(3)图1中翻译方向为从左向右。
判断依据是多肽链的长短,长的在后。
图1信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义在于少量mRNA 分子可以迅速合成大量的蛋白质。
[理解—深化探究]1.起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸?【提示】翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
2.结合在一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同吗?为什么?【提示】结合在一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同。
因为作为模板的mRNA相同。
模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA 原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶和ATP产物2个双链DNA 一个单链RNA(mRNA,tRNA,rRNA)多肽链特点边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录;转录后DNA仍恢复原来的双链结构一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链碱基配对A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息,使生物表现出各种性状4.理解遗传信息的转录和翻译过程的关系[运用—考向对练]考向1考查遗传信息转录和翻译的过程1.(2019·丰台区期末)如图为原核生物基因控制蛋白质合成的过程,有关表达正确的选项是()A、②为DNA的一条链,与①③的序列互补B、③④⑤水解后都可产生核糖核苷酸C、④是核糖体,它的形成过程与核仁有关D、⑤是肽链,遗传信息的流向为②→③→④→⑤A[②为转录的模板链,①为DNA的另一条链,②与①③的序列互补,A正确;③为mRNA,④为核糖体(由rRNA和蛋白质组成),二者水解后可产生核糖核苷酸,⑤是多肽链,水解后可产生氨基酸,B错误;图为原核生物基因控制蛋白质合成的过程,原核生物没有核仁,C错误;⑤是肽链,遗传信息的流向为②DNA→③mRNA→⑤多肽,D错误。
] 2.(2019·惠州模拟)以下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。
有关表达正确的选项是()A、基因的转录需要DNA聚合酶的催化B、翻译过程需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等C、说明基因与多肽链是一一对应的关系D、成熟mRNA上具有启动子、终止子B[基因的转录需要RNA聚合酶的催化,A项错误;翻译过程中需要加工成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等,B项正确;图中一个基因控制合成两种多肽链,C项错误;成熟mRNA上具有起始密码和终止密码,D项错误。
][误区警示]有关基因表达过程的四个易错点1.转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,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.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。
[备选习题]如图为细胞核内某重要生理活动的示意图,A~E代表不同的物质,以下相关表述错误的选项是()A、图中A物质是DNA,B物质是RNAB、图中C物质是RNA聚合酶,在线粒体和叶绿体中也存在C、D物质是游离的氨基酸,由转运RNA运输D、E物质的存在是通过碱基互补配对实现的C[由题图中信息可知,A为双链DNA,B为单链RNA,此过程为转录,所需酶为RNA聚合酶。
转录过程在线粒体、叶绿体中均可进行,A、B项正确。
图中D物质为小分子原料,转录所需的原料为核糖核苷酸,C 项错误。
E为DNA与RNA杂交区域,形成原因为碱基互补配对,D项正确。
]考向2结合情景信息考查遗传信息的转录和翻译3.(2019·成都市一模)放线菌素D是链霉菌产生的一种多肽类抗生素,它能插入到双链DNA中,妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进,但对DNA 的复制没有影响。
放线菌素D进入细胞后将直接影响()A、核糖体沿着信使RNA向前移动B、信使RNA与tRNA的碱基配对C、遗传信息从DNA流向信使RNAD、以信使RNA为模板合成多肽链C[分析题意:放线菌素D能插入到双链DNA中,妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进,但对DNA的复制没有影响。
RNA聚合酶是转录所需的酶,故放线菌素D进入细胞后将直接影响的是转录过程,即影响的是遗传信息从DNA流向信使RNA。
]4.(2019·武汉调研)apoB基因在肠上皮细胞中表达时,由于mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码子UAA,最终合成蛋白质缺少了羧基端的部分氨基酸序列。
以下表达正确的选项是()【导学号:67110055】A、该蛋白质结构异常的根本原因是基因突变B、mRNA与RNA聚合酶结合后完成翻译过程C、该mRNA翻译时先合成羧基端的氨基酸序列D、脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例D[该蛋白质结构异常的根本原因是mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,A错误;RNA聚合酶催化RNA的形成,B错误;根据题干分析可知,该mRNA翻译之后才合成羧基端的氨基酸序列,C错误;由于mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码子UAA,因此脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例,D正确。
]考向3考查遗传信息、密码子和反密码子的关系5.(2019·深圳一模)以下关于基因指导蛋白质合成的表达,正确的选项是()A、遗传信息从碱基序列到氨基酸序列不会损失B、密码子中碱基的改变一定会导致氨基酸改变C、DNA通过碱基互补配对决定mRNA的序列D、核苷酸序列不同的基因不可表达出相同的蛋白质C[由于基因中的启动子、终止子和内含子都不编码氨基酸,因此遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有所损失,A错误;由于密码子的简并性,因此密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸改变,B 错误;转录过程中DNA通过碱基互补配对决定mRNA的序列,C正确;由于密码子的简并性,核苷酸序列不同的基因可通过转录和翻译,表达出相同的蛋白质,D错误。
]6.(2019·韶关市一模)以下关于密码子、tRNA和氨基酸的关系,说法正确的选项是A、mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸B、密码子的简并性是指每种氨基酸都有多种密码子C、tRNA分子内部均不存在氢键D、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸D[mRNA上每3个相邻的碱基构成一个密码子,其中终止密码子不编码氨基酸,A错误;密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,B错误;tRNA分子中存在局部双链结构,因此其内部存在氢键,C错误;tRNA具有专一性,即每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,D正确。
]考点二| 中心法那么及基因与性状的关系(对应学生用书第126页)[识记—基础梳理]1.中心法那么(如图)(1)填写序号的名称①DNA复制;②转录;③翻译;④RNA复制;⑤逆转录。
(2)用序号表示以下生物的遗传信息传递过程①噬菌体:①、②、③。
②烟草花叶病毒:④、③。
③烟草:①、②、③。
④HIV :⑤、①、②、③。
2.基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制蛋白质的结构――→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――→控制酶的合成――→控制代谢过程――→间接控制生物体的性状。
(3)基因控制性状的实例(连线)实例 控制方式①白化病②镰刀型细胞贫血症③圆粒和皱粒豌豆④囊性纤维病⑤苯丙酮尿症⑥果蝇的红眼和白眼A 、通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状B 、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【提示】[辨析与识图]1.判断正误(1)由逆转录酶催化的是RNA →DNA 。
(√)(2)线粒体中的DNA 能控制某些蛋白质的合成。
(√)(3)中心法那么没有表达遗传信息的表达功能。
(×)【提示】 中心法那么图解中的转录和翻译为遗传信息的表达。
(4)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为:(5)豌豆粒形的形成机理表达了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(×)【提示】 豌豆粒形的形成机理表达了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。