高三一轮复习《基因的表达》
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(新高考生物一轮复习教案)第六单元遗传的物质基础第4课时基因的表达课标要求概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质体现。
考点一遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构与功能2.遗传信息的转录(1)源于必修2 P65“图4-4”:①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个DNA 分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法:已合成的mRNA 释放的一端(5′-端)为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P 64~65“正文”:RNA 适合做信使的原因是RNA 由核糖核苷酸连接而成,可以携带遗传信息;一般是单链,而且比DNA 短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3.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)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 ①概念辨析 比较项目 实质联系遗传信息 DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序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;密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子可识别密码子密码子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 上对应密码子互补配对的三个相邻碱基②数量关系 Ⅰ.密码子有64种a .有2种起始密码子:在真核生物中AUG 作为起始密码子;在原核生物中,GUG 也可以作为起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
b .有3种终止密码子:UAA 、UAG 、UGA 。
正常情况下,终止密码子不编码氨基酸,仅作为翻译终止的信号,但在特殊情况下,终止密码子UGA 可以编码硒代半胱氨酸;不同生物共用一套遗传密码。
第三讲基因的表达考点一遗传信息的转录和翻译基因是如何起作用的?基因通过指导蛋白质的合成来控制性状→基因的表达遗传信息:指基因中脱氧核苷酸的排列顺序基因(细胞核)→转录→RNA(媒介)→翻译→蛋白质(细胞质)一、转录1.RNA的分类信使RNA(mRNA):单链,携带遗传信息,翻译时做模板,其上含密码子转运RNA(tRNA):单链,三叶草结构,搬运氨基酸到核糖体上,其上含反密码子核糖体RNA(rRNA):单链,由核仁组织区的DNA转录而来,兼有酶的功能,又称核酶,核糖体的成分注:不同细胞中由于基因的选择性表达,mRNA种类和数量不同,但tRNA、rRNA 种类没有差别(RNA还有催化和作为某些生物遗传物质的功能)2.mRNA适于作DNA信使的原因(1)也能储存遗传信息(2)遵循碱基互补配对原则(3)RNA一般是单链,短,可通过核孔从细胞核到细胞质(穿过0层膜)【单链不稳定,完成使命后(即翻译结束后)的RNA易迅速降解,保证生命活动的有序进行】3.转录定义:以DNA的一条链为模板合成RNA(产物)【包括mRNA、tRNA、rRNA】场所:细胞核(主)、线粒体、叶绿体、(原核细胞:拟核(主)、质粒)过程:解旋→配对→连接→释放①解旋:RNA聚合酶识别并结合DNA分子上特定的转录开始区域(启动子),解旋,碱基暴露。
注意:转录不需要节解旋酶,RNA聚合酶具有解旋的功能②配对:游离的核糖核苷酸与DNA链上碱基碰撞互补时,以氢键结合③连接:RNA聚合酶把新配对的核糖核苷酸连接到RNA上,形成磷酸二酯键④释放:mRNA从DNA链上释放,DNA恢复双螺旋4.条件:模板:DNA的一条链原料:4种游离的核糖核苷酸能量:ATP酶:RNA聚合酶等5.原则碱基互补配对原则(A-U T-A G-C C-G)【与DNA复制不完全相同】6.转录方向:从mRNA的5’→3’7.时间:发生在个体生长发育整个过程8.特点:边解旋边转录,多个起点。
基因的表达练习一、选择题1.如图是细胞中三种主要的RNA模式图,下列关于RNA的结构和功能的叙述,错误的是( )A.tRNA中不一定含有氢键B.三种RNA中一定都含有磷酸二酯键C.细胞中的RNA是相关基因表达的产物D.三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成2.生物体结构与功能相统一的观点,既体现在细胞等生命系统水平上,也体现在分子水平上。
下列相关叙述错误的是( )A.一个DNA上有多个复制起点,有利于细胞快速复制DNAB.一个mRNA上结合多个核糖体,有利于细胞快速合成多种蛋白质C.一种氨基酸对应多种密码子,有利于保证细胞翻译的效率D.双链DNA分子中G、C含量增多,有利于增强其热稳定性3.真核生物的基因中含有外显子和内含子。
细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA,前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA运出细胞核。
如图为前体mRNA的剪切示意图,相关叙述正确的是( )A.图中的a、c分别为启动子和终止子转录部分B.前体mRNA能与核糖体直接结合进行翻译过程C.蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能D.前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中4.四氯化碳中毒时,会使肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落,导致肝细胞功能损伤。
如图表示粗面内质网上蛋白质合成、加工和转运的过程,下列叙述错误的是( )A.一个mRNA上同时结合多个核糖体可提高翻译的效率B.图中核糖体在mRNA上移动的方向是从左往右C.多肽经内质网加工后全部运输到高尔基体进一步加工D.四氯化碳中毒可能会导致蛋白质无法进入内质网进行加工5. 1986年,英国科学家钱伯斯等人在研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化酶的作用时发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码,其结构和半胱氨酸类似,只是后者的硫原子被硒取代。
最初,人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。
第31课时基因的表达课标要求概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考情分析1.遗传信息的转录和翻译2023·浙江1月选考·T152023·全国乙·T52023·江苏·T62023·湖南·T122023·山东·T12022·湖南·T142021·辽宁·T17 2021·河北·T82021·广东·T72021·浙江1月选考·T222.中心法则2022·河北·T92022·浙江6月选考·T162021·浙江6月选考·T192021·河北·T16考点一遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构、种类和功能链接教材必修2 P67“图4-6”:tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键,一个tRNA 分子中不是(填“是”或“不是”)只有3个碱基。
2.遗传信息的转录链接教材必修2 P65“图4-4”:(1)一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
(2)转录方向的判定方法:已合成的mRNA释放的一端(5′-端)为转录的起始方向。
(3)源于必修2 P64~65“正文”:RNA适合作为信使的原因:RNA由核糖核苷酸连接而成,可以携带遗传信息;一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3.遗传信息的翻译拓展链接真核细胞和原核细胞基因表达过程差异4.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系链接教材必修2 P67“思考·讨论”:几乎所有的生物体都共用一套密码子,这体现了密码子的通用性,说明当今生物可能有着共同的起源。
判断正误(1)一个DNA转录只能转录出1条、1种mRNA(×)提示转录的单位是基因,一个DNA上可有许多个基因,不同基因转录出的RNA不同。
【备考2024】生物高考一轮复习第19讲基因的表达[课标要求] 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象[核心素养] (教师用书独具)1.结合DNA双螺旋结构模型,阐明DNA分子转录、翻译的过程。
(生命观念)2.运用中心法则,阐明遗传信息的传递途径;分析基因表达产物蛋白质与生物性状关系的实例,认识到生物的性状主要通过蛋白质来表现。
(科学思维)3.模拟中心法则各过程的实验,提高观察能力及表达交流能力。
(科学探究)4.通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高,认识到吸烟有害健康。
(社会责任)考点1基因指导蛋白质合成一、RNA的结构和种类1.基本单位核糖核苷酸。
2.组成成分3.结构一般是单链,长度比DNA短;能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
4.种类及功能⎩⎨⎧信使RNA (mRNA ):蛋白质合成的模板转运RNA (tRNA ):识别并转运氨基酸核糖体RNA (rRNA ):核糖体的组成成分5.DNA 与RNA 的区别物质组成 结构特点 五碳糖 特有碱基 DNA脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链,相对分子质量较大 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链,相对分子质量较小二、遗传信息的转录1.概念在细胞核中,通过RNA 聚合酶以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程。
2.转录的过程三、遗传信息的翻译1.密码子与反密码子的比较密码子 反密码子 种类64种 目前发现有很多种 位置mRNA 上 tRNA 一端 实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA 上密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基四、中心法则1.图解2.遗传信息传递的途径途径遗传信息的传递举例①DNA复制从DNA流向DNA细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒②转录从DNA流向RNA细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒③翻译从RNA流向蛋白质所有生物④RNA自我复制从RNA流向RNA某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)⑤RNA逆转录从RNA流向DNA逆转录RNA病毒(如HIV)1.tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。
高三一轮总复习《基因的表达》1.DNA分子中胸腺嘧啶的数量为M,占总碱基数的比例为q,若此DNA分子连续复制n次需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸A.(2n-1)M B.M(1/2q-1)C.(2n-1)M(1-2q)/2q D.(2n-1)M/2n q 2、基因研究最新发现表明,人与小鼠的基因约80%相同,则与小鼠DNA碱基序列相同的比例是A、20%B、80%C、100%D、无法确定3、下列关于细胞基因复制与表达的叙述,正确的是A一种密码子可以编码多种氨基酸B基因的内含子能翻译成多肽C编码区增加一个碱基对,只会改变肽链上的一个氨基酸D. DNA分子经过复制后,子代DNA分子中(C+T)/(A+G)=14、假如某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a,若将其长期培养在含15N的培养基中,便得到含15N的DNA,相对分子质量为b。
现将含15N的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中,那么,子二代DNA的相对分子质量平均为()A.(a+b)/2 B.(3a+b)/4 C.(2a+3b)/2D.(a+3b)/45、如图表示某正常基因及指导合成的多肽顺序。
A~D位点发生的突变导致肽链延长停止的是[除图中密码子外,已知GAC(天冬氨酸)、GGU(甘氨酸)、AUG(甲硫氨酸)、UAG(终止)()A.G/C→A/T B.T/A→G/CC.T/A→G/C D.丢失T/A6.(2010·上海南汇期末)下图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答:(1)图2中方框内所示结构是________的一部分,它在________中合成,其基本组成单位是________,可以用图2方框中数字________表示。
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为________,进行的主要场所是[ ]________,所需要的原料是________。
(3)若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码是________。
(4)从化学成分角度分析,与图1中⑥结构的化学组成最相似的是( )A.乳酸杆菌B.噬菌体 C.染色体D.流感病毒(5)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( )A.166和55 B.166和20 C.333和111 D.333和207.、如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述不正确的是( )A.①②④过程分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶B.②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行;④过程发生在某些病毒体内C.把DNA放在含15N的培养液中进行①过程,子代含15N的DNA占100%D.①②③均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方式不同8. (8分)下图为某种生物细胞中蛋白质合成示意图,请分析回答下列问题:(1)图中[I]代表的结构是,完成过程①需要的物质,是从细胞质进入细胞核的。
(2)通常情况下,进行过程②时,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,其意义是。
用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是 (填序号)。
(3)图中[Ⅱ]携带的氨基酸是。
若合成的蛋白质进入到线粒体基质中发挥催化作用,推测其功能可能是参与有氧呼吸的第阶段,从上述过程可以看出基因对性状的控制方式是。
9、下图表示某高等植物细胞中基因表达的过程,“→”表示物质转移的路径和方向,请仔细观察和分析图解,并回答下列问题:(1)图中rbcs基因表达的产物是SSU,Cab基因表达的产物是LHCP。
在基因表达的过程中,图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为_____、___、______。
(2)图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA,Ⅴ上的基因表达的产物是LUS,物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用,则Ⅵ是________。
(3)据图可知,基因表达过程中转录发生的细胞部位是__________________,翻译发生的细胞部位是________。
(4)据图可知,合成的LHCP参与光合作用的________反应。
由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO2+C5―→2C3反应的过程,则Rubisco存在于________中。
10.(9分)如图为细胞基因表达的过程,据图回答:(1)能够将遗传信息从细胞核传递至细胞质的是_________(填数字)。
进行a过程所需的酶有_________。
(2)图中含有五碳糖的物质有_________ (填标号);图中⑤所运载的氨基酸是_________。
(密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸)(3)一对抗维生素D佝偻病的夫妇,生了一个正常的儿子,该儿子与一个父亲正常的抗维生素D佝偻病的女性结婚,婚后所生儿子中正常的概率为_________。
(4)研究者用某一生长素类似物处理离体培养的细胞,得到结果如下表:细胞内物质含量比值处理前处理后DNA﹕RNA﹕蛋白质1﹕3.1﹕11 1﹕5.4﹕21.7据此分析,此药物作用于细胞的分子机制是:通过_________促进基因的表达。
(5)某植物的花色受两对基因(自由组合)A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图所示,此外,a基因对于B基因的表达有抑制作用。
由图可知基因控制性状的方式是:_________________________________。
现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F l,则F1的自交后代中花色的表现型及比例是_________________________。
11.科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子——MTERF3,这一因子主要抑制线粒体DNA 的表达,从而减少细胞能量的产生。
此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森氏症等多种疾病的治疗。
根据相关知识和以上资料,下列叙述错误的是( )A.线粒体DNA也含有可以转录、翻译的功能基因B.线粒体基因控制性状的遗传不符合孟德尔遗传定律C.线粒体因子MTERF3直接抑制细胞呼吸中酶的活性D.糖尿病、心脏病和帕金森氏症等疾病可能与线粒体功能受损相关12.大肠杆菌可以直接利用葡萄糖,也可以通过合成β—半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。
将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中,测定其细胞总数及细胞内β—半乳糖苷酶的活性变化(如图)。
据图分析,下列叙述合理的是A.0~50min,细胞内无β—半乳糖苷酶基因B.50~100min,细胞内无分解葡萄糖的酶C.培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时,β—半乳糖苷酶基因开始表达D.培养基中葡萄糖缺乏时,β—半乳糖苷酶基因开始表达13.AUG是甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子,但人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸。
下列表述正确的是A.转运甲硫氨酸的tRNA其反密码子为AUGB.血清白蛋白和线粒体中的蛋白质修饰加工的场所是内质网和高尔基体C.血清白蛋白中一定不含甲硫氨酸D.编码血清白蛋白的基因突变可能不影响血清白蛋白的功能14.下图是果蝇染色体上的白眼基因示意图,下列叙述不正确的是A.白眼基因片段中,含有成百上千个脱氧核糖核苷酸B.S基因是有遗传效应的DNA片段C.白眼基因与其它基因的区别是碱基的种类不同D.白眼基因与红眼基因的区别是部分碱基对的不同15.人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病,下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。
由图中不能得出的结论是()A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C.一个基因可以控制多种性状 D.一个性状可以由多个基因控制16.下图为人体内基因对性状的控制过程,有关叙述错误的是 ( )A.图中①②过程的场所分别是细胞核、核糖体B.镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变C.人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶活性下降D.该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状17.酒是人类生活中的主要饮料之一,有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”,有人喝了很多酒,脸色却没有多少改变,我们称为“白脸人”。
下图表示乙醇进入人体后的代谢途径,请据图分析,回答下列问题:(1)“红脸人”的体内只有ADH,饮酒后血液中含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红。
(2)若某正常人乙醛脱氢酶基因在解旋后,其中一条母链上的G被A所替代,而另一条链正常,则该基因连续复制2次后,可得到个突变型乙醛脱氢酶基因。
(3)对某地区调查统计发现人群中缺少ADH的概率是81%。
有一对夫妻体内都含有ADH,但妻子的父亲体内缺少ADH,这对夫妻生下一个不能合成ADH孩子的概率是。
(4)经常酗酒的夫妻生下13三体综合征患儿的概率会增大。
13三体综合征是一种染色体异常遗传病,医院常用染色体上的一段短串联重复序列作为遗传标记(“+”表示有该标记,“-”表示无),对该病进行快速诊断。
现诊断出一个13三体综合征患儿(标记为“+ - -”),其父亲为“+ +”,母亲为“+ -”。
则该患儿形成与双亲中有关,因为其在形成生殖细胞过程中减数分裂第次异常。
18.操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。
如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。
请回答下列问题。
(1)启动子的基本组成单位是______________,终止子的功能是_______ 。
(2)过程①进行的场所是________,RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码了分别为AGA、GUG、CUU,则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为________________。
(3)图示表明,当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS 位点结合,从而导致mRNA____________________,终止核糖体蛋白的合成。
这种调节机制既能保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡,又可以减少____________________。
(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分,试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理:该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成,RP1与mRNA 中RBS位点结合,从而______ 。
19.治疗艾滋病(HIV病毒为RNA病毒)的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似。
下列对AZT作用的叙述,正确的是()A.抑制艾滋病病毒RNA基因的转录B.抑制艾滋病病毒RNA基因的自我复制C.抑制艾滋病病毒RNA基因的逆转录D.抑制艾滋病病毒RNA基因的表达过程20.图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图。