2012年高考生物总复习一轮必修部分：第六章第一节遗传的物质基础 （三、基因的表达）.ppt

1、三、基因的表达一、比较DNA与RNA种类DNARNA名称脱氧核糖核酸核糖核酸基本单位五碳糖核糖磷酸相同脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核糖核苷酸叶绿体种类DNARNA碱基共有特有分布主要在中，细胞质的、中也有少量主要在细胞质，少量在细胞核中A、C、GTU细胞核线粒体种类DNARNA主要功能、传递和表达遗传信息mRNA：翻译蛋白质的模板，转录遗传信息tRNA：运载特定的rRNA：的组成成分产生途径DNA复制、RNA复制贮存逆转录氨基酸核糖体转录二、基因控制蛋白质的合成1复制、转录和翻译过程的比较脱氧核苷酸过程项目 传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译时间细胞分裂生长发育的连续过程中场所主要是细胞质中原

2、料4种4种种间期细胞核核糖核苷酸20氨基酸核糖体过程项目 传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译模板以DNA解旋后的为模板以DNA解旋后的为模板以为模板条件都需特定的酶和碱基配对方式AT，TA GC，CGAU，TA GC，CGAU，UA GC，CG两条链一条链信使RNAATP过程项目 传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译遗传信息传递方向P DNA DNADNARNARNA蛋白质过程特点边解旋边复制，复制边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构一个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一条单链RNA多肽或蛋白质半保留2中心法则图解3基因对性状的控制途径

3、(1)通过来控制代谢过程，从而控制生物性状。(2)通过来直接影响性状。控制酶的合成控制蛋白质分子的结构1.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，如图所示，则叙述正确的是()A若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B在禽流感病原体、幽门螺杆菌体内b均为4种CATP脱去两个高能磷酸键，可形成b，a为核糖D若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8种解析：分析题图，a是五碳糖、m代表碱基、b为核苷酸。若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸；禽流感病原体是RNA病毒，核苷酸一共4种，幽门螺杆菌属于原核生物，细胞内的核苷酸为8种；若a为脱氧核糖

4、，则b为脱氧核糖核苷酸，b构成的核酸完全水解的产物有6种(4种碱基、脱氧核糖、磷酸)。答案：C2一个正常受精卵中的所有基因()A都能表达 B都能转录 C都能翻译D都能复制解析：基因具有选择性表达的特点，正常状况下，受精卵中所有基因均能复制。答案：D3.(2011泉州质检)在同一生物体内，下列有关叙述错误的是 ()不同DNA分子中，可能储存有相同的遗传信息 不同组织细胞中，可能有相同的基因进行表达 不同mRNA分子中，不可能含有相同的密码子 不同核糖体中，不可能翻译出相同的多肽A BC D 解析：减数分裂过程中发生交叉互换的两个DNA分子可能储存相同的遗传信息；同一生物体中不同细胞的遗传物质相同

5、，有些基因在所有的细胞中都可以表达，比如控制呼吸酶的基因，其他基因则在特定细胞中表达；所有生物共用一套密码子；核糖体只是合成蛋白质的场所，核糖体上合成的多肽与mRNA上的种类密切相关，同一mRNA上结合的核糖体翻译出的多肽都是相同的。答案：C4.右图中的哪一种物质或结构，彻底水解的产物种类最多 ()AB C D解析：为核糖体，核糖体的组成成分为RNA和蛋白质，RNA彻底水解后为磷酸、核糖和四种含氮碱基，蛋白质彻底水解后为多种氨基酸。答案：B5(2011咸阳调研)在“基因的表达”过程中，不需要的物质是（）A核糖核苷酸B脱氧核苷酸C氨基酸D核糖核酸解析：“基因的表达”指的是转录和翻译，转录以DNA

6、为模板、核糖核苷酸作原料，翻译以mRNA为模板、氨基酸作原料。答案：B6.如图表示生物体内遗传信息的传递过程。请据图回答：(1)过程需要的原料是_，模板是亲代DNA的_条链。(2)过程表示_，主要是在_中进行的。(3)逆转录酶催化_(填序号)过程，能进行该过程的生物其遗传物质是_；需要解旋酶的过程包括图中的_(填序号)。(4)真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的_(填序号)，场所是_。(5)在实验室中，科学家用链霉素可使核糖体与单链DNA结合，来合成多肽。请用虚线在图中表示这一过程。解析：图示过程依次代表DNA复制、转录、逆转录、RNA复制及翻译。(5)的实验过程表明遗传信息直接由DNA流

7、向蛋白质。答案：(1)脱氧核苷酸 两(2)转录 细胞核(3)RNA(4)核糖体(5)提示：图中加一虚线由DNA指向蛋白质(图略)考点一基因的本质及相关概念的考查命题解读 本考点内容主要包括基因的概念及本质，基因与DNA、染色体的关系，遗传信息、密码子、反密码子等基本概念及其内在关系等，高考中常以选择题形式考查，题目难度一般较小。示例1请根据以下有关概念的相互关系图作答。(1)下列数字序号所表示的物质分别是什么？_，_，_，_。(2)a表示_过程，b表示_过程，需要的物质有_ (至少写出五种)等。(3)基因对性状的控制是通过蛋白质实现的，有些是直接的、有些是间接的，例如：人的镰刀型细胞贫血症是属

8、于_(前者/后者)。(3)基因对性状的控制是通过蛋白质实现的，有些是直接的、有些是间接的，例如：人的镰刀型细胞贫血症是属于 _(前者/后者)。(4)基因是生物性状的控制者，但基因与性状的关系并不是简单的线性关系，这主要体现在_，_。解析遗传信息储存于基因中，基因是有遗传效应的DNA片段。基因控制生物性状既存在控制蛋白质结构影响性状的直接控制途径，也存在控制酶合成进而控制代谢过程，再控制生物性状的间接途径。答案(1)基因 蛋白质(结构蛋白)mRNA(或RNA)酶(酶、激素)(2)复制 翻译 mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP(3)前者(4)有些性状是由多个基因共同控制 性状的表现还受

9、环境因素的影响1脱氧核苷酸基因、DNA、染色体间的内在关系2区分遗传信息、密码子、反密码子项目遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸项目遗传信息密码子反密码子种类基因中脱氧核苷酸数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种，其中61种能翻译出氨基酸，另外3种为终止密码子，不能翻译氨基酸61种1(2011南通一模)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是 ()A染色体、DNA、基因三者都是细胞内的遗传物质B

10、基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是DNA的主要载体，一个染色体上含有1个或2个DNA分子.解析：遗传物质是DNA或基因而不是染色体，因为染色体上还含有蛋白质，蛋白质不是遗传物质。答案：A2人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘增进健康具有不可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构及功能的认识。如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，下列说法不正确的 ().Ag的空间结构一般表现为双螺旋，g被彻底水解后的产物是b、c、dBg的成分与RNA的成分相比，主要差异在于碱基和五碳糖

11、种类上Ce是g的基本单位，g在i上呈线性排列D人的体细胞内的遗传物质是DNA，其在细胞核和细胞质中都存在解析：由图可知，e是脱氧核苷酸，b、c、d是组成e的成分脱氧核糖、磷酸和含氮碱基，g是DNA分子，i是染色体。DNA分子一般是规则的双螺旋结构，彻底水解后形成一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基；DNA分子中的碱基是A、T、G、C，五碳糖是脱氧核糖，RNA分子中的碱基是A、U、G、C，五碳糖是核糖；脱氧核苷酸是DNA分子的基本单位，基因(f)在染色体(i)上呈线性排列；人的体细胞的遗传物质是DNA，在细胞核内是组成染色体的主要成分，在细胞质的线粒体中也存在。答案：C考点二基因控制蛋白质

12、的生物合成命题解读 本考点内容在近年高考中出现频率较高；考查的内容不是过程的复述，而是注重基因表达与细胞的全能性、细胞分化和个体发育等内容的内在联系；随着生物学家对基因表达的深入认识和基因工程成果的广泛应用，基因的选择性表达、基因的程序性表达将成为未来高考的命题热点。示例2(2010江苏高考)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合

13、，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“甘天色”的模板链碱基序列为_。(2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的

14、一个碱基来实现，即由_。解析(1)由翻译的特点，肽链合成过程中每结合一个氨基酸，核糖体就向右移动3个碱基的距离，由图可知甘氨酸对应密码子应为GGU，甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG，所以相应基因模板链碱基序列为CCACTGACC，也可以是CCAGTCACC(转录方向与前者相反)。(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，当Fe3浓度低时，铁调节蛋白会与铁应答元件结合，干扰核糖体在mRNA上的结合与移动，从而抑制翻译开始；当Fe3浓度高时，Fe3会与铁调节蛋白结合，使翻译正常进行。这样既可以避免Fe3对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质

15、和能量的浪费。(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列，故mRNA上碱基数远大于氨基酸数的3倍。(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子，色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别，可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸，(UGGUUG)，故DNA模板链上碱基变化为CA。答案 (1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC)(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3 细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列(4)CA基因与生物性状的关系归纳(1)基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。(2)生物体的一个性状有时受多

16、个基因的影响(如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关)。(3)一般而言，一个基因只决定一种性状。(4)环境因素会影响生物性状(如人类身高不完全取决于基因，可受后天营养及锻炼状况影响)。3(2011厦门质检)下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，相关叙述不正确的是 ().A丙的合成可能受到一个以上基因的控制B图示过程没有遗传信息的流动C过程a仅在核糖体上进行D甲、乙中均含有起始密码子解析：丙是由两条多肽链组成的，从图中可以看出是由甲和乙这两条RNA翻译得到，所以可能有两个基因分别转录合成甲和乙。遗传信息的流动包括传递和表达，表达包括转录和翻译，图示a过程代表表达中的翻译过程。场所是核糖体。甲

17、和乙都是RNA，都有起始密码子和终止密码子。答案：B4.下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，下列描述与实际不相符合的是 ()A完成图中过程需要先把原料、酶、能量等物质由细胞质基质运进细胞核B图中过程所需要的原料、酶、能量也都来自细胞质基质C线粒体内合成的蛋白质不需要再运出线粒体D线粒体中的mRNA上决定氨基酸的密码子的种类最多有61种解析：过程为转录，需要的原料、酶、能量都来自细胞质；过程为线粒体中发生的转录过程，此过程中所需要的能量一般是线粒体自身合成的，所以B错；线粒体内合成的蛋白质在线粒体内起作用，不需要运出线粒体；生物中的密码子总共有64种，其中决定氨基酸的有61种，另3种是

18、终止密码子。答案：B考点三中心法则及其发展命题解读 从近三年高考情况看，本部分知识同样是高考命题的热点，命题热点主要集中于(1)运用中心法则解释不同生物遗传信息的具体传递与表达途径。(2)结合DNA的复制、转录、翻译、细胞分裂等知识，综合考查各阶段的名称、所需条件、原料、场所、细胞分裂时期等。从考查题型上看既有选择题也有非选择题。示例3(2010上海高考)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是()解析 HIV病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该D

19、NA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制。答案 D依据“原料”与“模板”快速确认遗传信息传递过程5对下面图表的分析，有关说法正确的是()抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)红霉素能与核糖体结合利福平抑制RNA聚合酶的活性A环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和过程B青霉素和利福平都能抑制过程C结核杆菌的和过程都发生在细胞质中D过

20、程可发生在人体健康细胞中解析：从图表看出，环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性，可抑制细菌DNA的复制过程(过程)，红霉素能与核糖体结合，抑制细菌的翻译过程(过程)；利福平抑制RNA聚合酶的活性，可抑制细菌的转录过程(过程)；结核杆菌细胞中不存在和过程；在人体健康细胞中，不存在和过程。答案：A61981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试管通过人工合成产物，叙述不正确的是().A，产物分别相同B，生理过程不同C的进行都需要模板、原料、能量和酶D每个生物都必须要进行所有生理过程解析：过程DNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以为复制，产物为DNA

21、，加入DNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为转录，产物为RNA，加入RNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为复制，产物为RNA，加入RNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以产物为DNA，为逆转录，只有少数RNA病毒具有此能力。答案：D示例(2011南通一模)下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是_、_。(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中均加入的物质或细胞结构有_、_。(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DN

22、A的转录过程。实验步骤：第一步：取A、B、C、D 4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混合溶液；第二步：第三步：(4)预期实验结果并得出实验结论：该实验有可能会出现_种实验结果，如果出现_，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。解析(1)甲试管中DNA为模板，核糖核苷酸为原料，生成物必然是RNA，说明模拟的是转录过程。乙试管中有mRNA，原料为氨基酸，说明模拟的是翻译过程。(2)翻译过程需要mRNA、氨基酸、酶、ATP还需要运载工具tRNA，场所是核糖体。(3)要探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程，需要设置对照实验，实验变量为抗生素的

23、有无，而观察指标为是否有RNA生成。因要探究抗生素对人体DNA和细菌DNA转录的影响，故需有两组对照。答案(1)转录 翻译(2)tRNA 核糖体(3)第二步：向A试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，B试管中滴加等量的蒸馏水，同时A、B试管中加入等量相同的细菌DNA；向C试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，D组滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等量相同的人体DNA。第三步：把A、B、C、D 4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试管中有无RNA的生成。(4)4A试管中无RNA生成，B试管中均有RNA生成，C、D试管中均有RNA生成实验设计题答题技巧归纳(1)审题明意：弄清题目要

24、解决的问题是什么。(2)明确课题的性质：指出是什么实验，判断出是“验证性实验”还是“探究性实验”。(3)明确目的：弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。即明确实验要解决什么问题。(4)确定变量：找出自变量和因变量，以及影响本实验的无关变量，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获取手段。(5)联系原理：就是完成该实验的理论依据是什么，这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法以及所依据的科学原理。另外提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。(6)设计实验原则：遵循科学性原则、可操作性原则、对照原则、单一变量原则等，使实验有可信度和说服力。(7)步骤一般为 取材、分组、编

25、号。常用语言模式：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量地分组，分别编号为a、b、c等；取两只试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；选择年龄、体重、性别、健康状况相同的某种动物随机均等分组，分别编号为1、2、3等。施加相同处理(无关变量)、不同处理(自变量)。检测、观察。统计、分析。(8)分析实验结果。(9)推导实验结论。1(2010广东高考)下列叙述正确的是()ADNA是蛋白质合成的直接模板 B每种氨基酸仅由一种密码子编码 CDNA复制就是基因表达的过程 DDNA是主要的遗传物质解析：蛋白质合成的直接模板是mRNA；密码子具有“简并性”，一种氨基酸可对应一种或多种密码子；基因的表达指

26、的是基因通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，不包括DNA的复制。答案：D2(2010天津高考)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是 ()DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸解析：由表格信息无法直接确定转录的模板链，通过DNA两链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上可确定苏氨酸的密码子为ACU或UGU。答案：CATGUBUGACACU DUCU3(2010海南高考)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是 ()A线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋

27、白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则解析：无论是核基因还是质基因都是遵循中心法则的。DNA病毒虽然没有RNA，但是其可以在宿主细胞中转录出RNA，进而翻译出蛋白质，仍然遵循中心法则。答案：D4(2009重庆高考)下表有关基因表达的选项中，不可能的是()基因表达的细胞表达产物A.细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B.人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶C.动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D.兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白解析：通过基因工程可以将细菌的抗虫基因、动物的胰岛素基因分别导入棉花的叶肉细胞和大肠杆菌细胞，由于所有生物

28、共用一套遗传密码，所以二者都能在受体细胞内成功表达；正常人皮肤细胞内的酪氨酸酶基因能成功表达，合成酪氨酸酶，进而最终形成黑色素；哺乳动物成熟红细胞内没有细胞核，所以兔血红蛋白基因表达形成血红蛋白不能在兔的成熟红细胞内完成。答案：D5(2009江苏高考)下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。(1)完成过程需要_等物质从细胞质进入细胞核。(2)从图中分析，核糖体的分布场所有_。(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由_中的基因指导合成。(4)用鹅膏

29、蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)，线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。解析：(1)过程是转录，此过程需要的ATP、核糖核苷酸、酶都是在细胞质中产生的。(2)为翻译过程，在细胞质核糖体中进行，也是翻译过程，在线粒体核糖体中进行。(3)由于溴化乙啶、氯霉素抑制线粒体的转录、翻译过程，线粒体DNA不会再进行表达，而RNA聚合酶活性仍很高，一定是细胞核DNA中的基因指导合成的。(4)用鹅膏蕈碱处理细胞后，细胞质中的RNA含量显著减少(线粒体RNA并未减少)，该物质抑制的是转录过程。答案：(1)ATP、核糖核苷酸、酶(2)细胞质基质和线粒体(3)核DNA(细胞核)(4)会注：点击以上图片进入“课时跟踪检测”