2014届金榜全程复习方略高考生物课件 必修2 第4章.ppt
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1、第4章基因的表达一、RNA的结构与分类1.基本单位及组成(1)填写图中序号名称:_;_;碱基:_;_。磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸(2)构成DNA的基本单位与构成RNA的基本单位的区别在于图中_(填写序号)。2.结构一般是_,比DNA短。、单链3.分布在_内合成,通过_进入细胞质。4.分类细胞核核孔名称功能mRNA将遗传信息从_传递到细胞质中tRNA_,识别密码子rRNA_的组成成分细胞核内转运氨基酸核糖体二、遗传信息的转录和翻译1.试写出与有关的知识过程名称_场所主要是_模板DNA的一条链_原料4种游离的_产物_转录翻译细胞核细胞质mRNA核糖核苷酸20种氨基酸RNA蛋白质2.密码子(1
2、)位置:_上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。(2)作用:决定_。(3)种类:_种。其中决定氨基酸的密码子有_种(_种起始密码子),终止密码子有3种。mRNA氨基酸64612三、基因对性状的控制1.根据中心法则图解填写序号的名称_;_;_;_;_。DNA的复制转录翻译RNA的复制RNA逆转录2.基因、蛋白质与性状的关系:(1)基因对性状的控制途径(连线):(2)基因与性状的关系:基因与性状的关系并不都是简单的_关系。线性1.遗传信息转录的产物只有mRNA。()【分析】转录合成的RNA有三种类型:mRNA、tRNA、rRNA。2.(2011海南T15D)细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一
3、种氨基酸。()【分析】tRNA有61种,其功能是识别并转运特定的氨基酸,即细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸。3.转录是以DNA的两条链作为模板,只发生在细胞核中,以4种核糖核苷酸为原料。()【分析】对于真核生物而言,RNA主要是在细胞核中,以4种核糖核苷酸为原料,以DNA的一条链作为模板合成的;除细胞核外,叶绿体和线粒体中也能合成RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。4.(2010海南T12D)DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则。()【分析】DNA病毒中没有RNA,但其遗传信息的传递仍遵循中心法则,包括DNA的复制、转录和翻译三个过程。5.决定氨基
4、酸的密码子有64种,反密码子位于tRNA上,也有64种。()【分析】密码子有64种,但决定氨基酸的密码子只有61种。反密码子是指位于tRNA上,可以与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的三个相邻碱基,当反密码子与密码子发生碱基互补配对时,tRNA会携带相应氨基酸,进行翻译过程,故反密码子的个数与决定氨基酸的密码子的个数相同,有61种。6.(2010广东T4B)每种氨基酸仅由一种密码子编码。()【分析】一种氨基酸可由一种或多种密码子编码。考点 一 基因指导蛋白质的合成过程转录和翻译1.转录、翻译过程中有关图形解读(1)转录:指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,其特点是边解旋边转录(如图一)
5、。(2)翻译: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序列的蛋白质的过程(如图二)。碱基配对双方是mRNA上密码子和tRNA上反密码子,故A-U、U-A配对,不能出现T。一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,读取下一个密码子,但mRNA不移动。(3)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图:数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。目的意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向:从左向右(见上图
6、),判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板 mRNA 相同而相同。(4)DNA(基因)、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解:翻译过程中,mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以不考虑终止密码子时,经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3,是DNA(基因)中碱基数目的1/6。2.DNA自我复制、转录和翻译的联系【高考警示】(1)DNA分子复制、转录和翻译过程中的碱基互补配对不同:DNA分子复制时:亲代链与子代链间存在碱基互补配对;DNA分子
7、转录时:模板链与RNA链间存在碱基互补配对;翻译过程中:mRNA中密码子与tRNA中反密码子间存在碱基互补配对。(2)蛋白质合成时核糖体的特点:在合成蛋白质时,在同一条mRNA链上结合多个核糖体,合成若干条相同多肽链,而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成。考查角度1 转录和翻译过程【典例1】下图为蛋白质的合成过程示意图,请据图回答有关问题:(1)图一中发生在细胞核中的过程是_。(2)图一中基因表达的最后一阶段是在_中完成的,这一过程中还需要mRNA、氨基酸、_、_和_。(3)图一中称为_,在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质是_。(4)图二为该细胞中多聚
8、核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是()A.X在MN上的移动方向是从右到左,所用原料是氨基酸B.多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链C.该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同D.合成MN的场所在细胞核,而X一定附着在内质网上【解析】(1)细胞核中DNA分子正在进行转录。(2)基因表达的最后阶段是在核糖体中完成的,这一过程称为翻译,翻译需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)为mRNA上相邻的三个碱基,应该属于密码子。由于tRNA一端含有反密码子,另一端携带相应的氨基酸,所以tRNA是将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息
9、联系起来的物质。(4)图二表明,多聚核糖体是以mRNA(核糖核酸)为模板,以20种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的,根据多肽链的长短可以判断,X在MN上是从左向右移动的;由题图可看出,同时有多条多肽链在合成,能够加快蛋白质的合成速率;由于T1、T2、T3的模板相同,都是MN,因此其上氨基酸顺序也相同;mRNA的合成场所是细胞核,而核糖体既可附着在内质网上,也可游离在细胞质中。答案:(1)转录(2)核糖体酶tRNA ATP(3)密码子tRNA (4)A、D【互动探究】(1)根据图一分析,转录类似于DNA复制过程,即边解旋边转录,两过程中关键的不同点和相同点是什么?提示:转录时以DNA的一条链为模板
10、,以核糖核苷酸为原料;而DNA复制时则以DNA的两条链为模板,以脱氧核苷酸为原料。转录和DNA复制过程都需要模板、酶、原料和能量。(2)当图二中X或图一中在细胞内数量增多时,推断细胞核内哪种结构体积增大?并说明原因。提示:核仁。因为X和均为核糖体,其合成与核仁有关。核仁的大小与细胞合成蛋白质的多少有关,蛋白质合成旺盛的细胞核糖体多、核仁大。【变式训练】下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是()A.因为中含有碱基U,所以其上有密码子B.和过程均发生了碱基互补配对C.甲图表示转录过程,乙图表示翻译过程D.L1是一个具有双螺旋结构的DNA分子【解析】选B。密码子是指mRNA上决定1个氨基酸
11、的3个相邻的碱基;由题图可知,甲图表示翻译过程,乙图表示转录过程,在转录和翻译过程中都有碱基互补配对发生;L1,L2共同构成DNA的双螺旋结构。考查角度2 基因指导蛋白质合成的相关计算【典例2】(2013晋中模拟)一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数目、合成蛋白质时脱去的水分子数目最多分别是()A.m、(m/3)-1 B.m、(m/3)-2C.2(m-n)、(m/3)-1 D.2(m-n)、(m/3)-2【解析】选D。由mRNA上G+C有n个,可推知整个DNA分子上G+C有2n个,则DNA上含有A+T=2m-2n=2(m
12、-n);又知合成了2条肽链,则最多脱去的水分子数=(m/3)-2。【变式训练】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为()A.33 11 B.36 12 C.12 36 D.11 36【解析】选B。一条含有11个肽键的多肽,含有12个氨基酸。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸;一个氨基酸至少由一种转运RNA来转运。因此,此mRNA中至少含有36个碱基,合成这段多肽需要12个tRNA。考点二 基因与性状的关系1.中心法则图解及解读(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则:(2)烟草花叶病毒等大部分RN
13、A病毒的中心法则:(3)HIV等逆转录病毒的中心法则:2.基因控制性状的途径(1)直接途径:机理:基因蛋白质结构生物体性状。实例:镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)间接途径:机理:基因酶的合成细胞代谢生物性状。实例:白化病、豌豆的粒形。控制控制控制控制控制【高考警示】基因与性状并不都是一对一的关系(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多个基因的影响,如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状,如基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同,表现型可能不同;基因型不同,表现型可能相同。【典例3】
14、(2013安庆模拟)下图为细胞膜上神经递质受体基因的复制、表达等过程。下列相关分析中不正确的是()A.过程需要模板、原料、酶和能量四个条件B.为方便起见,获得该基因mRNA的最佳材料是口腔上皮细胞C.图中过程一定发生碱基互补配对D.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状【解析】选B。过程是DNA分子复制过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件,A正确;口腔上皮细胞不受神经支配,无神经递质受体,不会有该基因的mRNA,B错误;是DNA复制,是转录,是翻译,都要进行碱基互补配对,C正确;基因对性状直接控制的实质是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,囊性纤维病是
15、编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基,导致CFTR蛋白缺少苯丙氨酸,D正确。【变式训练】下列有关生物体内基因、酶与性状的关系,正确的是()A.绝大多数酶是基因转录的产物B.一种性状只能由一种基因控制C.基因控制性状可通过控制酶的合成来实现D.细胞只要含有某种酶的基因,就会有相应的酶【解析】选C。绝大多数酶是蛋白质,是基因表达的产物;一种性状也可能由多种基因控制;基因控制性状可通过控制酶的合成来实现,也可通过控制蛋白质结构来实现;基因选择性表达,不同的细胞会表达不同的基因。遗传信息、密码子和反密码子的比较1.区别2.联系(1)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mRN
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