高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第四章 第1-2節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成、基因?qū)π誀畹目刂普n件 新人教版必修2.ppt

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第1、2節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成、 基因?qū)π誀畹目刂?,梳理備考導(dǎo)航,核糖,尿嘧啶,脫氧核糖,胸腺嘧啶,DNA的一條鏈,細(xì)胞核,4種核糖核苷酸,mRNA,三個相鄰堿基,一種氨基酸,多種密碼子,61,tRNA,61,酶的合成,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),,整合知識體系,,自我校對：①DNA ②mRNA ③密碼子 ④多肽(或蛋白質(zhì)) ⑤tRNA,一、RNA的結(jié)構(gòu)與分類 1．基本單位及組成,,①_________；②________；③堿基：_____________；④______________。,磷酸基團,核糖,A、G、C、U,核糖核苷酸,2．結(jié)構(gòu) 一般是_____，比DNA短。有的存在局部堿基配對現(xiàn)象，從而具有局部雙鏈和局部環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 3．分布 主要在_______內(nèi)合成，通過_______進入細(xì)胞質(zhì)。 4．分類 (1)mRNA：將遺傳信息從________傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。 (2)tRNA：___________，識別密碼子。 (3)rRNA：____________的組成成分。,單鏈,細(xì)胞核,核孔,細(xì)胞核,轉(zhuǎn)運氨基酸,核糖體,二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,1．試寫出與①②有關(guān)的知識,轉(zhuǎn)錄,翻譯,細(xì)胞核,DNA的一條鏈,mRNA,核糖核苷酸,2.密碼子 (1)概念：_________上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基。 (2)種類：____種。其中決定氨基酸的密碼子有____種(__種起始密碼子)，_______________有3種。,mRNA,64,61,2,終止密碼子,三、基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系 1．中心法則,①DNA的復(fù)制；②_______；③翻譯；④___________；⑤____________。,轉(zhuǎn)錄,RNA復(fù)制,逆轉(zhuǎn)錄,2．基因控制性狀 (1)基因通過______________來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，如白化病。 (2)基因還能通過控制______________直接控制生物體的性狀，如囊性纖維病。,控制酶的合成,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),思考辨析 1．若核酸中出現(xiàn)堿基T或五碳糖為脫氧核糖，則必為DNA。( ) 2．轉(zhuǎn)錄是以DNA的兩條鏈作為模板，只發(fā)生在細(xì)胞核中，以4種核糖核苷酸為原料。( ) 3．轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶只能起到催化作用，不能識別DNA中特定的堿基序列。( ) 4．密碼子位于mRNA上，是由三個相鄰堿基組成的，密碼子與氨基酸之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。( ),√,,,,5．(2011海南卷，15D)細(xì)胞中有多種tRNA，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸。( ) 6．(2013海南卷，22C)基因B1和由其突變而來的B2在指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時使用同一套遺傳密碼。( ) 7．遺傳信息轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有mRNA。( ),√,√,,,精研核心考點,考點一 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程——轉(zhuǎn)錄和翻譯,[典例1] (2013浙江卷，3)某生物基因表達過程如圖所示。下列敘述與該圖相符的是( ),,A．在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開 B．DNARNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與T配對 C．mRNA翻譯只能得到一條肽鏈 D．該過程發(fā)生在真核細(xì)胞中,[命題思路] 以生物圖形、情景材料等形式考查轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，并常結(jié)合細(xì)胞分裂，DNA復(fù)制，基因突變等知識綜合命題來考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力。,[信息提取] 觀察圖示：轉(zhuǎn)錄未結(jié)束已開始翻譯，一條RNA上結(jié)合多個核糖體。,[解題思路] 圖示表示轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，二者同時發(fā)生，應(yīng)為原核生物，轉(zhuǎn)錄過程中DNA解旋是RNA聚合酶的作用，A正確；DNARNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與U配對，B錯誤；mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，翻譯形成多條相同的多肽鏈。C項錯誤；在真核細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進行，翻譯在核糖體上進行，二者不能同時進行，D項錯誤。 [答案] A,1．轉(zhuǎn)錄、翻譯過程解讀 (1)轉(zhuǎn)錄,在RNA聚合酶(圖中①)的催化作用下，以DNA的一條鏈為模板，按堿基互補配對原則，將核糖核苷酸依次連接形成一個mRNA分子(圖中②)。三種RNA都是轉(zhuǎn)錄形成的。 (2)翻譯,,①一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，在每個核糖體上將tRNA運載來的氨基酸以mRNA為模板合成具有特定氨基酸序列的多肽鏈。 ②核糖體在mRNA上移動，移動的方向可根據(jù)核糖體上多肽鏈的長短來判斷，肽鏈長的翻譯在前。 ③一個mRNA上不同的核糖體合成相同的多肽鏈，這些多肽要形成蛋白質(zhì)還需運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。,2．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較 (1)區(qū)別,(2)聯(lián)系,,3．基因表達中相關(guān)數(shù)量的計算 (1)數(shù)量關(guān)系,,(2)計算中“最多”和“最少”的分析 ①翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 ②基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。,1．下圖是基因控制蛋白質(zhì)合成的兩個主要步驟。請分析回答下列問題。,,(1)圖1中甲的名稱為________，乙與丁在結(jié)構(gòu)上的不同點是____________________________。方框內(nèi)表示該過程進行方向的箭頭是________。(填“→”或“←”) (2)圖2所示的生理過程是細(xì)胞中多聚核糖體合成多肽鏈的過程，此過程的模板是________(物質(zhì)名稱)。②③④的最終結(jié)構(gòu)是否相同？________(是/否)。 (3)從化學(xué)成分角度分析，以下與圖2中結(jié)構(gòu)⑤的化學(xué)組成最相似的是________。 A．大腸桿菌 B．噬菌體 C．染色體 D．煙草花葉病毒,答案：(1)RNA聚合酶 組成乙的五碳糖是脫氧核糖，組成丁的是核糖 ← (2)mRNA 是 (3)D,考點二 中心法則及基因?qū)π誀畹目刂?[典例2] (基因控制生物性狀)(2015肇慶模擬)人類白化病和苯丙酮尿癥是由于代謝異常引起的疾病，下圖表示在人體代謝中產(chǎn)生這兩類疾病的過程。由圖中不能得出的結(jié)論是( ),,A．基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物的性狀 B．基因可以通過控制酶的合成來控制生物的性狀 C．一個基因可以控制多種性狀 D．一個性狀可以由多個基因控制,[命題思路] 本題以人類白化病和苯丙酮尿癥為背景，考查了基因?qū)π誀畹目刂仆緩郊盎蚺c性狀的數(shù)量關(guān)系，意在考查考生獲取信息分析推理的能力。,[解析] 苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的異常與酶的合成有密切的關(guān)系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1發(fā)生變化，則多巴胺和黑色素的合成都受影響；多巴胺和黑色素的合成也都受多個基因的控制。 [答案] A,1．中心法則與生物種類的關(guān)系 (1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞,,(3)中心法則體現(xiàn)了基因的兩大基本功能 ①對遺傳信息的傳遞功能：是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中。 ②對遺傳信息的表達功能：是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。,基因與性狀并不都是一對一的關(guān)系 (1)一般而言，一個基因決定一種性狀。 (2)生物體的一種性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關(guān)。 (3)有些基因可影響多種性狀，如,,(4)生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果?；蛐拖嗤憩F(xiàn)型可能不同；基因型不同，表現(xiàn)型可能相同。,,2．(2015山東日照第三次質(zhì)檢)下面是幾種抗菌藥物的抗菌機理以及中心法則的圖解。 ①青霉素：抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成； ②環(huán)丙沙星：抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性； ③紅霉素：能與核糖體結(jié)合以阻止其發(fā)揮作用； ④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。 以下有關(guān)說法錯誤的是( ),,A．環(huán)丙沙星會抑制a過程，利福平將會抑制b過程 B．除青霉素外，其他抗菌藥物均具有抑制遺傳信息傳遞和表達的作用 C．過程d涉及的氨基酸最多20種、tRNA最多有64種 D．e過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶,解析：從圖中可以看出，環(huán)丙沙星會抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性，可抑制細(xì)菌DNA的復(fù)制過程(a過程)；利福平會抑制RNA聚合酶的活性，可抑制細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄過程(b過程)；紅霉素能與核糖體結(jié)合以阻止其發(fā)揮作用，可抑制細(xì)菌的翻譯過程(d過程)。只有青霉素抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，不影響遺傳信息傳遞和表達的作用；另外e過程是逆轉(zhuǎn)錄過程，A、B、D都正確。翻譯過程涉及的氨基酸最多20種、tRNA最多有61種，C錯誤。 答案：C,[備課札記] ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________,,演練目標(biāo)課堂,1．(2014四川卷，3)將牛催乳素基因用32P標(biāo)記后導(dǎo)入小鼠乳腺細(xì)胞，選取僅有一條染色體上整合有單個目的基因的某個細(xì)胞進行體外培養(yǎng)。下列敘述錯誤的是( ) A．小鼠乳腺細(xì)胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸 B．該基因轉(zhuǎn)錄時，遺傳信息通過模板鏈傳遞給mRNA C．連續(xù)分裂n次后，子細(xì)胞中32P標(biāo)記的細(xì)胞占1/2n＋1 D．該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等,解析：A項，小鼠乳腺細(xì)胞屬于真核細(xì)胞，其細(xì)胞中的核酸有兩種：DNA和RNA，DNA中含氮堿基有A、G、C、T 4種，RNA中含氮堿基有A、G、C、U 4種，故小鼠乳腺細(xì)胞中含氮堿基共有A、G、C、T、U 5種；根據(jù)含氮堿基與五碳糖的不同，細(xì)胞中DNA的基本組成單位脫氧核糖核苷酸有4種，RNA的基本組成單位核糖核苷酸有4種，故小鼠乳腺細(xì)胞中共有8種核苷酸。,B項，基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。轉(zhuǎn)錄時，以基因(有遺傳效應(yīng)的DNA片段)的一條鏈為模板，遵循堿基互補配對原則合成mRNA，將遺傳信息由模板鏈傳遞到mRNA。C項，將小鼠乳腺細(xì)胞進行體外培養(yǎng)(原料中不含32P)，連續(xù)分裂n次后，產(chǎn)生的子細(xì)胞有2n個，根據(jù)DNA的半保留復(fù)制特點可知，其中只有2個細(xì)胞含32P，因此，子細(xì)胞中含32P標(biāo)記的細(xì)胞占2/2n，即1/2n－1。D項，基因翻譯時，每種tRNA上的反密碼子對應(yīng)mRNA上一種決定氨基酸的密碼子，決定氨基酸的密碼子共61種，而合成蛋白質(zhì)的氨基酸約20種，所以翻譯時所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等。 答案：C,2．(2014江蘇卷，20)關(guān)于基因控制蛋白質(zhì)合成的過程，下列敘述正確的是( ) A．一個含n個堿基的 DNA 分子，轉(zhuǎn)錄的 mRNA 分子的堿基數(shù)是n/2 個 B．細(xì)菌的一個基因轉(zhuǎn)錄時兩條 DNA 鏈可同時作為模板，提高轉(zhuǎn)錄效率 C．DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的結(jié)合位點分別在 DNA 和 RNA 上 D．在細(xì)胞周期中，mRNA 的種類和含量均不斷發(fā)生變化,解析：不具遺傳效應(yīng)的DNA片段不轉(zhuǎn)錄，不會形成mRNA，所以mRNA分子的堿基數(shù)小于n/2 個。轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。RNA 聚合酶的結(jié)合位點也在DNA上。在細(xì)胞周期中，基因選擇性表達，mRNA 的種類和含量均不斷發(fā)生變化。 答案：D,3．(2015寧波模擬)圖示為DNA分子片段(基因)控制蛋白質(zhì)的合成過程。下面的說法錯誤的是( ),,A．圖中包含8種核苷酸 B．DNA雙鏈中②為模板鏈 C．在③鏈上可以有若干個核糖體同時進行工作 D．⑤代表的氨基酸只能由一種特定轉(zhuǎn)運RNA搬運,解析：一種氨基酸可能有多種密碼子與之對應(yīng)，由于密碼子與轉(zhuǎn)運RNA上的反密碼子一一對應(yīng)，故一種氨基酸可能被多種轉(zhuǎn)運RNA搬運。 答案：D,4．(2015東北四市聯(lián)考)如圖為神經(jīng)遞質(zhì)合成酶的基因復(fù)制、表達的有關(guān)過程。下列相關(guān)分析中錯誤的是( ),,A．圖中①過程需要模板、原料、酶和能量 B．若要提取該基因的mRNA，則可選擇口腔上皮細(xì)胞作為實驗材料 C．圖中①②③過程一定發(fā)生堿基互補配對 D．鐮刀型細(xì)胞貧血癥體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀,解析：①過程為DNA復(fù)制過程，該過程需要DNA的兩條鏈為模板、四種游離的脫氧核苷酸為原料，還需要能量(ATP)和DNA聚合酶；由于基因進行選擇性表達，口腔上皮細(xì)胞中不存在控制合成神經(jīng)遞質(zhì)合成酶的mRNA；DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程均發(fā)生堿基的互補配對；鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因突變而導(dǎo)致紅細(xì)胞的血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。 答案：B,5．腸道病毒EV71為單股正鏈RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原體之一。下面為該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的示意圖。,,據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中物質(zhì)M的合成場所是________________；催化①、②過程的物質(zhì)N是__________________。 (2)假定病毒基因組＋RNA含有7 500個堿基，其中A和U占堿基總數(shù)的40%。以病毒基因組＋RNA為模板合成一條子代＋RNA的過程共需要堿基G和C______個。 (3)圖中＋RNA有三方面功能，分別是_______________。 (4)EV71病毒感染機體后，引發(fā)的特異性免疫有_______。,(5)病毒衣殼由VP1、VP2、VP3和VP4四種蛋白組成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面， 而VP4包埋在衣殼內(nèi)側(cè)并與RNA連接，另外VP1不受胃液中胃酸的破壞。若通過基因工程生產(chǎn)疫苗，四種蛋白中不宜作為抗原制成疫苗的是________，更適宜作為抗原制成口服疫苗的是__________。,解析：(1)圖中的物質(zhì)M是一條多肽鏈，由于EV71病毒沒有細(xì)胞器，其合成的場所是宿主細(xì)胞的核糖體；①、②過程是以RNA為模板合成RNA的過程，需要的是RNA聚合酶。(2)需要先以＋RNA為模板合成－RNA，再以－RNA為模板合成＋RNA，也相當(dāng)于合成了一條完整的雙鏈RNA，在這條雙鏈RNA中A＝U，G＝C，根據(jù)題目中的條件，在病毒＋RNA中(假設(shè)用第1條鏈來表示)(A1＋U1)＝40%，而互補鏈－RNA中(假設(shè)用第2條鏈來表示)(A2＋U2)＝(A1＋U1)＝40%，所以兩條互補鏈中A＋U占雙鏈RNA堿基數(shù)的比例是A＋U＝40%，則G＋C＝60%，以病毒基因組＋RNA為模板合成一條子代＋RNA的過程共需要堿基G和C 7 500260%＝9 000(個)。,(3)由圖中可以看出＋RNA的功能是作為翻譯的模板翻譯出新的蛋白質(zhì)；也作為復(fù)制的模板形成新的＋RNA；還是病毒的組成成分之一。(4)EV71病毒感染機體后進入內(nèi)環(huán)境中首先會引發(fā)體液免疫產(chǎn)生抗體；病毒進入宿主細(xì)胞后，會引發(fā)細(xì)胞免疫。(5)由于VP4包埋在衣殼內(nèi)側(cè)不適合作為抗原制成疫苗；由于VP1不受胃液中胃酸的破壞，口服后不會改變其性質(zhì)，所以更適合制成口服疫苗。,答案：(1)宿主細(xì)胞的核糖體 RNA復(fù)制酶(或RNA聚合酶或依賴于RNA的RNA聚合酶) (2)9 000 (3)翻譯的模板、復(fù)制的模板、病毒的重要組成成分 (4)體液免疫和細(xì)胞免疫 (5)VP4 VP1,