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1、2022年高三生物總復習 第23講 基因表達教案
【考綱要求】
基因表達
考綱要求
(1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
(2)基因與性狀的關(guān)系
Ⅱ
Ⅱ
【考點分析】
知識點
試卷類型
分值
題型
(1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
(2)基因與性狀的關(guān)系
xx 四川
22
非選擇題
xx 海南
3
選擇題
xx 海南
3
選擇題
xx 江蘇
2
選擇題
xx 廣東
3
選擇題
xx 上海
11
選擇題
xx 山東
19
非選擇題
xx 重慶
20
非選擇題
xx 上海
11
非選擇題
xx 廣東
2、
2
選擇題
xx 海南
2
選擇題
xx 寧夏
12
非選擇題
xx 浙江
18
非選擇題
xx 上海
2
選擇題
xx 江蘇
7
非選擇題
xx 廣東
2
選擇題
【考點預測】
基因的表達是學習生物的主要任務,就是通過對現(xiàn)實存在物質(zhì)的學習來了解生命的過程,對于本節(jié)一直高考的熱點問題,主要考察的是轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程,以及與之相關(guān)的計算題目,主要是以選擇題的形式出現(xiàn),有的時候也可以是大題。
【知識梳理】
一、轉(zhuǎn)錄
a.場所:細胞核
b.過程;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。
c.目的:傳遞遺傳信息。
3、二、翻譯
a.場所:細胞質(zhì)的核糖體。
b.過程:以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)的過程。
c.目的:傳遞遺傳信息
三、中心法則
四、基因與性狀的關(guān)系
【重點解析】
中心法則
1.中心法則中所涉及生理過程的比較
(1)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能。
圖中①體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能,它是通過DNA復制完成的,發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。圖中②③共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能,它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的,發(fā)生在個體發(fā)育過程中。
(2)中心法則中幾個生理過程能準確地進行的原因,準確的模板和嚴格有序的堿基互補配對關(guān)系保證了遺
4、傳信息的正常傳遞和表達,進而保證了物種的相對穩(wěn)定性。
(3)中心法則幾個過程的比較
場所
模板
原料
酶和其它條件
堿基互補配對方式
產(chǎn)物
復
制
細胞核
DNA兩條鏈
游離的脫氧核苷酸、4種
解旋酶、DNA聚合酶等。能量
A與T
C與G
T與A
G與C
DNA
轉(zhuǎn)
錄
細胞核
DNA的一條鏈
游離的核糖核苷酸、4種
解旋酶、RNA聚合酶(可提一下)等。能量
A與U
C與G
T與A
G與C
mRNA
翻
譯
細胞質(zhì)中的核糖體
信使RNA
氨基酸、20種
酶、轉(zhuǎn)運RNA、能量
A與U
C與G
G與C
U與A
5、
蛋白質(zhì)(或多肽鏈)
(4)中心法則是不斷發(fā)展和完善的,是對所有生物的信息流動的歸納,不同的生物是不同的
① 以DNA為遺傳物質(zhì)的生物:
② 以RNA為遺傳物質(zhì)不逆轉(zhuǎn)錄的生物:
③以RNA為遺傳物質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄的生物:
生物界:
2、與中心法則相聯(lián)系的計算
信使RNA上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸,因此蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目與信使RNA上的堿基數(shù)目存在著1:3的對應關(guān)系,而信使RNA又是通過基因中的信息鏈轉(zhuǎn)錄而來。由于基因是雙鏈,而只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄,所以基因中的堿基數(shù)目與信使RNA上的堿基數(shù)目存在著2:1的對應關(guān)系,因此蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目與基因中的堿基數(shù)目存在著
6、1:6的對應關(guān)系。在合成蛋白質(zhì)時,需要轉(zhuǎn)運RNA作為運載氨基酸的工具,每個轉(zhuǎn)運RNA每次只能運載一個特
定的氨基酸。
綜上所述,可把上面有關(guān)的知識總結(jié)成如下的關(guān)系式:
[蛋白質(zhì)中肽鏈的條數(shù)十(縮合時脫下的水分子數(shù)或蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù))]:蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目:參加轉(zhuǎn)運的tRNA:參加轉(zhuǎn)運的tRNA中反密碼子堿基數(shù):信使RNA的堿基數(shù):DNA(基因)堿基數(shù)=1:1:1:3:3:6。
蛋白質(zhì)平均相對分子質(zhì)量一氨基酸平均相對分子質(zhì)量×氨基酸數(shù)目一[(氨基酸數(shù)目一蛋白質(zhì)中肽鏈數(shù))×水相對分子質(zhì)量]。
例1、一條多肽鏈中有氨基酸1000個,作為合成該多肽鏈模板的mRNA分
7、子和用來轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子分別至少需要堿基( )
A、3000個和3000個
B、1000個和xx個
C、xx個和4000個
D、3000個和6000個
解析:此題考察DNA控制蛋白質(zhì)合成的過程。mRNA上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸,所以mRNA上堿基的數(shù)量是其控制合成多肽鏈中氨基酸個數(shù)的三倍。mRNA是以DNA雙鏈中的一條單鏈為模板,按照堿基互補配對原則轉(zhuǎn)錄形成的,所以DNA分子的堿基數(shù)量是其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基數(shù)量的2倍,是其指導合成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量的6倍。
答案:D
例2、下列說法錯誤的是( )
A、一種轉(zhuǎn)運RNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸
B、一
8、種氨基酸可以含有多種密碼子
C、一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運
D、一種氨基酸只能由一種RNA來轉(zhuǎn)運
解析 密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基,反密碼子是轉(zhuǎn)運RNA上可以與密碼子進行堿基互補配對的三個堿基。一個氨基酸可以有多個密碼子,所以一個氨基酸可以由多個轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運,但對一個特定的轉(zhuǎn)運RNA,只能轉(zhuǎn)運特定的一種氨基酸。
答案:D
例3、已知某物種的細胞中含有26個DNA分子,其中有2個DNA分子各含有24 000個堿基,由這兩個DNA分子所控制合成的肽鏈中,最多含有多少種氨基酸( )
A、8 000
B、4 000
C、16
9、 000
D、20
解析: 氨基酸的種類最多只有20種,要注意對題目隱含信息的挖掘。
答案: D
例4、人的胰島素基因和得以表達的胰島素基因依次位于 ( )
A、體細胞、胰島細胞中
B、胰島細胞、體細胞中
C、均位于胰島細胞中
D、體細胞、腎小管細胞中
解析: 認得體細胞都是由受精卵不斷通過有絲分裂而產(chǎn)生的,因此人的體細胞都含有一整套相同的基因,都含有胰島素基因。但這些基因并非無選擇地在每一個細胞都得到表達,即控制合成相應的蛋白質(zhì),而是在不同的組織細胞中只有部分基因得到了表達。胰島素基因只是在胰島細胞中得到表達,合成了蛋白質(zhì)激素—胰島素。
答案: A
【實戰(zhàn)訓練】
10、
(09廣東卷)1.大多數(shù)老年人頭發(fā)變白的直接原因是頭發(fā)基部細胞內(nèi)
A.物質(zhì)轉(zhuǎn)運加速 B.新陳代謝變緩
C.呼吸速率加快 D.與黑色素合成相關(guān)的酶活性降低
答案:BD
解析:生物的基因控制性狀,可通過控制酶的合成控制代謝進而控制性狀,頭發(fā)變白是因為黑色素無法形成,與黑色素合成相關(guān)的酶活性降低,酶活性降低導致新陳代謝變緩,致使老年人頭發(fā)變白。
(09廣東卷)2.有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述,正確的是
A. 終止密碼子不編碼氨基酸
B. 每種tRNA只運轉(zhuǎn)一種氨基酸
C. tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列
11、的遺傳信息
D. 核糖體可在mRNA上移動
答案:ABD
解析:攜帶遺傳信息的,是DNA。
(09海南卷)3.有關(guān)真核細胞DNA復制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程的敘述,錯誤的是
A.兩種過程都可在細胞核中發(fā)生 B.兩種過程都有酶參與反應
C.兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料 C.兩種過程都以DNA為模板
答案:C
(09遼寧、寧夏卷)4.(12分)
多數(shù)真核生物基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開,每一個不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個內(nèi)含子。這類基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄、加工形成的mRNA中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列。某同學為檢測某基
12、因中是否存在內(nèi)含子,進行了下面的實驗:
步驟①:獲取該基因的雙鏈DNA片段及其mRNA;
步驟②:加熱DNA雙鏈使之成為單鏈,并與步驟①所獲得的mRNA按照堿基配對原則形成雙鏈分子;
步驟③:制片、染色、電鏡觀察,可觀察到圖中結(jié)果。
請回答:
(1)圖中凸環(huán)形成的原因是 ,說明該基因有 個內(nèi)含子。
(2)如果現(xiàn)將步驟①所獲得的mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到DNA單鏈,然后該DNA單鏈與步驟②中的單鏈DNA之一按照堿基配對原則形成雙鏈分子,理論上也能觀察到凸環(huán),其原因是逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈中不含有 序列。
(3)DNA與mRNA形成的雙鏈分子中堿基配對類型有
13、 種,分別是 。
答案:
(1)DNA中有內(nèi)含子序列, mRNA中沒有其對應序列,變性后形成的DNA單鏈之一與mRNA形成雙鏈分子時,該單鏈DNA中無法與mRNA配對的序列能形成凸環(huán) 7
(2)內(nèi)含子
(3)3 A—U T—A C—G
解析:
(1)由題意知, 基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開,每一個不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個內(nèi)含子。而mRNA中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列。因此, 變性后形成的DNA單鏈之一與mRNA形成雙鏈分子時,該單鏈DNA中無法與mRNA配對的序列能形成凸環(huán)。
(2)mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到DNA單鏈,該DNA單鏈
14、也不含有不編碼蛋白質(zhì)的序列,因此,逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈中不含有內(nèi)含子序列。
(3)DNA中有四種堿基AGCT, mRNA有四種AGCU, DNA中的A與mRNA中的U, DNA中T與mRNA中A ,DNA中C與mRNA中G,DNA中G與mRNA中C, 所以配對類型有三種。
(09上海卷)5.某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778,若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110,如考慮終止密碼子,則編碼該多肽的基因長度至少是
A. 75對堿基 B. 78對堿基
C. 90對堿基 D. 93對堿基
答案:D
解析:根據(jù)題中條件可知該多肽由30個氨基酸組成,則應為30個密碼子
15、再加上終止密碼子應為31,編碼多肽的基因堿基為31×6=186,93對堿基。
(09浙江卷)6.(18分)正常小鼠體內(nèi)常染色體上的B基因編碼胱硫醚γ—裂解酶(G酶),體液中的H2S主要由G酶催化產(chǎn)生。為了研究G酶的功能,需要選育基因型為B-B-的小鼠。通過將小鼠一條常染色體上的B基因去除,培育出了一只基因型為B+B-的雄性小鼠(B+表示具有B基因,B-表示去除了B基因,B+和B-不是顯隱性關(guān)系),請回答:
(1)現(xiàn)提供正常小鼠和一只B+B-雄性小鼠,欲選育B-B-雄性小鼠。請用遺傳圖解表示選育過程(遺傳圖解中表現(xiàn)型不作要求)。
(2)B基因控制G酶的合成,其中翻譯過程在細胞質(zhì)的
16、 上進行,通過tRNA上的 與mRNA上的堿基識別,將氨基酸轉(zhuǎn)移到肽鏈上。酶的催化反應具有高效性,胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快,這是因為 。
(3)右圖表示不同基因型小鼠血漿中G酶濃度和H2S濃度的關(guān)系。B-B-個體的血漿中沒有G酶而仍有少量H2S產(chǎn)生,這是因為 。通過比較B+B+和B+B-個體的基因型、G酶濃度與H2S濃度之間的關(guān)系,可得出的結(jié)論是 。
答案:
(1)
(2)核糖體 發(fā)密碼子 G酶能降低化學反應活化能
(3
17、)①血壓中的H2S不僅僅由G酶催化產(chǎn)生
②基因可通過控制G酶的合成來控制H2S濃度
解析:本題考查基因控制蛋白質(zhì)合成的有關(guān)知識。
(1)遺傳圖解如下:
(2)B基因控制G酶的合成,其中翻譯過程在核糖體上進行,通過tRNA上的反密碼子與mRNA上的堿基識別,將氨基酸轉(zhuǎn)移到肽鏈上。酶的催化反應具有高效性,是因為酶能降低化學反應的活化能。(3)右圖表示不同基因型小鼠血漿中G酶濃 度和H2S濃度的關(guān)系。B-B-個體的血漿中沒有G酶而仍有少量H2S產(chǎn)生,這是因為血漿中的H2S 不僅僅由 G酶催化生成。通過比較B+B+和B+B-個體的基因型、G酶濃度與H2S濃度之間的關(guān)系,可得出的結(jié)論是基因
18、可通過控制G酶的合成來控制H2S濃度。
(09江蘇卷)7.(7分)下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。
(1)完成過程①需要 等物質(zhì)從細胞質(zhì)進入細胞核。
(2)從圖中分析,核糖體的分布場所有 。
(3)已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④,將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由 中的基因指導合成。
(4)用一鵝膏蕈堿處理細胞后發(fā)現(xiàn),細胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量
19、顯著減少,那么推測一鵝膏蕈堿抑制的過程是 (填序號),線粒體功能 (填“會”或“不會”)受到影響。
答案:
(1)ATP、核糖核苷酸、酶
(2)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
(3)核DNA(細胞核)
(4)① 會
解析:本題以圖文為資料考查轉(zhuǎn)錄翻譯相關(guān)知識。(1)過程①為轉(zhuǎn)錄,需要從核外獲取ATP、核糖核苷酸、酶;(2)過程②表示翻譯,場所核糖體,在細胞質(zhì)基質(zhì),線粒體中能進行過程④翻譯,所以線粒體中也存在。(3)已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④,但是將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),線粒體中RNA聚合酶均保持很高
20、活性。所以RNA聚合酶不是線粒體的基因控制合成的,而是由細胞核中的基因指導合成。(4)用一鵝膏蕈堿處理細胞后細胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少,所以抑制了轉(zhuǎn)錄合成RNA的過程①,線粒體由于前提蛋白減少,所以功能受影響。
【名師點撥】
1、RNA的種類有三種:mRNA、tRNA、rRNA
2、DNA與RNA的區(qū)別:
DNA
RNA
堿基
A、G、C、T
A、G、C、U
五碳糖
脫氧核糖(C5H10O4)
核糖(C5H10O5)
磷酸
磷酸
磷酸
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
結(jié)構(gòu)
通常呈雙螺旋結(jié)構(gòu)
通常呈單鏈狀結(jié)構(gòu)
3、轉(zhuǎn)錄是以DNA一條鏈為模板,而不是兩條鏈。所以DNA與RNA堿基比2:1