2020届高考生物一轮复习讲义 第6单元 第19讲基因的表达
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1、第19讲基因的表达考纲要求1.遗传信息的转录和翻译()。2.基因与性状的关系()。考点一遗传信息的转录和翻译1RNA的结构与功能特别提醒DNA和RNA的区分(1)DNA和RNA的判断含有碱基T或脱氧核糖DNA;含有碱基U或核糖RNA。(2)单链DNA和双链DNA的判断若一般为双链DNA;若嘌呤数嘧啶数单链DNA。(3)DNA和RNA合成的判断:用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正在发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正在进行RNA的合成。2转录(1)场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。(2)条件(3)过程(4)产物:信使RNA、核糖体
2、RNA、转运RNA。3翻译(1)场所或装配机器:核糖体。(2)条件(3)过程(4)产物:多肽蛋白质。归纳整合复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质(核糖体)模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核糖核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸原则AT、GCTA、AU、GCAU、GC结果两个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA多肽链信息传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息1判断下列有关RNA的叙述(1)一个tRNA分子中只有三个碱基,可以携带多种氨基酸()(2)rRNA是核糖体的组成成分,原核细胞中可由核仁参与合成()
3、(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键()(4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率()(5)在翻译过程中,tRNA分子的OH端与相应的氨基酸结合()2判断下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述(1)每种氨基酸仅由一种密码子编码()(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对()(3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子()(4)如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系,则是链,完成此过程的场所是细胞核()3判断下列有关复制、转录和翻译的相关叙述(1)DNA复制就是基因表达的过程()(2)转录和翻译过程都存在T
4、A、AU、GC的碱基配对方式()(3)蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子较多,转录成的mRNA分子也较多()(4)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率()(5)细胞中的mRNA在核糖体上移动,指导蛋白质的合成()(6)DNA复制和转录时,其模板都是DNA的一整条链()(7)一个DNA只能控制合成一种蛋白质()分析DNA转录和翻译过程(1)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中?提示DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA,因此叶绿体和线粒体也有部分遗传信息的转录过程。(2)图中翻译方向如何?判断依据是什么?提示方向为从左向右;判断依据是多肽链的
5、长短,长的翻译在前。(3)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义何在?提示少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(4)翻译过程中,核糖体是如何使肽链延伸的?从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗?提示翻译过程中,核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子,进行肽链的合成,直到读取到mRNA上的终止密码,合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽,其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。(5)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗?一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗?提示转录时只能以基因的一条链为模板;不同的基因模板链不一定相同。命题点一转录和
6、翻译过程的分析1如图表示某个体的一个细胞中控制功能蛋白A的基因的表达过程,下列说法错误的是()A过程以核糖核苷酸为原料,催化该过程的酶是RNA聚合酶B过程中核糖体的移动方向是从右向左,需要两种RNA参与C若基因发生突变,则功能蛋白A的相对分子质量可能增大D该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达答案B解析过程是转录,需要细胞质提供的核糖核苷酸为原料,该过程在RNA聚合酶的催化作用下合成mRNA,A项正确;过程是翻译,根据肽链的长度可判断,核糖体的移动方向是从右向左,但翻译需要rRNA、tRNA、mRNA三种RNA参与,B项错误;若基因突变导致终止密码子后移,则功能蛋白A的相对分子质量
7、将增大,C项正确;由于基因的选择性表达,该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达,D项正确。2如图表示某细胞中遗传信息的传递,据图分析下列相关叙述正确的是()ADNA双链在细胞核中合成,多肽链在细胞质中合成B图中酶a代表DNA聚合酶,酶b代表RNA聚合酶C转录形成mRNA时,游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞D结构c与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点答案D解析图中转录和翻译同时进行,由此可判断该细胞为原核细胞,无以核膜为界限的细胞核,A项错误;图中酶a代表解旋酶,酶b代表RNA聚合酶,B项错误;转录形成mRNA时,游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞,
8、只有能够进行碱基互补配对的核糖核苷酸才能按次序进行连接,C项错误;结构c为核糖体,其与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点,D项正确。3(2018武汉调研)apoB基因在肠上皮细胞中表达时,由于mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码子UAA,最终合成的蛋白质缺少了羧基端的部分氨基酸序列。下列叙述正确的是()A该蛋白质结构异常的根本原因是基因突变BmRNA与RNA聚合酶结合后完成翻译过程C该mRNA翻译时先合成羧基端的氨基酸序列D脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例答案D解析该蛋白质结构异常的根本原因是mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,A
9、项错误;RNA聚合酶催化RNA的形成,B项错误;根据题干分析可知,该mRNA翻译到CAA之后才合成羧基端的氨基酸序列,C项错误;由于mRNA中某碱基C通过脱氨基作用发生了替换,使密码子CAA变成了终止密码UAA,因此脱氨基作用未改变该mRNA中嘧啶碱基比例,D项正确。科学思维“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译命题点二基因表达中的有关计算4(2019泰安质检)一个mRNA分子有m个碱基,其中GC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AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()Am、(m/3)1 Bm、(m/3)2C2(mn)、(m/3)1 D2(mn)、(
10、m/3)2答案D解析mRNA分子中有m个碱基,其中GC的数目为n个,则AU的数目为(mn)个,故模板DNA中AT数目为2(mn)个。根据mRNA碱基数目蛋白质中氨基酸数目31可知,氨基酸数目为m/3个。脱去水分子数氨基酸数肽链数(m/3)2。5(2018天津模拟)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分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的DNA中碱基个数至少依次为()A331166 B361272C123672 D113666答案B解析一条含有11个肽键的多肽,含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸;一个氨基
11、酸需要一个tRNA来转运。因此,mRNA中至少含有36个碱基,至少需要12个tRNA,DNA中至少含有72个碱基。科学思维“三步法”解答关于基因表达中的计算题第一步:作图。通常只需画出下图甲,但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。上述图甲代表的是一个DNA分子,、代表它的两条脱氧核苷酸链;图乙代表的是以该DNA分子的链为模板转录出的一个RNA分子。上述图甲中的A、G、C、T代表4种脱氧核苷酸(或碱基),x、y、z、w代表数量;图乙中的U、C、G、A代表4种核糖核苷酸(或碱基),x、y、z、w代表数量。第二步:转换。即根据第一步做出的图,把题干给出的条件转换成数学等式。第三步:计算。即根据题
12、干的要求,结合第二步中的数学等式,求出相应的数值。考点二中心法则及基因与性状的关系1中心法则(1)提出者:克里克。(2)补充后的内容图解(3)不同类型生物遗传信息的传递能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)高度分化的细胞DNARNA蛋白质归纳总结(1)利用图示分类剖析中心法则图示中1、8为转录过程;2、5、9为翻译过程;3、10为DNA复制过程;4、6为RNA复制过程;7为逆转录过程。(2)联系中心法则与基因表达的关系2基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因蛋白质的结构生
13、物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因酶的合成代谢过程生物体的性状(完善实例分析如下)白化病致病机理图解豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解归纳提升基因与性状的联系1研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图),判断下列相关叙述:(1)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中()(2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质()(3)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节()(4)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上()(5)科学家可以研发特异性抑制逆转录酶
14、的药物来治疗艾滋病()2下图为人体内基因对性状的控制过程,判断如下分析:(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中()(2)图中过程需RNA聚合酶的催化,过程需tRNA的协助()(3)过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同()(4)图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体()(5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成()(6)基因控制囊性纤维病与基因2控制性状的方式相同()据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程(1)在人体细胞中发生的过程是。(2)遵循碱基互补配对的过程是。(3)和过程,碱基配对方式完全相同吗?提示不完全相同。中是GC,CG,AT,TA;
15、中是GC,CG,AU,TA。(4)HIV可发生上述什么过程?其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供?提示HIV可发生的过程是,其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供,原料由宿主细胞提供。(5)写出洋葱表皮细胞及根尖分生区细胞内遗传信息的传递过程。提示洋葱表皮细胞的信息传递过程为;根尖分生区细胞的信息传递过程为。(6)中心法则反映了遗传物质的哪两大功能?提示中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。命题点一遗传信息传递过程和实验分析1(2018银川九中第三次月考)图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则,表示生理过程。下列叙述正确的是()A图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程,需要多种酶参与B
16、红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的转录过程C图甲所示过程为图乙中的过程D图乙中涉及碱基A与U配对的过程为答案D解析图甲中,转录和翻译同时进行,属于原核生物的基因表达过程,而原核生物没有染色体,A项错误;红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,所以影响基因的翻译过程,B项错误;图乙中是DNA复制、是转录过程、是翻译过程、是RNA的复制、是逆转录过程,图甲是基因控制蛋白质的合成过程,即转录和翻译,为图乙中的过程,C项错误;图乙中涉及碱基A与U配对的过程为,过程中只有A与T配对,D项正确。2埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的,EBV与宿主细胞结合后,将其核酸
17、蛋白复合体释放至细胞质,通过下图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞,则不会引起EBHF。下列推断正确的是()A过程的场所是宿主细胞的核糖体,过程所需的酶可来自宿主细胞B过程合成两种物质时所需的氨基酸和tRNA的种类、数量相同CEBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATPD过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同答案D解析根据题干信息可知,过程的场所是宿主细胞的核糖体,过程所需的酶来自EBV,A项错误;过程翻译形成两种不同的蛋白质,因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不同,B项错误;EBV增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP等,C项错误;根据碱基互补配对原则,RNA中嘧啶比例
18、与mRNA中嘌呤比例相同,因此过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同,D项正确。3如图所示,下列有关叙述不正确的是()A若甲是DNA,乙为RNA,此过程要以甲为模板,酶为RNA聚合酶B若甲是DNA,乙为DNA,此过程要以甲为模板,酶为DNA聚合酶和解旋酶C若甲是RNA,乙为DNA,此过程为转录,原料为脱氧核苷酸D若甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸答案C解析根据图示,若甲是DNA,乙为RNA,则此过程表示转录,需要以甲为模板,酶为RNA聚合酶,A项正确;若甲是DNA,乙为DNA,此过程表示DNA复制,需要以甲为模板,酶为DNA聚合酶和解旋酶,B项正确;若甲是RNA,乙为DNA,
19、此过程为逆转录,原料为脱氧核苷酸,C项错误;若甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸,D项正确。科学思维“三看法”判断中心法则各过程命题点二辨析基因对性状的控制过程4(2018上饶鄱阳一中高三月考)如图判断下列有关基因与性状关系的叙述,错误的是()A由基因产物呈现的性状、可知,同一个基因会影响多种性状B若为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”,可说明基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状C上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系D生物体的性状除了受基因控制外,还可能受环境条件的影响答案B解析由题图知,性状、由同一种基因产物呈现,说明同一基因产物会影响多种
20、性状,A项正确;若为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”,可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,B项错误;由题图知,性状、由同一种基因产物呈现,而性状由三种基因产物呈现,表明基因与性状并非简单的线性关系,C项正确;生物体的性状除了受基因控制外,还可能受环境条件的影响,即基因型环境条件生物体的性状,D项正确。5白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程,图中不能表明的是()食物苯丙氨酸酪氨酸羟苯丙氨酸尿黑酸 酶B 酶D 黑色素 乙酰
21、乙酸A如果控制酶B合成的基因发生突变,可能会导致黑色素无法合成而形成白化病B若控制酶A合成的基因发生突变,可能会引起多个性状改变C图中表明一个性状可受多个基因控制D基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 答案D解析控制酶B合成的基因发生突变,可能会导致人体内不能合成黑色素而患白化病,A项正确;若酶A的合成异常,体内酪氨酸不能合成,会导致多个性状发生改变,B项正确;黑色素的合成需要酶A基因和酶B基因的控制,即一个性状可受多个基因的控制,C项正确;图示信息能说明基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状,D项错误。矫正易错强记长句1有关转录和翻译的7点提醒(1)转录的产物不只是mRNA,还有
22、tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息和起始密码,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(2)tRNA并非仅由 3个核糖核苷酸(碱基)构成,而是含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基)。(3)一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸;但是一种氨基酸可对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸,其中终止密码不决定氨基酸。(5)转录和翻译过程中A不是与T配对,而是与U配对。(6)翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子。(7)真核生物首先在细胞核转录,后在细胞质中翻译,异地、先后进行;原核细胞
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