2019-2020年高三生物總復習 第23講 基因表達教案.doc

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2019-2020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)遺傳信息的轉錄和翻譯 (2)基因與性狀的關系 Ⅱ Ⅱ 【考點分析】 知識點 試卷類型 分值 題型 (1)遺傳信息的轉錄和翻譯 (2)基因與性狀的關系 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 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，就是通過對現實存在物質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，主要考察的是轉錄和翻譯的過程，以及與之相關的計算題目，主要是以選擇題的形式出現，有的時候也可以是大題。 【知識梳理】 一、轉錄 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。 二、翻譯 a.場所:細胞質的核糖體。 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)中心法則體現了DNA的兩大基本功能。 圖中①體現了遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復制完成的，發(fā)生于親代產生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。圖中②③共同體現了遺傳信息的表達功能，它是通過轉錄和翻譯完成的，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系保證了遺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 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 細胞質中的核糖體 信使RNA 氨基酸、20種 酶、轉運RNA、能量 A與U C與G G與C U與A 蛋白質（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為遺傳物質的生物： ② 以RNA為遺傳物質不逆轉錄的生物： ③以RNA為遺傳物質逆轉錄的生物： 生物界： 2、與中心法則相聯系的計算 信使RNA上三個相鄰的堿基決定一個氨基酸，因此蛋白質中氨基酸的數目與信使RNA上的堿基數目存在著1：3的對應關系，而信使RNA又是通過基因中的信息鏈轉錄而來。由于基因是雙鏈，而只有一條鏈能轉錄，所以基因中的堿基數目與信使RNA上的堿基數目存在著2：1的對應關系，因此蛋白質中的氨基酸數目與基因中的堿基數目存在著1：6的對應關系。在合成蛋白質時，需要轉運RNA作為運載氨基酸的工具，每個轉運RNA每次只能運載一個特 定的氨基酸。 綜上所述，可把上面有關的知識總結成如下的關系式： [蛋白質中肽鏈的條數十(縮合時脫下的水分子數或蛋白質中的肽鍵數)]：蛋白質中氨基酸的數目：參加轉運的tRNA：參加轉運的tRNA中反密碼子堿基數：信使RNA的堿基數：DNA(基因)堿基數=1：1：1：3：3：6。 蛋白質平均相對分子質量一氨基酸平均相對分子質量氨基酸數目一[(氨基酸數目一蛋白質中肽鏈數)水相對分子質量]。 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分子和用來轉錄成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上堿基的數量是其控制合成多肽鏈中氨基酸個數的三倍。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錄形成的，所以DNA分子的堿基數量是其轉錄形成的mRNA堿基數量的2倍，是其指導合成蛋白質的氨基酸數量的6倍。 答案：D 例2、下列說法錯誤的是（ ） A、一種轉運RNA只能轉運一種氨基酸 B、一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運RNA來轉運 D、一種氨基酸只能由一種RNA來轉運 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運RNA來轉運，但對一個特定的轉運RNA，只能轉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、16 000 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，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，合成了蛋白質激素—胰島素。 答案： A 【實戰(zhàn)訓練】 （09廣東卷）1．大多數老年人頭發(fā)變白的直接原因是頭發(fā)基部細胞內 A．物質轉運加速 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.有關蛋白質合成的敘述，正確的是 A. 終止密碼子不編碼氨基酸 B. 每種tRNA只運轉一種氨基酸 C. tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息 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．有關真核細胞DNA復制和轉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） 多數真核生物基因中編碼蛋白質的序列被一些不編碼蛋白質的序列隔開，每一個不編碼蛋白質的序列稱為一個內含子。這類基因經轉錄、加工形成的mRNA中只含有編碼蛋白質的序列。某同學為檢測某基因中是否存在內含子，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，可觀察到圖中結果。 請回答： （1）圖中凸環(huán)形成的原因是 ，說明該基因有 個內含子。 （2）如果現將步驟①所獲得的mRNA逆轉錄得到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 種，分別是 。 答案： （1）DNA中有內含子序列， 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， 基因中編碼蛋白質的序列被一些不編碼蛋白質的序列隔開，每一個不編碼蛋白質的序列稱為一個內含子。而mRNA中只含有編碼蛋白質的序列。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逆轉錄得到DNA單鏈，該DNA單鏈也不含有不編碼蛋白質的序列，因此，逆轉錄得到的DNA單鏈中不含有內含子序列。 （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量為2778，若氨基酸的平均相對分子質量為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個密碼子再加上終止密碼子應為31，編碼多肽的基因堿基為316=186，93對堿基。 （09浙江卷）6.（18分）正常小鼠體內常染色體上的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-不是顯隱性關系），請回答： （1）現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的 上進行，通過tRNA上的 與mRNA上的堿基識別，將氨基酸轉移到肽鏈上。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濃度的關系。B-B-個體的血漿中沒有G酶而仍有少量H2S產生，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濃度之間的關系，可得出的結論是 。 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）①血壓中的H2S不僅僅由G酶催化產生 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合成的有關知識。 （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濃度的關系。B-B-個體的血漿中沒有G酶而仍有少量H2S產生，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濃度之間的關系，可得出的結論是基因可通過控制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的生物合成示意圖，請據圖回答下列問題。 （1）完成過程①需要 等物質從細胞質進入細胞核。 （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，細胞質基質中RNA含量顯著減少，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）細胞質基質和線粒體 （3）核DNA（細胞核） （4）① 會 解析：本題以圖文為資料考查轉錄翻譯相關知識。（1）過程①為轉錄，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，在細胞質基質，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基質中RNA含量顯著減少，所以抑制了轉錄合成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 結構 通常呈雙螺旋結構 通常呈單鏈狀結構 3、轉錄是以DNA一條鏈為模板，而不是兩條鏈。所以DNA與RNA堿基比2：1