【备战2023高考】生物考点全复习——第28讲《基因的表达》复习课件（新教材新高考）

这是一份【备战2023高考】生物考点全复习——第28讲《基因的表达》复习课件（新教材新高考），共60页。PPT课件主要包含了第28讲基因的表达，复习目标要求，考点二中心法则，遗传信息的转录和翻译，考点一，基本组成单位，核糖核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸，鸟嘌呤核糖核苷酸，胞嘧啶核糖核苷酸等内容，欢迎下载使用。
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质体现。
考点一　遗传信息的转录和翻译
主要考点 必备知识
信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
转运RNA：专一性 转运氨基酸的工具。
mRNA适于做DNA的信使的原因? （1）它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。 （2）在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，因RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。 （3）RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
3.基因控制蛋白质合成过程
基因是什么？DNA主要分布在哪里？蛋白质在哪里合成？
DNA的信息是怎么传给mRNA的？
主要在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。
第1步：RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来.
第2步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成
第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
①解旋 → ②配对 → ③连接 → ④释放
模板：具体的说应该是基因编码区的一条链。
基因：具有遗传效应的DNA片段
2、基因的两条链中只有一条链是转录的模板链，不同的基因中到底哪条链是模板链不是固定不变的。
1、转录的基本单位只是DNA链中的某个片段——基因；
（mRNA释放，DNA双链恢复）
DNA的一条链（供转录的那一条）
A－U、T－AG－C、C－G
概念：主要在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。
mRNA在细胞核中合成
mRNA通过核孔进入细胞质
翻译：在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
若1个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
若2个碱基决定一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的21种氨基酸？
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
美国—尼伦伯格和德国—马太利用蛋白质体外合成技术破译了第一个密码子UUU—苯丙氨酸。
例．用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（ ）①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A．①②④ B．②③④ C．③④⑤ D．①③⑤
解析：体外合成多肽链，需要模板④、原料③、环境⑤。
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
密码子表及密码子的特点
共有64种密码子决定氨基酸的密码子有61或62种起始密码子2 种终止密码子3种
绝大多数氨基酸都有几个密码子
地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子
相邻的密码子无间隔、不重叠
由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸;当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源。或说明生命在本质上是统一的。
游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
　　转运RNA(tRNA)：一端是氨基酸的结合部位，另一端有三个特殊的碱基，能与mRNA上的“密码子”碱基互补配对，叫反密码子。
搬运工-----转运RNA（tRNA）
一种tRNA只能携带一种氨基酸?
一种氨基酸只能由一种tRNA携带?
第一个由tRNA携带进入核糖体的是何种氨基酸
翻译:以mRNA为模板,以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，在细胞质中核糖体上，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
第1步:mRNA进入细胞质，与核糖体结合，携带甲硫氨酸(Met)的tRNA，通过与密码子AUG互补配对，进入第一个位置。
第2步:携带异亮氨酸(Ile)的tRNA以同样方式进入第二位置。
第3步:甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成肽键而转移到占据第二位置的tRNA上。
第4步:核糖体沿mRNA移动，核糖体读取下一个密码子，原来占据第一位置的tRNA离开核糖体，占据第二位置的tRNA进入第一位置。
第4步:一个新的携带甘氨酸(Gly)的tRNA进入第二位置，继续肽链的合成。
重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA上终止密码子时，释放因子进入该位置，多肽链合成停止并释放。
信息传递方向:信使RNA→ 一定结构的蛋白质。 （RNA 的碱基排列顺序→蛋白质的氨基酸排列顺序）
A－U、U－AG－C、C－G
概念：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顺序的蛋白质的过程。
箭头方向是：核糖体移动的方向（越往后肽链越长）
肽链：同一条 mRNA 合成的蛋白质相同
(必修2 P69)通常，翻译时会出现多聚核糖体（一条 mRNA 上同时结合多个核糖体的现象），同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。有利于提高翻译的效率。上面图示中核糖体移动的方向是从左向右。
易混淆的遗传信息、密码子与反密码子
DNA中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基
6.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因(1)基因中的内含子转录后被剪切。(2)在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。(4)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
考向　遗传信息、密码子、反密码子的分析1.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是( )A.由图分析可知①链应为DNA的α链B.DNA形成②的过程发生的场所是细　胞核C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是　AUG、CUAD.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
解析：由图分析可知，①链应为DNA的β链，A项错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的碱基是
反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。
考向　转录、翻译和复制过程的分析1.DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是
A.种子萌发受R基因和NIC基因共同控制B.R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程C.图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应D.若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类　发生改变
解析：分析题意可知，R基因的表达产物可以解除NIC基因的甲基化，使NIC基因表达，从而影响种子萌发，即种子萌发受R基因和NIC基因共同控制，A正确；图甲为转录，图乙为翻译，R基因缺失突变体细胞中的NIC基因被甲基化，不能发生转录和翻译，即不能发生图示过程，B正确；图甲中C链是RNA链，故合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应，C正确；决定氨基酸的是mRNA上的密码子，若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，肽链中氨基酸种类不发生改变，D错误。
考向　基因表达中的有关计算
1.一个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、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子)( )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:mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1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。
1.rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(　　)2.RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能(　　)3.mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸(　　)4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质(　　)5.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(　　)
1.(必修2 P65)RNA有三种，它们分别是 、 和 ；真核细胞中核仁受损会影响 的合成，进而影响 (细胞器)的形成。2.基因的表达包括 和 过程；细胞分化是 的结果。3.(必修2 P67)mRNA上3个 的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个 。4.(必修2 P67)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作 。
5.转录的场所： ；模板： ；原料： ；酶： ；能量： ；遵循的原则：________________________________________；产物： 。6.翻译的场所： ；模板： ；原料： ；转运工具：______；酶；能量(ATP)。遵循的原则：_________________________________。产物： 。
细胞核(主)、线粒体、叶绿体
碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)
碱基互补配对(A与U、U与A、
7.源于必修2 P67“图4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有三个碱基。
10.源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
a.模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成 个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是 。
c.模型丙是原核细胞内发生的 过程，特点是 ，与真核细胞不同的原因 是 ，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。
原核细胞无以核膜为界限的细胞核
11.源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程 (填“需要”或“不需要”)解旋酶。②一个基因转录时以基因的 条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链 (填“一定”或“不一定”)相同。③转录方向的判定方法： 为转录的起始方向。12.源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。
已合成的mRNA释放的一端(5′－端)
RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中
13.必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 　当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。14.几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？ 　这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。
1957年克里克的预见 :在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并将这一规律命名为中心法则。
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
下列各类生物遗传信息传递过程：
考向　遗传信息传递过程分析1.图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙述错误的是( )A.图1所示过程可在原核细胞中进行，　其转录和翻译过程可同时进行B.图2中过程c和d的产物不同，但涉及　的碱基配对方式完全相同C.图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯　键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解D.图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程
解析：图1所示过程中转录和翻译同时进行，可在原核细胞中进行，A正确；图2中c为翻译，d为RNA的复制，都涉及A－U、G－C配对，B正确；酶甲和酶乙分别是DNA聚合酶与RNA聚合酶，催化形成的都是磷酸二酯键，但酶丙是解旋酶，催化的是氢键的水解，C错误；图1体现了图2中的a DNA复制、b转录、c翻译三个生理过程，D正确。
1.中心法则表示的是遗传信息的流动过程(　　)2.遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质(　　)3.线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则(　　)4.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(　　)5.基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状(　　)6.基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的(　　)7.细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　)8.在一个细胞中所含的基因都一定表达(　　)