高中生物学考复习专题第六单元遗传的分子基础15基因控制蛋白质合成与表观遗传课件

这是一份高中生物学考复习专题第六单元遗传的分子基础15基因控制蛋白质合成与表观遗传课件，共43页。PPT课件主要包含了知识点1，知识点2，知识点3，考向3转录的过程，考向2中心法则等内容，欢迎下载使用。

DNA的功能、转录和翻译1.DNA的功能(1)基因的本质基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段),是遗传物质结构和功能的基本单位,是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称。(2)DNA分子的功能①DNA以自身为模板,通过半保留复制,保持遗传信息的稳定性。②DNA根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构
2.DNA与RNA的异同
3.转录(1)概念:以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。(2)具体过程
4.翻译(1)合成场所:核糖体。
(3)遵循原则:碱基互补配对原则。
(4)产物:多肽链( 蛋白质)。(5)翻译特点:在一个mRNA上有若干个核糖体同时进行翻译,提高了翻译的效率。(6)遗传信息、遗传密码比较
(7)反密码子①概念:tRNA的一端有三个核苷酸序列,能与mRNA密码子的核苷酸互补配对,以此来识别密码子,称为反密码子。②种类数:61种。5.基因的表达(1)概念:基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。(2)过程:以DNA为模板,在细胞核中合成RNA;然后,RNA转移到细胞质中,在细胞质中控制蛋白质的合成。
考向1基因的本质典例1下列有关基因本质或分布的叙述,正确的是(　　)A.基因是有遗传效应的DNA片段B.一条染色体上只含有一个基因C.基因位于DNA分子一条链上D.某些基因通过翻译即可完成表达
答案 D　解析 在细胞生物中,基因是有遗传效应的DNA片段,在某些病毒中,基因是具有遗传效应的RNA片段,A项错误;一条染色体上含有多个基因,B项错误;在细胞生物中,基因位于DNA分子的两条链上,C项错误;某些病毒的遗传物质为RNA,基因通过翻译即可完成表达,D项正确。
考向2DNA的功能典例2一个生物个体的生命活动中,DNA表现出两个基本功能,就是将遗传信息(　　)A.储存和复制B.传递和表达C.复制和转录D.转录和翻译
答案 B　解析 一个生物个体的生命活动中,DNA表现出两个基本功能,就是将遗传信息传递和表达,即DNA的复制、转录和翻译。
典例3-1(2021年浙江7月学考)高等动物细胞核中某基因的转录过程示意图如下,其中①表示RNA,②和③分别表示DNA分子的两条单链。下列叙述正确的是(　　)A.①与②的碱基互补配对,①与③的碱基组成相同B.DNA分子在甲处解开双螺旋,在乙处恢复双螺旋C.转录形成的RNA分子,其长度与DNA分子相同D.通过核孔进入细胞质的mRNA,可相继结合多个核糖体
答案 D解析 在转录过程中,①是新合成的RNA,②是模板链,③是编码链,①与②的碱基互补配对,①的碱基组成是G、C、A、U,而③的碱基组成是G、C、A、T,①和③的碱基组成不完全相同。①由左向右延伸,DNA分子在乙处解开双螺旋,在甲处恢复双螺旋。只有具有遗传效应的DNA片段才是基因,才能转录产生RNA,所以RNA分子的长度一般比DNA分子短得多。mRNA是大分子物质,通过核孔进入细胞质,可相继结合多个核糖体,提高蛋白质合成的效率,并以少量mRNA合成大量蛋白质。
典例3-2(2020年浙江7月学考)下图为真核细胞内的转录过程示意图,①②表示两条多聚核苷酸链。下列叙述正确的是(　　)A.①的结构单位是4种碱基B.②表示多聚脱氧核苷酸链C.RNA聚合酶催化①②之间磷酸二酯键的形成D.细胞核和线粒体均可发生该过程
答案 D　解析 分析图示可知,①表示转录的模板链,其结构单位是4种脱氧核苷酸,A项错误;②表示多聚核糖核苷酸链(RNA链),B项错误;RNA聚合酶催化一条链上相邻核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键,C项错误;细胞核和线粒体均可发生转录过程,D项正确。
转录模型与细节分析(1)模型
(2)细节分析①转录方向:已完成的RNA链会与模板DNA分离,因此RNA-DNA杂交区域为正在转录区,故判断图示转录方向为由左至右。②RNA聚合酶的功能:使DNA解旋,催化转录过程形成RNA。③转录模板:转录的模板为模板链,非模板链为编码链。但需注意的是,不同基因的模板链和编码链在DNA分子中可能相同,也可能不同,而同一基因的编码链和模板链在DNA分子中是固定的。
考向4RNA的种类及功能典例4下列关于DNA复制和RNA种类、功能的叙述,正确的是(　　)A.DNA复制时,仅有一条脱氧核苷酸链可作为模板B.脱氧核苷酸需在DNA酶参与下才能连接形成新的子链C.细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸D.真核细胞内的mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
答案 C　解析 DNA分子复制时,两条脱氧核苷酸链都作为模板,A项错误;脱氧核苷酸需在DNA聚合酶参与下才能连接形成新的子链,B项错误;一种氨基酸可能由一种或几种tRNA来转运,因此细胞中有许多tRNA,但tRNA具有专一性,一种tRNA只能转运一种氨基酸,C项正确;真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核中通过转录过程合成的,D项错误。
考向5遗传信息、密码子、反密码子典例5下列关于遗传信息、密码子、反密码子的叙述正确的是(　　)A.mRNA上任意3个碱基构成密码子B.每一种密码子都与一个反密码子相互对应C.密码子和氨基酸不一定存在一一对应关系D.DNA上核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息
答案 C　解析 mRNA上三个相邻的碱基,决定一个氨基酸,称作密码子,A项错误;终止密码子不编码氨基酸,没有对应的反密码子,B项错误;一种氨基酸对应有一种或几种密码子,因此密码子和氨基酸不一定存在一一对应关系,C项正确;DNA上脱氧核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息,D项错误。
考向6翻译的过程典例6(2021年浙江1月学考)下图是遗传信息的翻译过程示意图。某些氨基酸的部分密码子是天冬酰胺(AAU)、亮氨酸(UUA)。下列叙述正确的是(　　)A.图中核糖体从左向右移动B.图中①为天冬酰胺C.分子②的基本单位是脱氧核苷酸D.该过程中没有氢键的形成和断裂
答案 A　解析 根据肽链的长度判断核糖体从左向右移动,A项正确;图中①氨基酸对应的密码子为UUA,代表的是亮氨酸,B项错误;分子②是tRNA,基本组成单位是核糖核苷酸,C项错误;该过程中有氢键的形成和断裂,D项错误。
翻译过程的三种模型图解读
(1)图甲翻译模型分析a.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。b.一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。c.翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸。d.翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸),翻译停止。e.翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。
(2)图乙表示真核细胞内的翻译过程,其中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条多肽链。a.数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。b.意义:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质,大大提高了翻译效率。c.方向:从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。d.结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质往往还需要将多肽链运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。e.形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA。(3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②③④⑤表示正在合成的4个mRNA,mRNA上结合核糖体同时进行翻译过程。
考向7遗传信息表达的综合分析典例7下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是(　　)A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
答案 A　解析 一个DNA分子含有多个基因,其转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板,A项正确;转录过程中,RNA聚合酶具有解开DNA双螺旋结构的功能,B项错误;多个核糖体可结合在一个mRNA分子上分别合成多条相同的多肽链,C项错误;编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核苷酸组成,mRNA上没有脱氧核苷酸,D项错误。
遗传信息表达过程中的易错点(1)密码子位于mRNA上,RNA聚合酶结合位点位于DNA上基因的启动部位。转录时,在RNA聚合酶的作用下,仅是解开包括一个或几个基因的DNA片段的双螺旋。(2)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(3)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。
(4)并不是所有密码子都是统一的,个别密码子在不同生物体内表达的氨基酸不同。(5)并不是所有的密码子都决定氨基酸,其中终止密码子不决定氨基酸。(6)一个核糖体会独立完成一条肽链的合成,并非多个核糖体配合完成一条多肽链的合成。
基因对生物性状的控制及中心法则1.基因对生物性状的控制(1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应,从而间接控制生物体性状。(2)基因通过控制蛋白质的合成,决定生物体特定的组织或器官的结构,进而影响其功能。(3)细胞内有多种功能性RNA分子参与性状表现。有一些RNA具有调控基因表达的功能。
2.中心法则(1)提出者:克里克。(2)要点:遗传信息通过复制从DNA传递到DNA,由DNA通过转录传递到RNA,然后由RNA通过翻译合成蛋白质,决定蛋白质的特异性。(3)内容图解(用简式表示):
考向1基因对生物性状的控制典例1下列有关基因对性状控制的叙述,错误的是(　　)A.生物的性状受基因和环境因素的共同作用B.两个个体身高不同,二者基因型一定不同C.基因可通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物性状
答案 B　解析 生物的性状受基因和环境因素的共同作用,A项正确;两个个体身高不同,二者基因型可能不同,也可能相同,B项错误;基因可通过控制蛋白质结构直接控制生物性状,C项正确;基因可通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物性状,D项正确。
基因对生物性状的控制(1)表达mRNA参与性状控制某些基因(如胰岛素基因、唾液淀粉酶基因等)转录产生的是mRNA,通过翻译产生蛋白质直接控制生物性状,或通过酶调控细胞内的生物化学反应,间接控制生物性状。(2)表达功能性RNA参与性状表现某些基因表达的是功能性RNA,如tRNA、rRNA等,这些功能性RNA参与蛋白质的合成或调控基因表达等。
典例2下图表示生物体内遗传信息的传递过程。请据图回答下列问题。(1)①过程需要的原料是　　　　　　　　　　　　　　　　,模板是亲代DNA的　　条链。 (2)②过程表示　　　　,主要是在　　　　　　中进行的。 
(3)逆转录酶催化　　　(填序号)过程,能进行该过程的生物的遗传物质是　　　　。 (4)真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的　　(填序号)过程,场所是　　　　　　。 
答案 (1)4种脱氧核苷酸　两　(2)转录　细胞核　(3)③　RNA　(4)⑤　核糖体解析 (1)①过程是DNA的复制,模板是亲代DNA的两条链,原料是4种游离的脱氧核苷酸。(2)②过程是转录,主要在细胞核中进行,在线粒体、叶绿体中也可进行。(3)逆转录酶可催化逆转录,即③过程,只发生于RNA病毒中。(4)真核细胞中遗传信息表达的最后阶段是⑤翻译,场所是核糖体。
不同生物遗传信息传递的比较
生物的表观遗传现象1.基因序列不变,表型可能改变(1)表观遗传现象的概念即使亲代传递给后代的DNA序列没有改变,亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化,也会通过某种途径遗传给下一代,即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代的遗传现象。
(2)表观遗传与传统遗传学的比较
2.改变了的表型有些可以遗传(1)组蛋白的乙酰化乙酰基(CH3CO—)把氨基(—NH2)上的正电荷屏蔽起来,组蛋白的正电荷减少,与带负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量减弱,基因可以被读取,即进行转录。(2)DNA的甲基化基因启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(—CH3),会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,此时基因无法被识别,失去转录活性。(3)表观遗传机制的意义使生物打破DNA变化缓慢的限制,使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化。
考向1表观遗传现象典例1(2021年浙江7月学考)研究发现,某动物从少量摄取毒品到觅毒成瘾的过程中,与神经系统功能相关的某些基因碱基序列没有改变,但基因甲基化水平显著增加,从而引起基因表达发生改变,造成觅毒成瘾。这种由基因甲基化修饰引起动物行为改变的现象属于(　　)A.表观遗传B.基因突变C.染色体变异D.性状分离
答案 A解析 基因的碱基序列没有改变,由基因甲基化水平发生变化而引起基因表达发生改变,这种现象属于表观遗传。
考向2组蛋白乙酰化典例2在细胞里,基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化,就是用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来,好像给组蛋白中的一些带正电的基团戴上一顶帽子。下列相关说法错误的是(　　)A.与DNA分子片段缠绕力量减弱B.基因中的信息被读取C.属于表观遗传修饰D.抑制基因的表达
答案 D　解析 乙酰基把组蛋白中氨基上的正电荷屏蔽起来,使得带负电的DNA与组蛋白的缠绕力量减弱,基因中的信息被读取,A、B两项正确;该过程并没有改变DNA的序列,但能影响生物体性状,属于表观遗传修饰,C项正确;组蛋白的乙酰化使得DNA分子片段缠绕力量减弱,从而促进转录,D项错误。
考向3DNA甲基化典例3在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性。下列相关叙述错误的是(　　)A.DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变B.DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻C.DNA甲基化,可能会影响生物的性状D.DNA甲基化,可能会影响细胞分化