2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 必修2 第4章 第1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制课件

这是一份2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 必修2 第4章 第1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，思维网络，基因对性状的控制，HONP，细胞核，细胞质，氨基酸，核糖体，遗传信息的转录，DNA的一条链等内容，欢迎下载使用。
基因指导蛋白质的合成、
考点一 基因的表达[考点梳理]
1.RNA 的结构和种类
(1)概念：以______________为模板，按碱基互补配对原则
合成 RNA 的过程。
(2)场所：主要在________中，在________________中也能
(4)产物：_________________________________________。
信使 RNA(mRNA)、核糖体 RNA(rRNA)、
转运 RNA(tRNA)
___________________。
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以______为模板合成____________的过程。
①概念：__________上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸，每 3 个这样的碱基称为 1 个密码子。②种类：64 种，其中决定氨基酸的密码子有____种，终止
密码子有______种。
③密码子与反密码子的比较
(3)场所：________。
(4)过程(5)产物：多肽
4.遗传信息、密码子、反密码子及氨基酸的关系(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA 和氨基酸之间的对应关系
①密码子有 64 种(3 种终止密码子不决定氨基酸，决定氨基
酸的密码子有 61 种)；不同生物共用一套遗传密码。②一种密码子只能决定一种氨基酸，一种 tRNA 只能转运
③每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，
可由一种或几种 tRNA 转运。
转录、翻译过程的注意点
(1)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。
(2)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。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是 A—T，而是 A—U。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是 DNA 上的碱基对数还是个数，是 mRNA 上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。
(5)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻
译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)即停止。(6)一个 mRNA 分子可相继与多个核糖体结合，同时进行多
(7)复制和转录发生在 DNA 存在的部位，如细胞核、叶绿
体、线粒体、拟核、质粒等。
1.DNA 复制和转录时，其模板都是DNA 的一整条链。(
答案：×2.rRNA 是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合
答案：×3.RNA 有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能。
4.mRNA 上的 GCA 在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一
答案：√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。(答案：×
1.下列有关图示生理过程的描述，错误的是(
A.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛 B 细胞核内进行C.乙表示翻译，多个核糖体可共同完成一条肽链的合成D.甲中若复制起始点增多，细胞可在短时间内完成 DNA 分子的复制答案：C
2.下列关于 DNA 分子的复制、转录和翻译的比较，正确的
)A.从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期B.从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量C.从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则D.从场所上看，都能发生在细胞核中答案：B
中心法则及基因与性状的关系[考点梳理]
(1)提出者：____________。(2)补充后的内容图解(3)不同类型生物遗传信息的传递①能分裂的细胞生物及噬菌体等 DNA 病毒遗传信息的传递
②具有 RNA 复制功能的 RNA 病毒(如烟草花叶病毒)遗传
③具有逆转录功能的 RNA 病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的
④高度分化的细胞遗传信息的传递
利用图示分类剖析中心法则
图示中①⑧为转录过程；②⑤⑨为翻译过程；③⑩为 DNA复制过程；④⑥为 RNA 复制过程；⑦为逆转录过程。
2.基因控制性状的途径
________________
___________
性状①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
(1)一般而言，一个基因决定一种性状。
(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿
素的形成至少与 50 多个不同基因有关。
(3)有些基因可影响多种性状，如下图中基因 1 可影响 B 性
有关基因与性状关系的提醒(1)体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”。如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制性状的间
(2)基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。总之，生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。
[易错诊断]下图为人体内基因对性状的控制过程，判断下列叙述的正误。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①过程需 RNA 聚合酶的催化，②过程需 tRNA 的协
答案：√3.④、⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构
答案：√4.图中①、②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的
5. 人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成。
)答案：×6. 基因控制囊性纤维病与基因 2 控制性状的方式相同。)答案：√
[基础测评]1.如图是生物体内遗传信息传递的过程，下列有关叙述正
A.图中转录过程中会出现两种碱基配对方式B.图中翻译过程需要 RNA 聚合酶和 tRNA 的参与C.图中 DNA 复制和 RNA 复制过程中均存在双链结构D.若图中蛋白质具有催化功能，则反映了基因对性状的直接控制答案：C
2. 下列关于基因、蛋白质与性状关系的叙述，正确的是
A.生物性状改变的直接原因一定是 mRNA 发生了改变B.在转录和逆转录过程中，所需的模板、原料、酶各不相同C.RNA 病毒感染宿主细胞后均可合成病毒的 DNAD.皱粒豌豆的形成说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制性状答案：B
复制、转录和翻译的过程
[典例 1](2019 年新课标Ⅰ卷)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
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
了 DNA 和 mRNA 的细胞裂解液
[解析]合成多肽链时需要 tRNA 转运氨基酸，但不需要同位素标记的 tRNA，①错误；合成多肽链时需要除去了 DNA 和mRNA 的细胞裂解液，这其中有催化多肽链合成的酶，因此不需要额外添加蛋白质合成所需的酶，②错误、⑤正确；③要合成同位素标记的多肽链，应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料，③正确；④要合成同位素标记的多肽链，需要人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作为模板，④正确。
DNA 复制、转录和翻译的区别
[考向预测]1.(2019 年江苏常州质检)下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①以核糖核苷酸为原料，催化该过程的酶是 RNA 聚
B.过程②中核糖体的移动方向是从右向左，需要两种 RNA
C.若基因发生突变，则功能蛋白 A 的相对分子质量可能增
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
解析：过程①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 正确；过程②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 错误；若基因突变导致终止密码子后移，则功能蛋白 A 的相对分子质量将增大，C 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 正确。
2.(2019 年湖南永州期末)如下图所示，四支试管内都有产
物生成。下列分析不合理的是(
A.试管 a 与 d、b 与 c 中产物类型是相同的B.四支试管中都遵守相同的碱基互补配对原则C.试管 a 与 b 中的反应主要发生在细胞核中，也可发生在细胞质中D.四支试管中所需要的酶的种类可能不同
解析：a 模拟的是 DNA 的复制，产物是 DNA，b 模拟的是转录，产物是 RNA，c 模拟的是 RNA 的复制，产物是 RNA，d 模拟的是逆转录，产物是 DNA，A 正确；DNA 复制、转录、RNA 复制和逆转录过程中，碱基互补配对的方式不完全相同，B 错误；DNA 复制和转录主要发生在细胞核中，也可发生在细胞质的线粒体和叶绿体中，C 正确；DNA 复制需要解旋酶和DNA 聚合酶，转录需要 RNA 聚合酶，RNA 复制需要 RNA 聚合酶，逆转录需要逆转录酶，D 正确。
3.如下图所示为甲、乙两类细胞内遗传信息的传递，下列
A.细胞甲与细胞乙都有的细胞器有核糖体B.根据多肽链的长短可判断核糖体从 mRNA 的 5′端向 3′端移动C.图中①过程有碱基配对现象，而②过程没有碱基配对现象D.细胞甲和乙中每条 DNA 上含有的游离磷酸基团数目不相等
解析：据图可知，甲无成形的细胞核，为原核细胞；乙有成形的细胞核，为真核细胞，原核细胞与真核细胞共有的细胞器是核糖体，A 正确。根据多肽链的长短，长的翻译在前，核糖体在信使 RNA 上的移动的方向是 5′端→3′端，B 正确。①为转录过程，DNA 模板链上的碱基与 mRNA 上的碱基配对，②为翻译过程，mRNA 上的碱基与 tRNA 上的碱基配对，C 错误。原核生物的拟核中的 DNA 是环形的，无游离的磷酸基团；而真核生物细胞核中的 DNA 是链状的，DNA 分子有两条链，每条链都有一个游离的磷酸基团。因此细胞甲与细胞乙中每条DNA 上含有的游离磷酸基团数目不相等，D 正确。
4.(2019 年湖北鄂东南省示范性高中联考)下列关于 DNA 和
RNA 的叙述中，正确的是(
A.遗传信息储存在 DNA 或 RNA 中，密码子位于 mRNA 上B.DNA 含有氢键，RNA 中无氢键C.DNA 复制和 RNA 复制时发生完全相同的碱基配对方式D.DNA 和 RNA 都可以通过核孔答案：A
基因表达中碱基配对方式及相关计算
[典例 2](2018 年广西钦州三模)下列有关 DNA 复制、转录
和翻译过程的叙述，错误的是(
A.三个过程都属于“中心法则”的内容B.三个过程都需要消耗能量C.DNA 复制和转录只能在细胞核中进行，而翻译在细胞质中进行D.某段 DNA 有 600 个碱基，由它控制合成的多肽链最多含氨基酸 100 个
[解析]中心法则包括 DNA 的复制、转录、翻译、逆转录和RNA 复制，A 正确；DNA 的复制、转录和翻译都需要消耗能量，B 正确；DNA 复制和转录主要在细胞核中进行，此外在线粒体和叶绿体中也能进行，C 错误；DNA 中碱基数∶mRNA 碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1，某段 DNA 有 600 个碱基，由它控制合成的多肽链最多含氨基酸 100 个，D 正确。
DNA、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的
蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA 碱基数目＝1/6 DNA 碱
基数目。(未考虑终止密码)
这个比例关系都是最大值，原因如下：
①DNA 中有的片段无遗传效应，即基因间区不能转录出
②真核生物基因中存在不编码氨基酸的编码区内的内含子
③转录出的 mRNA 中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，所以基因或 DNA 上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的 6 倍多。
[考向预测]5.(2019 年江苏泰安质检)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)(A.m、(m/3)－1C.2(m－n)、(m/3)－1
B.m、(m/3)－2D.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。
6.(2019 年安徽滁州期末)下列关于核酸中碱基数量的叙述，
A.双链 DNA 中嘧啶的数量总是等于嘌呤的数量B.一段双链 DNA 分子含 100 个碱基 T，则该 DNA 第 4 次复制需要 800 个碱基 AC.如果某蛋白质含 100 个氨基酸，则控制该蛋白质合成的基因中至少有 300 个碱基D.单链 RNA 中嘧啶数量不一定等于嘌呤数
解析：双链 DNA 中总是嘌呤和嘧啶配对，所以嘌呤数目等于嘧啶数目，但单链 RNA 中嘧啶数不一定等于嘌呤数，A、D 正确；双链 DNA 中 A＝T，即复制时需要的碱基 A 的数目与碱基 T 的数目相等，该段 DNA 第 4 次复制需要 800 个碱基 T，所以也需要 800 个碱基 A，B 正确；基因中的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目比例大于或等于 6∶1，所以如果某蛋白质含 100 个氨基酸，则控制该蛋白质合成的基因中至少有 600 个碱基，C 错误。
[典例 3]结合下图分析，下列叙述错误的是(
A.生物的遗传信息储存在 DNA 或 RNA 的核苷酸序列中B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
[解析]核苷酸的排列顺序代表着遗传信息，A 正确；由于密码子的简并性等原因，不同的核苷酸序列可表达出相同的蛋白质，B 正确；基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C 正确；构成基因的两条链是互补的，其碱基排列顺序不同，D 错误。
[考向预测]7.图 1 所示为基因表达过程，图 2 为中心法则，①～⑤表
示生理过程。下列叙述正确的是(图 1图 2
A.图 1 所示为染色体 DNA 上的基因表达过程，需要多种酶
B.红霉素影响核糖体在 mRNA 上的移动，故影响基因的转
C.图 1 所示过程为图 2 中的①②③过程
D.图 2 中涉及碱基 A 与 U 配对的过程为②③④⑤
解析：图 1 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 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 错误；图 2 中①是 DNA 复制、②是转录过程、③是翻译过程、④是RNA 的复制、⑤是逆转录过程，图 1 是基因控制蛋白质的合成过程，即转录和翻译，为图 2 中的②③过程，C 错误；图 2 中涉及碱基 A 与 U 配对的过程为②③④⑤，①过程中只有 A 与T 配对，D 正确。
8.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—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②的场所是宿主细胞的核糖体，过程①所需的酶可来自宿主细胞
B.过程②合成两种物质时所需的氨基酸和 tRNA 的种类、
C.EBV 增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和 ATPD.过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
解析：根据题干信息可知，过程②的场所是宿主细胞的核糖体，过程①所需的酶来自 EBV，A 错误；过程②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、数量不完全相同，B 错误；EBV 增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP 等，C 错误；根据碱基互补配对原则，－RNA 中嘧啶比例与 mRNA 中嘌呤比例相同，因此，过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同，D 正确。
考向 4 辨析基因对性状的控制过程[典例 4](2019 年吉林长春实验中学开学考)某哺乳动物的毛色由位于常染色体上、独立遗传的 3 对等位基因控制，其控制
过程如图所示。下列分析正确的是(
A.图示说明基因与性状之间是一一对应的关系B.图示说明基因通过控制酶的合成直接控制该生物的性状C.基因型为 ddAaBb 的雌雄个体相互交配，子代黄色∶褐色∶黑色＝3∶4∶9D.若 A、a 基因所在的同源染色体区段间发生交叉互换，一个基因型为 ddAaBb 的精原细胞可产生 4 种精子
[解析]基因和性状之间并不是简单的一一对应关系，本题中哺乳动物的毛色由 3 对基因共同决定，A 错误；基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，图示过程属于后一种情况，B 错误；基因型为 ddAaBb 的雌雄个体相互交配，且 3 对基因独立遗传，则子代黄色∶褐色∶黑色＝4∶3∶9，C 错误；若不发生同源染色体间的交叉互换，一个基因型为 ddAaBb 的精原细胞只能产生 2 种精子，若发生交叉互换可以产生 dAB、dAb、daB、dab 4 种精子，D 正确。
[考向预测]9.(2019 年东北育才学校模拟)下图是基因 M、N、P 对某种生物性状控制关系( 三对等位基因分别位于三对同源染色体
上)，下列相关叙述错误的是(
A.表现出性状 3 的个体基因型可能有 4 种B.表现出性状 2 的个体基因型是 ppM_nn
C.图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成实现D.基因型 PpMmNn 个体测交，后代中表现出性状 1 的个体
解析：据图分析，性状 3 的个体基因型为 ppM_N_，因此该性状有 4 种基因型，A 正确；表现出性状 2 的个体基因型是ppM_nn，B 正确；图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状，C 正确；表现出性状 1