【生物.新高考总复习】第17讲 基因的表达

子的位置开始阅读。由题干已知AUG、GUG为起始密码子,认真阅读
不难发现,题目中有AUG,从这个位置开始,到后面的UAG终止密码子
为止。能决定氨基酸的碱基数量为48个,而每三个碱基决定一个氨基
酸C ,所以最终可以决定16个氨基酸。
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-21-
必备知识 核心素养 关键能力 真题演练
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核心素养 关键能力
-13-
(4)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。
(5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基 酸往往不是甲硫氨酸?
UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个mRNA碱基排列顺
序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱
基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U,此mRNA控制合成
的蛋白质含氨基酸的个数为 ( )
A.20个
B.15个
遗C传.16密个码的阅读D,不.18能个从一条mRNA的最前端开始,而是要从起始密码 关闭
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必备知识 核心素养 关键能力
(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)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程需要解 旋酶吗?
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内容标 核心素养解读
准
1.遗传 信息的 转录和 翻译 (Ⅱ) 2.基因 与性状 的关系 (Ⅱ)
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必备知识 核心素养 关键能力
遗传信息的转录和翻译 1.RNA的结构和种类
核糖核苷酸
A、U、G、C
(√) (6)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。
(√ )
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核心素养 关键能力
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(7)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码 子。( × )
(8)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。( × )
单链
mRNA 反密码子
核糖体
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必备知识 核心素养 关键能力
2.遗传信息的转录 (1)概念:在细胞核中,以 RNA 的过程。 (2)过程(见下图)
DNA的一条链
为模板合成
RNA聚合酶
一条链 核糖核苷酸
RNA聚合酶
mRNA
DNA链
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中有两处正在进行转录过程,说明该DNA片段中至少含有2个基因,C项 正确;由图可知,该DNA片段的两条链均可作为模板链,D项正确。
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A
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必备知识 核心素养 关键能力
2.〔2019湖北七市(州)协作体联考〕下图是蛋白质合成示意图, 下列相关描述错误的是( )
(3)误认为一个DNA只能转录出1条(种)RNA。其实转录的单位 是基因,一个DNA上有许多个基因,不同基因转录出的RNA不同。
(4)误认为所有密码子都能决定氨基酸。64种密码子中,有3种密 码子并不决定氨基酸,属于终止密码子。
(5)误认为密码子=反密码子。密码子在mRNA上,反密码子在 tRNA上。一种密码子只对应一种氨基酸;而一种氨基酸可对应一 种或多种密码子。
①白化病致病机理图解
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生物
酪氨酸酶
黑色素
酪氨酸酶 不能将酪氨酸转化为黑色素
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②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
DNA序列
淀粉分支酶
淀粉降低 蔗糖
淀粉分支酶
皱粒 圆粒
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提示:翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过 程中会被剪切掉。
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2.下图为两类细胞遗传信息表达示意图。
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(1)肺炎双球菌为原核生物,只进行
(填“图1”或“图2”)过
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3.遗传信息的翻译 (1)概念
场所 细胞质中的核糖体上
模板 mRNA 原料 氨基酸 产物 具有一定
氨基酸顺序
的蛋白质
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必备知识 核心素养 关键能力
(2)过程
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mRNA
tRNA
mRNA tRNA
终止密码 脱离
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(3)翻译过程中,mRNA与核糖体数量的关系 遗传信息的翻译过程中,通常一个mRNA结合多个核糖体的意义 是 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质,提高了蛋白 质的合成效率 。 教材拾遗(必修2第65页“思考与讨论,3”改编)组成蛋白质的20种 氨基酸共对应多少种密码子?由此推知一种氨基酸可能对应多个 密码子,这对生物体的生存发展有何意义? 提示:20种氨基酸共对应61种密码子,其意义主要表现为如下两方 面。 (1)增强容错性:当密码子中有一个碱基改变时,由于密码的简并 性,可能并不会改变其对应的氨基酸,因而有利于蛋白质或性状的 稳定。 (2)保证翻译速度:当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码 子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
提示:不需要,RNA聚合酶也有解旋功能。 (3)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,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。
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考向1 转录和翻译过程的分析 1.(2019广东茂名化州二模)真核细胞内RNA的酶促合成过程如 图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.该过程不会发生在细胞质中
B.该过程两个RNA聚合酶反向移动 关闭
图C示.该为D转N录A片过段程,至主少要含发生有在2个细基胞因核中,此外还会发生在线粒体和叶绿 体D中.该,AD项N错A片误;段由的图两可知条,链该均过程可两作个为R模NA板聚链合酶反向移动,B项正确;图
(9)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。( × )
(10)细胞中的mRNA在核糖体上移动,指导蛋白质的合成。( × )
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探究 DNA转录和翻译过程的分析(科学思维) 1.分析真核细胞DNA转录和翻译过程。
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
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(3)不同类型生物遗传信息的传递 ①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
程。
(2)a~f依次为
。
(3)图1中翻译方向为
。判断依据
是
。
(4)图1信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义何在?结合
在一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同吗?为什么?
提示:(1)图2 (2)mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、 RNA聚合酶 (3)从左向右 多肽链的长短,长的表明先进行了翻 译过程 (4)少量mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 结合在 一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同,因为作为模板的 mRNA相同。
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图据A中图.图核分中糖析核体,氨糖移基体动酸移方①动向位是方于从向肽左链是向的从右第右,一则向位终左,止因,终密此止码决应密定该码氨位子基于酸位b①于端的,aA端密项码错子误应;
该B是.通起常始决密定码氨子基,B项酸正①确的;翻密译码过子程又中叫,m起R始NA密上码的子密码子与tRNA上的
反C密.该码过子程配中对碱,遵基循互的补碱配基对互补的配方对式原是则A有—AU与、UC互—配G、C与G互配,C 项正AD正确.图确。中;翻所译示过蛋程白中质涉合及成三种过R程N涉A,及分别3种是RmNRANA、tRNA和rRNA,D项
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)
④高度分化的细胞 DNA
RNA
蛋白质
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(4)联系中心法则与基因表达的关系
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2.基因控制性状的途径
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【解疑释惑】澄清关于转录、翻译、密码子、反密码子的五个 易错点
(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中。其实DNA存在的部位 都可发生复制和转录过程,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质 粒等。
(2)误认为转录产物只有mRNA。其实转录的产物有mRNA、 tRNA和rRNA等,但携带遗传信息的只有mRNA。
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探究 遗传信息的传 递和表达过程的分析(科学思维) 1.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 ①②③ 。 (2)遵循碱基互补配对的过程是 ①②③④⑤⑥ 。
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正误判断
(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)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。
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正误判断
(1)HIV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)中心法则仅仅揭示了自然界中真核生物与原核生物遗传信息 的传递与表达过程,而不能应用于所有生物。 ( ×) (4)人体中的大多数细胞,既会发生染色体的复制,又有转录与翻 译过程。( × ) (5)决定细胞生物性状的直接原因是蛋白质,而根本原因是DNA 上的遗传信息。( √ ) (6)在一个成年人的神经细胞中,只有转录与翻译过程,没有DNA 的复制过程。( √ )
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科学思维“三步”判断真、原核细胞的 DNA 复制、转录及翻译
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考向2 基因表达中的有关计算
3.(2019宁夏石嘴山月考)已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
基因
蛋白质的结构
分析如下)
生物体的性状(完善实例
缺 失3个
A∥T
T∥A
CFTR 蛋白结构
缬氨酸
镰刀状
溶血性贫血
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(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
体的性状(完善实例分析如下)
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(3)①和②过程,碱基配对方式完全相同吗? 提示:不完全相同。①中是G与C,C与G,A与T,T与A;②中是G与 C,C与G,A与U,T与A。 (4)HIV的宿主细胞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的宿主细胞可发生的过程是①②③④,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②③;根尖分生区细胞的 信息传递过程为①②③。