2021版高考生物一轮复习第4章基因的表达教案新人教版必修2

2021版高考生物一轮复习第4章基因的表达教案新人教版必修2

- 1 - 基因的表达 考点一 基因指导蛋白质的合成 1.真核细胞的 DNA 分子的复制、转录和翻译的比较： 项目 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂间期 活细胞整个生命阶段 场所 主要在细胞核 核糖体 模板 DNA 双链 DNA 单链 mRNA 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 20 种氨基酸 条件 解旋酶、 DNA 聚合酶、 ATP 等 RNA 聚合酶、 ATP 酶、ATP、 tRNA 产物 2 个双链 DNA 分子 1 条单链 RNA 多肽链 模板 去向 恢复原状 水解 碱基 配对 A—T，T—A， C—G，G—C A—U，T—A， C—G，G—C A—U，U—A， C—G，G—C 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子： 3.相关数量关系： (1)DNA 碱基数∶mRNA 碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1(忽略终止密码子)。 - 2 - (2)计算中“最多”和“最少”的分析。 ①mRNA 上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA 上的终止密码子不决定氨基 酸，因此准确地说，mRNA 上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的 3 倍还要多一些。 ②DNA 上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或 DNA 上的碱基数目比对应的蛋白质 中氨基酸数目的 6 倍还要多一些。 ③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如 mRNA 上有 n 个碱基，转录产生它的基因中至少有 2n 个碱基，该 mRNA 指导合成的蛋白质中最多有 n/3 个氨基酸。 【高考警示】 转录、翻译过程中的易混分析 (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)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。 【典例】(2019·全国卷Ⅰ)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】选 C。本题考查基因表达的条件。用体外实验的方法合成多肽链，应该提供蛋白质合 成的各种条件，如果在体外合成同位素标记的多肽链，就应该以同位素标记的苯丙氨酸为原 - 3 - 料，以人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸为模板，还需要 tRNA、酶等条件，这些可以由除去了 DNA 和 mRNA 的细胞裂解液提供，所以所需的材料组合是③④⑤。 【知识总结】蛋白质合成的六个主要条件 (1)模板：mRNA。(2)场所：核糖体。(3)原料：氨基酸。(4)转运工具：tRNA。(5)酶：相关酶。 (6)能量：ATP。 (2019·海南高考)下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是 ( ) A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链 B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子 C.一个 mRNA 分子上可以结合多个核糖体 D.一个 DNA 分子可以转录产生多个 RNA 分子 【解析】选 A。一个核糖体上不能同时合成多条多肽链，转录一次只能合成一条多肽链，A 项 错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白结合了 4 个亚铁离子，B 项正 确；一个 mRNA 分子上可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链，C 项正确；一个 DNA 分子含 有多个基因，每个基因都可以多次转录，所以可以转录产生多个 RNA 分子，D 项正确。 【加固训练】 胰岛素合成的起始密码子与甲硫氨酸密码子都是 AUG，但胰岛素第一位氨基酸却不是甲硫 氨酸，这是分子加工修饰的结果。下列有关胰岛素合成的叙述正确的是 ( ) A.胰岛素合成过程中作为模板的只有 DNA B.胰岛素的形成过程中既有肽键的形成也有肽键的水解 C.胰岛素的氨基酸序列是由胰岛素基因的碱基序列直接决定的 D.胰岛素合成过程的催化需要有 DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的参与 【解析】选 B。胰岛素的合成包括转录和翻译两个步骤，其中转录的模板是 DNA 的一条链，翻 译的模板是 mRNA；胰岛素的形成过程中既有肽键的形成(氨基酸脱水缩合形成肽键)也有肽键 的水解(修饰过程中会发生肽键的水解)；胰岛素的氨基酸序列是由 mRNA 的碱基序列直接决定 的；DNA 聚合酶促进 DNA 的复制过程，胰岛素合成过程中不需要该酶的参与。 考点二 基因对性状的控制 1.各种生物的信息传递过程： - 4 - 生物种类 遗传信息的传递过程 DNA 病毒 某些 RNA 病毒 逆转录病毒 原核生物 真核生物 2.基因与性状的关系： 【高考警示】 基因表达三点提醒 (1)分裂间期 DNA 复制，有关蛋白质合成。分裂过程中 DNA 不再复制，蛋白质不再合成。 (2)DNA→RNA，需要 RNA 聚合酶；RNA→DNA，需要逆转录酶。 (3)转录不需要解旋酶，活细胞内，转录、翻译过程时刻发生。 【典例】(2017·全国卷Ⅲ)下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是 ( ) A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 C.O 型血夫妇的子代都是 O 型血，说明该性状是由遗传因素决定的 D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的 【解析】选 D。个体的身高受遗传和营养条件等因素的影响，两个个体的身高不相同，二者的 基因型可能相同，也可能不相同，A 项正确；某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这是由于 缺乏光照，叶绿素不能形成，这种变化是由环境造成的，B 项正确；O 型血夫妇的子代都是 O - 5 - 型血，说明该性状是由遗传因素决定的，C 项正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，是由于 等位基因的分离导致性状分离，而不是由环境决定的，D 项错误。 (1)通过上题可以看出，生物的性状是基因和环境共同作用的结果。 (2)叶绿素的合成受基因控制吗？如果受基因控制，又是怎样控制的呢？ 提示：受基因控制。叶绿素的合成需要蛋白酶的参与，基因是通过控制酶的合成来控制叶绿 素的合成的。 (2019·太原模拟)如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由 DNA 向蛋白质传递与表达的 过程，下列相关叙述正确的是 ( ) A.健康的人体细胞中，不会发生⑤过程，①②③④均可发生 B.在真核细胞中，①和②两个过程发生的主要场所是细胞核和细胞质 C.能特异性识别 mRNA 上密码子的分子是 tRNA，tRNA 所携带的分子是氨基酸 D.①过程只发生在真核细胞分裂的间期 【解析】选 C。人体细胞中，正常情况下不会发生⑤(RNA 复制)、④(逆转录)过程，若人体细 胞被 RNA 病毒侵染，可以在被侵染的细胞内发生⑤④过程，A 错误；在真核细胞中，①(DNA 复制)和②(转录)过程都主要发生在细胞核中，此外这两个过程在线粒体和叶绿体中也能进 行，B 错误；翻译过程以 mRNA 为模板，以 tRNA 为运载氨基酸的工具合成蛋白质，tRNA 一端 的反密码子与 mRNA 上的密码子进行碱基互补配对，另一端携带氨基酸分子，C 正确；①过程 可发生在真核细胞分裂的间期，也可发生在原核细胞的二分裂过程中，D 错误。 “三看法”判断中心法则的过程 - 6 - 【加固训练】 1.(2019·保定模拟)酪氨酸酶存在于正常人的皮肤和毛囊等处的细胞中，它能促使酪氨 酸转变为黑色素。若编码此酶的基因发生了突变将导致白化病，这种现象说明 ( ) A.人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因 B.白化病实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 C.酪氨酸是基因的表达产物 D.老年人头发变白是由于控制酪氨酸酶合成的基因异常引起的 【解析】选 A。人体所有细胞都是由同一个受精卵发育而来的，都含有该生物全部的基因，因 此人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因，A 项正确。白化病形成的根本原因是控制 酪氨酸酶合成的基因发生了基因突变，这是“基因通过控制酶来影响代谢，进而间接控制生 物体的性状”的实例，B 项错误。酪氨酸是一种氨基酸，不是蛋白质，不是基因表达的产物； 基因表达的产物是蛋白质，C 项错误。老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低，黑色素合 成减少，D 项错误。 2.如图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出 ( ) A.过程①②都主要在细胞核中进行 B.食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白 C.M1 和 M2 不可能同时出现在同一个细胞中 D.老年人细胞中不含有酪氨酸酶 【解析】选 C。图中①表示转录，②表示翻译，翻译在细胞质中的核糖体上进行。酪氨酸为非 必需氨基酸，可在人体内合成。血红蛋白在红细胞中表达，酪氨酸酶合成发生在皮肤细胞中。 老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低，而不是不含酪氨酸酶。