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2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第23講 基因表達(dá)教案 【考綱要求】 基因表達(dá) 考綱要求 (1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 (2)基因與性狀的關(guān)系 Ⅱ Ⅱ 【考點(diǎn)分析】 知識(shí)點(diǎn) 試卷類型 分值 題型 (1)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 (2)基因與性狀的關(guān)系 xx 四川 22 非選擇題 xx 海南 3 選擇題 xx 海南 3 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 廣東 3 選擇題 xx 上海 11 選擇題 xx 山東 19 非選擇題 xx 重慶 20 非選擇題 xx 上海 11 非選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 海南 2 選擇題 xx 寧夏 12 非選擇題 xx 浙江 18 非選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 江蘇 7 非選擇題 xx 廣東 2 選擇題 【考點(diǎn)預(yù)測(cè)】 基因的表達(dá)是學(xué)習(xí)生物的主要任務(wù)，就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)存在物質(zhì)的學(xué)習(xí)來(lái)了解生命的過(guò)程，對(duì)于本節(jié)一直高考的熱點(diǎn)問(wèn)題，主要考察的是轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，以及與之相關(guān)的計(jì)算題目，主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，有的時(shí)候也可以是大題。 【知識(shí)梳理】 一、轉(zhuǎn)錄 a.場(chǎng)所:細(xì)胞核 b.過(guò)程;以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過(guò)程。 c.目的:傳遞遺傳信息。 二、翻譯 a.場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)的核糖體。 b.過(guò)程:以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。 c.目的:傳遞遺傳信息 三、中心法則 四、基因與性狀的關(guān)系 【重點(diǎn)解析】 中心法則 1．中心法則中所涉及生理過(guò)程的比較 (1)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能。 圖中①體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，它是通過(guò)DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程或細(xì)胞增殖過(guò)程中。圖中②③共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，它是通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中。 (2)中心法則中幾個(gè)生理過(guò)程能準(zhǔn)確地進(jìn)行的原因，準(zhǔn)確的模板和嚴(yán)格有序的堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系保證了遺傳信息的正常傳遞和表達(dá)，進(jìn)而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。 (3)中心法則幾個(gè)過(guò)程的比較 場(chǎng)所 模板 原料 酶和其它條件 堿基互補(bǔ)配對(duì)方式 產(chǎn)物 復(fù) 制 細(xì)胞核 DNA兩條鏈 游離的脫氧核苷酸、4種 解旋酶、DNA聚合酶等。能量 A與T C與G T與A G與C DNA 轉(zhuǎn) 錄 細(xì)胞核 DNA的一條鏈 游離的核糖核苷酸、4種 解旋酶、RNA聚合酶（可提一下）等。能量 A與U C與G T與A G與C mRNA 翻 譯 細(xì)胞質(zhì)中的核糖體 信使RNA 氨基酸、20種 酶、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、能量 A與U C與G G與C U與A 蛋白質(zhì)（或多肽鏈） (4)中心法則是不斷發(fā)展和完善的，是對(duì)所有生物的信息流動(dòng)的歸納，不同的生物是不同的 ① 以DNA為遺傳物質(zhì)的生物： ② 以RNA為遺傳物質(zhì)不逆轉(zhuǎn)錄的生物： ③以RNA為遺傳物質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄的生物： 生物界： 2、與中心法則相聯(lián)系的計(jì)算 信使RNA上三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，因此蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目與信使RNA上的堿基數(shù)目存在著1：3的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而信使RNA又是通過(guò)基因中的信息鏈轉(zhuǎn)錄而來(lái)。由于基因是雙鏈，而只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，所以基因中的堿基數(shù)目與信使RNA上的堿基數(shù)目存在著2：1的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目與基因中的堿基數(shù)目存在著1：6的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在合成蛋白質(zhì)時(shí)，需要轉(zhuǎn)運(yùn)RNA作為運(yùn)載氨基酸的工具，每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA每次只能運(yùn)載一個(gè)特 定的氨基酸。 綜上所述，可把上面有關(guān)的知識(shí)總結(jié)成如下的關(guān)系式： [蛋白質(zhì)中肽鏈的條數(shù)十(縮合時(shí)脫下的水分子數(shù)或蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù))]：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目：參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA：參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA中反密碼子堿基數(shù)：信使RNA的堿基數(shù)：DNA(基因)堿基數(shù)=1：1：1：3：3：6。 蛋白質(zhì)平均相對(duì)分子質(zhì)量一氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量氨基酸數(shù)目一[(氨基酸數(shù)目一蛋白質(zhì)中肽鏈數(shù))水相對(duì)分子質(zhì)量]。 例1、一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，作為合成該多肽鏈模板的mRNA分子和用來(lái)轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子分別至少需要堿基（ ） A、3000個(gè)和3000個(gè) B、1000個(gè)和xx個(gè) C、xx個(gè)和4000個(gè) D、3000個(gè)和6000個(gè) 解析：此題考察DNA控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。mRNA上三個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，所以mRNA上堿基的數(shù)量是其控制合成多肽鏈中氨基酸個(gè)數(shù)的三倍。mRNA是以DNA雙鏈中的一條單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則轉(zhuǎn)錄形成的，所以DNA分子的堿基數(shù)量是其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基數(shù)量的2倍，是其指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量的6倍。 答案：D 例2、下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A、一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 B、一種氨基酸可以含有多種密碼子 C、一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn) D、一種氨基酸只能由一種RNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn) 解析 密碼子是mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基，反密碼子是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上可以與密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基。一個(gè)氨基酸可以有多個(gè)密碼子，所以一個(gè)氨基酸可以由多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)，但對(duì)一個(gè)特定的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，只能轉(zhuǎn)運(yùn)特定的一種氨基酸。 答案：D 例3、已知某物種的細(xì)胞中含有26個(gè)DNA分子，其中有2個(gè)DNA分子各含有24 000個(gè)堿基，由這兩個(gè)DNA分子所控制合成的肽鏈中，最多含有多少種氨基酸（ ） A、8 000 B、4 000 C、16 000 D、20 解析： 氨基酸的種類最多只有20種，要注意對(duì)題目隱含信息的挖掘。 答案： D 例4、人的胰島素基因和得以表達(dá)的胰島素基因依次位于 （ ） A、體細(xì)胞、胰島細(xì)胞中 B、胰島細(xì)胞、體細(xì)胞中 C、均位于胰島細(xì)胞中 D、體細(xì)胞、腎小管細(xì)胞中 解析： 認(rèn)得體細(xì)胞都是由受精卵不斷通過(guò)有絲分裂而產(chǎn)生的，因此人的體細(xì)胞都含有一整套相同的基因，都含有胰島素基因。但這些基因并非無(wú)選擇地在每一個(gè)細(xì)胞都得到表達(dá)，即控制合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，而是在不同的組織細(xì)胞中只有部分基因得到了表達(dá)。胰島素基因只是在胰島細(xì)胞中得到表達(dá)，合成了蛋白質(zhì)激素—胰島素。 答案： A 【實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】 （09廣東卷）1．大多數(shù)老年人頭發(fā)變白的直接原因是頭發(fā)基部細(xì)胞內(nèi) A．物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)加速 B．新陳代謝變緩 C．呼吸速率加快 D．與黑色素合成相關(guān)的酶活性降低 答案：BD 解析：生物的基因控制性狀，可通過(guò)控制酶的合成控制代謝進(jìn)而控制性狀，頭發(fā)變白是因?yàn)楹谏責(zé)o法形成，與黑色素合成相關(guān)的酶活性降低，酶活性降低導(dǎo)致新陳代謝變緩，致使老年人頭發(fā)變白。 （09廣東卷）2.有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，正確的是 A. 終止密碼子不編碼氨基酸 B. 每種tRNA只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸 C. tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息 D. 核糖體可在mRNA上移動(dòng) 答案：ABD 解析：攜帶遺傳信息的，是DNA。 （09海南卷）3．有關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是 A．兩種過(guò)程都可在細(xì)胞核中發(fā)生 B．兩種過(guò)程都有酶參與反應(yīng) C．兩種過(guò)程都以脫氧核糖核苷酸為原料 C．兩種過(guò)程都以DNA為模板 答案：C （09遼寧、寧夏卷）4．（12分） 多數(shù)真核生物基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開，每一個(gè)不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個(gè)內(nèi)含子。這類基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄、加工形成的mRNA中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列。某同學(xué)為檢測(cè)某基因中是否存在內(nèi)含子，進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)： 步驟①：獲取該基因的雙鏈DNA片段及其mRNA； 步驟②：加熱DNA雙鏈?zhǔn)怪蔀閱捂?，并與步驟①所獲得的mRNA按照堿基配對(duì)原則形成雙鏈分子； 步驟③：制片、染色、電鏡觀察，可觀察到圖中結(jié)果。 請(qǐng)回答： （1）圖中凸環(huán)形成的原因是 ，說(shuō)明該基因有 個(gè)內(nèi)含子。 （2）如果現(xiàn)將步驟①所獲得的mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到DNA單鏈，然后該DNA單鏈與步驟②中的單鏈DNA之一按照堿基配對(duì)原則形成雙鏈分子，理論上也能觀察到凸環(huán)，其原因是逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈中不含有 序列。 （3）DNA與mRNA形成的雙鏈分子中堿基配對(duì)類型有 種，分別是 。 答案： （1）DNA中有內(nèi)含子序列， mRNA中沒(méi)有其對(duì)應(yīng)序列，變性后形成的DNA單鏈之一與mRNA形成雙鏈分子時(shí)，該單鏈DNA中無(wú)法與mRNA配對(duì)的序列能形成凸環(huán) 7 （2）內(nèi)含子 （3）3 A—U T—A C—G 解析： （1）由題意知， 基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開，每一個(gè)不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個(gè)內(nèi)含子。而mRNA中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列。因此， 變性后形成的DNA單鏈之一與mRNA形成雙鏈分子時(shí)，該單鏈DNA中無(wú)法與mRNA配對(duì)的序列能形成凸環(huán)。 （2）mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到DNA單鏈，該DNA單鏈也不含有不編碼蛋白質(zhì)的序列，因此，逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈中不含有內(nèi)含子序列。 （3）DNA中有四種堿基AGCT， mRNA有四種AGCU， DNA中的A與mRNA中的U， DNA中T與mRNA中A ，DNA中C與mRNA中G，DNA中G與mRNA中C， 所以配對(duì)類型有三種。 （09上海卷）5.某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是 A. 75對(duì)堿基 B. 78對(duì)堿基 C. 90對(duì)堿基 D. 93對(duì)堿基 答案：D 解析：根據(jù)題中條件可知該多肽由30個(gè)氨基酸組成，則應(yīng)為30個(gè)密碼子再加上終止密碼子應(yīng)為31，編碼多肽的基因堿基為316=186，93對(duì)堿基。 （09浙江卷）6.（18分）正常小鼠體內(nèi)常染色體上的B基因編碼胱硫醚γ—裂解酶（G酶），體液中的H2S主要由G酶催化產(chǎn)生。為了研究G酶的功能，需要選育基因型為B-B-的小鼠。通過(guò)將小鼠一條常染色體上的B基因去除，培育出了一只基因型為B+B-的雄性小鼠（B+表示具有B基因，B-表示去除了B基因，B+和B-不是顯隱性關(guān)系），請(qǐng)回答： （1）現(xiàn)提供正常小鼠和一只B+B-雄性小鼠，欲選育B-B-雄性小鼠。請(qǐng)用遺傳圖解表示選育過(guò)程（遺傳圖解中表現(xiàn)型不作要求）。 （2）B基因控制G酶的合成，其中翻譯過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)的 上進(jìn)行，通過(guò)tRNA上的 與mRNA上的堿基識(shí)別，將氨基酸轉(zhuǎn)移到肽鏈上。酶的催化反應(yīng)具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，這是因?yàn)? 。 （3）右圖表示不同基因型小鼠血漿中G酶濃度和H2S濃度的關(guān)系。B-B-個(gè)體的血漿中沒(méi)有G酶而仍有少量H2S產(chǎn)生，這是因?yàn)? 。通過(guò)比較B+B+和B+B-個(gè)體的基因型、G酶濃度與H2S濃度之間的關(guān)系，可得出的結(jié)論是 。 答案： （1） （2）核糖體 發(fā)密碼子 G酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能 （3）①血壓中的H2S不僅僅由G酶催化產(chǎn)生 ②基因可通過(guò)控制G酶的合成來(lái)控制H2S濃度 解析：本題考查基因控制蛋白質(zhì)合成的有關(guān)知識(shí)。 （1）遺傳圖解如下： （2）B基因控制G酶的合成，其中翻譯過(guò)程在核糖體上進(jìn)行，通過(guò)tRNA上的反密碼子與mRNA上的堿基識(shí)別，將氨基酸轉(zhuǎn)移到肽鏈上。酶的催化反應(yīng)具有高效性，是因?yàn)槊改芙档突瘜W(xué)反應(yīng)的活化能。（3）右圖表示不同基因型小鼠血漿中G酶濃 度和H2S濃度的關(guān)系。B-B-個(gè)體的血漿中沒(méi)有G酶而仍有少量H2S產(chǎn)生，這是因?yàn)檠獫{中的H2S 不僅僅由 G酶催化生成。通過(guò)比較B+B+和B+B-個(gè)體的基因型、G酶濃度與H2S濃度之間的關(guān)系，可得出的結(jié)論是基因可通過(guò)控制G酶的合成來(lái)控制H2S濃度。 （09江蘇卷）7．（7分）下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 （1）完成過(guò)程①需要 等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核。 （2）從圖中分析，核糖體的分布場(chǎng)所有 。 （3）已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過(guò)程③、④，將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測(cè)該RNA聚合酶由 中的基因指導(dǎo)合成。 （4）用一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少，那么推測(cè)一鵝膏蕈堿抑制的過(guò)程是 （填序號(hào)），線粒體功能 （填“會(huì)”或“不會(huì)”）受到影響。 答案： （1）ATP、核糖核苷酸、酶 （2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 （3）核DNA（細(xì)胞核） （4）① 會(huì) 解析：本題以圖文為資料考查轉(zhuǎn)錄翻譯相關(guān)知識(shí)。（1）過(guò)程①為轉(zhuǎn)錄，需要從核外獲取ATP、核糖核苷酸、酶；（2）過(guò)程②表示翻譯，場(chǎng)所核糖體，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體中能進(jìn)行過(guò)程④翻譯，所以線粒體中也存在。（3）已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過(guò)程③、④，但是將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。所以RNA聚合酶不是線粒體的基因控制合成的，而是由細(xì)胞核中的基因指導(dǎo)合成。（4）用一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少，所以抑制了轉(zhuǎn)錄合成RNA的過(guò)程①，線粒體由于前提蛋白減少，所以功能受影響。 【名師點(diǎn)撥】 1、RNA的種類有三種：mRNA、tRNA、rRNA 2、DNA與RNA的區(qū)別： DNA RNA 堿基 A、G、C、T A、G、C、U 五碳糖 脫氧核糖(C5H10O4) 核糖(C5H10O5) 磷酸 磷酸 磷酸 基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸 結(jié)構(gòu) 通常呈雙螺旋結(jié)構(gòu) 通常呈單鏈狀結(jié)構(gòu) 3、轉(zhuǎn)錄是以DNA一條鏈為模板，而不是兩條鏈。所以DNA與RNA堿基比2：1