2014版《创新教程》高考生物一轮（梳理双基+精研核心+剖析易混易错+探究实验）配套课件：必修2 第4章 基因的表达 （2课时）

课件78张PPT。必修1第四章　基因的表达 导航课标考纲 第1、2节　基因指导蛋白质的合成　
基因对性状的控制梳理双基基础
一、判断正误
1．三种RNA都是由DNA转录而来，都与蛋白质的合成有关( )
2．DNA在复制、转录、翻译过程中涉及的碱基配对方式相同( )
3．中心法则由克里克提出，也由他完善补充( )
4．基因可通过控制蛋白质的分子结构或酶的合成控制代谢而控制生物的性状( )√××√二、基础填空
(一)遗传信息的转录
1．RNA的结构
(1)基本单位： 。
(2)结构：一般是单链。
(3)种类
① (mRNA)：蛋白质合成的模板。
②转运RNA(tRNA)： 。
③ (rRNA)：核糖体的组成成分。核糖核苷酸信使RNA运载氨基酸核糖体RNA2．转录细胞核DNA的一条链核糖核苷酸A—U T—A RNA
(二)遗传信息的翻译
1．翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸以 为模板，合成具有 的过程。
(2)场所： 。
(3)运载工具： 。
(4)碱基酸对：A—U、 、C—G。mRNA一定氨基酸顺序的蛋白质核糖体tRNAU—A、G—C
2．密码子
(1)概念：在 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2)种类： 种，其中决定氨基酸的密码子有 。
3．反密码子
(1)概念： 上可以与mRNA上的 互补配对的3个碱基。
(2)种类： 。mRNA6461种tRNA密码子61种(三)中心法则的提出及其发展
1．中心法则的提出
(1)提出人：克里克。
(2)基本内容(用关系简式表示)：
_________________________________。2．发展
(1)RNA肿瘤病毒的遗传信息流向：RNA→ 。
(2)致癌RNA病毒遗传信息流向：RNA→ 。
3．完善后的中心法则内容(用简式表示)：
____________________________________。RNADNA三、思维激活
1．三种RNA都携带遗传信息吗？
提示：只有mRNA。rRNA是组成核糖体的成分，tRNA在翻译中作为运载氨基酸的工具。
2．在人体中氨基酸、tRNA和密码子是一一对应的关系吗？
提示：密码子有64种，tRNA有61种，氨基酸有20种，说明部分氨基酸可能对应多种tRNA，但每种tRNA都对应特定的密码子，但有3种终止密码子不对应tRNA。 精研核心考点
[例1] (2012年课标卷，1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的(　　)
A．tRNA种类不同
B．mRNA碱基序列不同
C．核糖体成分不同
D．同一密码子所决定的氨基酸不同
[解析]　同一种生物不同细胞中所含tRNA是相同的，共有61种，故A不对；两种蛋白质中氨基酸排列顺序不同，而决定氨基酸顺序的直接原因是mRNA碱基序列，故B对；核糖体的组成都是rRNA和蛋白质，故C不对；一种密码子对应一种氨基酸，故D不对。
[答案]　B
1．DNA的基本功能的比较2.DNA与RNA
(1)DNA分子与RNA分子的区别(2)三种RNA的比较
3.遗传信息、密码子和反密码子
(1)联系
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。
(2)区别
①存在位置不同
i)遗传信息：在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
ii)密码子：在mRNA上，是载有DNA遗传信息的mRNA上的相邻的三个核糖核苷酸的排列顺序。
iii)反密码子：在转运RNA上，是与密码子互补配对的三个相邻碱基。
②作用不同
i)遗传信息：决定氨基酸的排列顺序，是间接作用。
ii)密码子：直接决定蛋白质的氨基酸的排列顺序。
iii)反密码子：识别密码子的作用。
(3)对应关系[精彩提示]??
(1)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、质粒等部位。
(2)转录的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。
(3)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。
(4)从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构的蛋白质。
(5)密码子与氨基酸的关系
密码子共有64种，但是编码氨基酸的密码子只有61种，有3种终止密码子；一种氨基酸可以有一种或多种密码子，但是一种密码子只能决定一种氨基酸；起始密码子也能决定氨基酸。密码子是连续的，中间无其他碱基隔开，无论是病毒，还是原核生物和真核生物都共用一套遗传密码子。
(6)tRNA的功能
一是转运氨基酸，二是识别密码子，且一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。所以tRNA有61种，一种氨基酸可有一种或几种tRNA来转运。tRNA并非只有三个碱基，有多个碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸。
1．(2012年广东理综)下列叙述正确的是(　　)
A．DNA是蛋白质合成的直接模板
B．每种氨基酸仅由一种密码子编码
C．DNA复制就是基因表达的过程
D．DNA是主要的遗传物质
解析：本题考查遗传的物质基础的相关知识，意在考查考生的综合分析能力。DNA是蛋白质合成的间接模板，直接模板是mRNA；有的氨基酸可以由几种密码子编码；DNA复制是基因的传递过程，转录和翻译才是基因的表达过程；绝大多数生物以DNA为遗传物质，所以DNA是主要的遗传物质。
答案：D
[例2] (2012年安徽，5)图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在(　　)
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
[解析]　由图示知，该细胞内转录和翻译在同一场所内同时进行，可知该细胞为原核细胞，而转录过程中核糖体沿着mRNA滑动以便合成肽链。
[答案]　C
1．内容图解
明确：①、③、⑤过程发生在细胞生物(真核生物、原核生物)中和以DNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，②、④只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。
2．含义
在遗传学上，把遗传信息的流动方向叫做信息流。包括5个方面的内容，而且均遵循碱基互补配对原则。
(1)DNA→DNA：以DNA为遗传物质的生物的自我复制。
(2)RNA→RNA：某些RNA病毒，以RNA为遗传物质的生物的自我复制。
(3)DNA→RNA：转录过程。
(4)RNA→DNA：个别病毒在肿瘤细胞中的逆转录过程，在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA。
(5)RNA→蛋白质：细胞质核糖体上的翻译过程，以mRNA为模板合成特定的蛋白质，表现生物的性状。
2．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子，某信使RNA的碱基排列顺序如下；AUUCGAUGAC—(不含终止密码子的10个碱基)—CUCUAGAUCU，则此信使RNA控制合成的多肽链最多含有多少个肽键(　　)
A．4　　　　　　　　　　 B．5
C．6 D．7
解析：本题的解决需要三个方面的知识：一是起始密码子能决定氨基酸，终止密码子不能决定氨基酸；二是要从所给的信使RNA的碱基排列顺序中确定能决定氨基酸的碱基个数，共有5＋10＋3＝18(个)；三是要明确信使RNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸，也就能确定氨基酸的数目最多为6个，所以形成的肽键数目最多为6－1＝5(个)。
答案：B
[例3] (2012年合肥质检)豌豆的圆粒和皱粒产生机理如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异
B．插入外来DNA序列属于基因重组
C．插入外来DNA序列导致基因的选择性表达
D．豌豆吸水减少成皱粒是表现型
[解析]　外来DNA序列插入淀粉分支酶基因，导致该基因不能正常表达，没有基因的缺失、增添及不同基因的重新组合，则此变异属于基因突变，故A、B、C错误。
[答案]　D
1．基因控制性状的两种方式
(1)间接途径——基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。如豌豆的粒型(图1、2)、白化病(图3)。(2)直接途径——基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。如囊性纤维病(下图左)、镰刀型细胞贫血症(下图右)。
2．基因与性状的关系
(1)生物的大多数性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎，由一对等位基因控制)。
(2)生物有些性状是由多个基因决定的(如人的身高)。
(3)生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因型和环境条件共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件。
[精彩提示]??
基因对性状控制的复杂性
基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。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。
3．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是(　　)A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一个性状可以由多个基因控制
解析：本题主要考查基因对性状的控制。由图可以看出，在人体内苯丙氨酸能否转化成苯丙酮酸、多巴胺和黑色素，与酶的合成直接相关，而酶的合成是由基因控制的；基因1若发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成分别受基因1、基因4和基因1、基因2的控制。
答案：A 剖析易混易错[典例1] 如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是(　　)
A．能给该过程提供遗传信息的只能是DNA
B．该过程合成的产物一定是酶或激素
C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应
D．该过程中有水产生
[常见错误]　错选A、B或C项。[错因分析]　错选A、B或C项的原因具体分析如下：
[正确解答]　选D。[典例2] 如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：
若图中的①所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过(　　)
A．166和55　　　　　　 B．166和20
C．333和111 D．333和20
[常见错误]　错选B或C项。[错因分析]　错选B或C项的原因具体分析如下：
[正确解答]　选D。探究实验专项对照实验的设计
所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件完全相同”。具体来说有如下四个方面：
1．所选用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
2．所用实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。
3．所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。
4．所用处理方法要相同如：保温或冷却，光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。
尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，如图。若实验结果不能说明实验结论，试分析是实验设计过程中哪些不足引起的？解析：本实验的结论是探索一个特定的遗传密码对应特定的氨基酸，本实验的对照实验为加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验。若实验结果不能说明实验结论，可能是由于实验设计出现如下不足：
(1)如果事先不除去细胞提取液中存在的DNA和mRNA，可能会存在多种密码子，结果中就会出现多种肽链；
(2)如果实验过程中不设置其他氨基酸的对照实验，虽然出现了多聚苯丙氨酸的肽链，但也不能说明特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸的结论。
(3)如果在实验中不能合理控制实验条件，如温度、pH、酶等因素不适合实验的正常进行，虽然模板和原料齐全，最终也不会得到相应的肽链，也就不会说明多聚尿嘧啶决定的氨基酸只能是苯丙氨酸这一结论。提升目标课堂
1．(2012年东北师大一模)下列有关基因表达的叙述中，正确的是(　　)
A．哺乳动物红细胞中的基因不能表达
B．大肠杆菌质粒基因表达与核糖体无关
C．菠菜根尖细胞基因表达的场所包括线粒体、叶绿体
D．人甲状腺细胞中生长激素基因处于关闭状态解析：哺乳动物未成熟的红细胞有细胞核和核糖体等细胞器，细胞内基因能表达产生一些特殊蛋白质，比如血红蛋白，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，细胞内没有基因的表达，A错误；基因表达包括转录和翻译两个过程，翻译的场所是核糖体，B错误；菠菜根尖细胞中无叶绿体，C错误；人体细胞中生长激素基因只在垂体细胞内能表达，而甲状腺细胞内的生长激素基因不能表达，即处于关闭状态，D正确。
答案：D2．日本研究人员在最新一期《自然—神经科学》杂志网络版上发表论文说，他们在利用实验鼠进行的实验中，发现一种小核糖核酸与脑神经和视网膜神经的形成有关。进一步研究表明小核糖核酸—124a是一类不编码蛋白质的单链核糖核酸分子，主要参与控制基因表达。下列分析不正确的是(　　)
A．小核糖核酸—124a在翻译过程中可作为模板合成蛋白质
B．小核糖核酸—124a可能通过与某些mRNA结合控制基因表达
C．小核糖核酸—124a一定不含有胸腺嘧啶，但可能含有尿嘧啶
D．小核糖核酸—124a可能与神经干细胞的分化有关
解析：小核糖核酸—124a是一种不编码蛋白质的RNA，A错误；从题干信息“小核糖核酸与脑神经和视网膜神经的形成有关，且主要参与控制基因表达”，可知B、D正确；胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，由于是小分子RNA，所以其可能含有尿嘧啶，C正确。
答案：A3．如图表示tRNA结构，①表示碱基对，②表示三个相邻碱基。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①表示的碱基对有A与T，G与C两种
B．②表示的三个相邻碱基叫密码子
C．指导该分子合成的DNA片段叫基因
D．一种氨基酸只能由一种tRNA转运
解析：图中①表示的碱基对有A与U，G与C；②表示反密码子，能与mRNA上密码子进行碱基互补配对；指导该tRNA分子合成的DNA片段为基因；一种氨基酸由一种或多种tRNA来转运。
答案：C
解析：转录的模板是DNA的一条链；翻译还需tRNA；基因还可以通过控制酶的合成来控制代谢过程间接控制性状；由于密码子的简并性，基因中替换一个碱基对，但翻译后仍可能是同一种氨基酸，所以不一定改变生物的性状。
答案：D5．(2013年徐州模拟)如图表示生物体内三个重要的生理活动。根据所学知识结合图形，回答下列问题：(1)甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是________。对于小麦的叶肉细胞来说，能发生乙过程的场所有________。
(2)在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是______________。
(3)对于乙图来说，RNA聚合酶结合位点位于分子____________上，起始密码和终止密码位于分子________上(填字母)。
(4)分子1彻底水解得到的化合物有________种。
(5)丙图所示的生理过程是从分子1链的________端开始的。如果该链由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链，最多需要脱掉________分子的水。
答案：(1)DNA复制、转录、翻译
细胞核、线粒体、叶绿体
(2)a和c、b和d　(3)e　f
(4)6　(5)A　116课时提能冲关