第第1717讲基因的表达讲基因的表达第一页，编辑于星期六：四点十九分。-2-第二页，编辑于星期六：四点十九分。-3-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单链mRNA反密码子核糖体第三页，编辑于星期六：四点十九分。-4-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,以为模板合成的过程。(2)过程(见下图)DNA的一条链RNARNA聚合酶一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA链第四页，编辑于星期六：四点十九分。-5-必备知识核心素养关键能力3.遗传信息的翻译(1)概念mRNA氨基酸氨基酸顺序第五页，编辑于星期六：四点十九分。-6-必备知识核心素养关键能力(2)过程第六页，编辑于星期六：四点十九分。-7-必备知识核心素养关键能力mRNAtRNAmRNAtRNA终止密码脱离第七页，编辑于星期六：四点十九分。-8-必备知识核心素养关键能力(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。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?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 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。第八页，编辑于星期六：四点十九分。-9-必备知识核心素养关键能力正误判断(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。()(6)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。()第九页，编辑于星期六：四点十九分。-10-必备知识核心素养关键能力(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。()(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。()第十页，编辑于星期六：四点十九分。-11-必备知识核心素养关键能力探究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。第十一页，编辑于星期六：四点十九分。-12-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?(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?(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: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。提示:不需要,RNA聚合酶也有解旋功能。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。第十二页，编辑于星期六：四点十九分。-13-必备知识核心素养关键能力(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?(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?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。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。第十三页，编辑于星期六：四点十九分。-14-必备知识核心素养关键能力2.下图为两类细胞遗传信息表达示意图。第十四页，编辑于星期六：四点十九分。-15-必备知识核心素养关键能力(1)肺炎双球菌为原核生物,只进行(填“图1”或“图2”)过程。(2)af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。第十五页，编辑于星期六：四点十九分。-16-必备知识核心素养关键能力【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。(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。第十六页，编辑于星期六：四点十九分。-17-必备知识核心素养关键能力考向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C.该DNA片段至少含有2个基因D.该DNA片段的两条链均可作为模板链 答案解析解析关闭图示为转录过程,主要发生在细胞核中,此外还会发生在线粒体和叶绿体中,A项错误;由图可知,该过程两个RNA聚合酶反向移动,B项正确;图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。答案解析关闭A第十七页，编辑于星期六：四点十九分。-18-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()A.图中核糖体移动方向是从右向左,终止密码子位于a端B.通常决定氨基酸的密码子又叫起始密码子C.该过程中碱基互补配对的方式是AU、CGD.图中所示蛋白质合成过程涉及3种RNA 答案解析解析关闭图中核糖体移动方向是从左向右,则终止密码应该位于b端,A项错误;据图分析,氨基酸位于肽链的第一位,因此决定氨基酸的密码子应该是起始密码子,B项正确;翻译过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子配对,遵循的碱基互补配对原则有A与U互配、C与G互配,C项正确;翻译过程中涉及三种RNA,分别是mRNA、tRNA和rRNA,D项正确。答案解析关闭A第十八页，编辑于星期六：四点十九分。-19-必备知识核心素养关键能力第十九页，编辑于星期六：四点十九分。-20-必备知识核心素养关键能力考向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、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:AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU,此mRNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A.20个B.15个C.16个D.18个 答案解析解析关闭遗传密码的阅读,不能从一条mRNA的最前端开始,而是要从起始密码子的位置开始阅读。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,所以最终可以决定16个氨基酸。答案解析关闭C第二十页，编辑于星期六：四点十九分。-21-必备知识核心素养关键能力链接高考中心法则及基因与性状的关系 1.中心法则(1)提出者:。(2)补充后的内容图解克里克第二十一页，编辑于星期六：四点十九分。-22-必备知识核心素养关键能力链接高考(3)不同类型生物遗传信息的传递以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)高度分化的细胞第二十二页，编辑于星期六：四点十九分。-23-必备知识核心素养关键能力链接高考(4)联系中心法则与基因表达的关系第二十三页，编辑于星期六：四点十九分。-24-必备知识核心素养关键能力链接高考2.基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)蛋白质的结构缺失3个CFTR蛋白结构TAAT缬氨酸镰刀状溶血性贫血第二十四页，编辑于星期六：四点十九分。-25-必备知识核心素养关键能力链接高考(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)白化病致病机理图解酶的合成代谢过程酪氨酸酶酪氨酸酶黑色素不能将酪氨酸转化为黑色素第二十五页，编辑于星期六：四点十九分。-26-必备知识核心素养关键能力链接高考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皱粒淀粉分支酶圆粒第二十六页，编辑于星期六：四点十九分。-27-必备知识核心素养关键能力链接高考正误判断(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。()第二十七页，编辑于星期六：四点十九分。-28-必备知识核心素养关键能力链接高考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。(2)遵循碱基互补配对的过程是。第二十八页，编辑于星期六：四点十九分。-29-必备知识核心素养关键能力链接高考(3)和过程,碱基配对方式完全相同吗?(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?(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。(6)中心法则反映了遗传物质的哪两大功能?提示:不完全相同。中是G与C,C与G,A与T,T与A;中是G与C,C与G,A与U,T与A。提示:HIV的宿主细胞可发生的过程是,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。提示:洋葱表皮细胞的信息传递过程为;根尖分生区细胞的信息传递过程为。提示:中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。第二十九页，编辑于星期六：四点十九分。-30-必备知识核心素养关键能力链接高考2.人类免疫缺陷病毒的RNA,在人体细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板,该病毒在宿主细胞内增殖的过程如下图所示。据图分析回答下列问题。(1)图中遗传信息的传递过程表示,表示DNA的单链复制,表示,表示。过程中,在正常人体细胞内不会发生的过程是(填图中序号及相应名称)。(2)过程所需嘧啶的比例与所需嘌呤的比例是的。(3)过程和过程是分别从条链上的起点开始的。(4)过程中氨基酸的排列顺序是由上的密码子决定的。逆转录转录翻译逆转录相同两mRNA第三十页，编辑于星期六：四点十九分。-31-必备知识核心素养关键能力链接高考【解疑释惑】1.利用图示分类剖析中心法则 图示中1、8为转录过程;2、5、9