精讲42 基因的表达和对性状的控制-【备战一轮】最新高考生物一轮复习名师精讲课件

这是一份精讲42 基因的表达和对性状的控制-【备战一轮】最新高考生物一轮复习名师精讲课件，共60页。PPT课件主要包含了高考生物一轮复习策略等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。　4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
【新教材•必修二】2023-42【基因的表达】
Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
中心法则及与性状的关系
1.基因的功能是什么?
一.基因通常是有遗传效应的DNA片段
(1)基因能够储存、传递和表达遗传信息，也都可能发生突变，从而决定生物体的性状。
(2)基因是通常有遗传效应的片段。它是生物体遗传的功能单位和结构单位.
①遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能。②4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息。（以RNA为遗传物质的生物，遗传信息蕴藏在RNA中）
假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能 ？
417种。大约为172亿种。
（3）DNA的特点: ①多样性: 碱基排列顺序的千变万化 ②特异性: 碱基特定的排列顺序（A+T/G+C） ③稳定性：（P二44肺炎双球菌的体内转化有涉及） （P选三78，PCR技术有涉及）
（4）基因和遗传信息的关系
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。
（5）基因-DNA-染色体的关系
基因在染色体上呈线性排列
特定脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息
每个基因含许多个脱氧核苷酸
具有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子中含许多个基因
每条染色体上含有1个或2个DNA分子
①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。③人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体＋X＋Y)上DNA的碱基序列。
例1.如图是果蝇某染色体上的白眼基因(S)示意图，下列叙述正确的是
A.白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸B.S基因是有遗传效应的DNA片段C.白眼基因在细胞核内，不遵循遗传规律D.基因片段中有5种碱基、8种核苷酸
解析:组成白眼基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸，A、D项错误；S基因控制果蝇的白眼性状，所以是有遗传效应的DNA片段，B项正确；白眼基因位于染色体上，属于核基因，遵循遗传规律，C项错误。
真、原核细胞基因的结构和表达
2.原核细胞的基因结构
RNA聚合酶是由多个肽链构成的蛋白质，能识别并与调控序列中的结合位点结合,催化转录形成RNA。
(2)基因表达遗传信息
二.基因的表达的相关概念
基因是__________________的DNA片段。
DNA主要存在于真核细胞的_________中。
蛋白质是在_____________中合成的。
基因如何指导蛋白质合成？
思考1：如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？
加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。说明RNA就是基因与蛋白质之间的信使。
加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况，再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况。
1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。
思考2：作为信使需要具备什么条件？
参考答案：①能在细胞核中产生并转移到细胞质中。
②能储存（或携带）携带遗传信息
思考3：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？
1955Gldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。
放射性标记的RNA原料最可能是：_____________。
思考4：RNA适于作为信使的原因
它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。
2.RNA的结构及组成
①结构特点：一般是_单链_，不稳定，变异频率高。
②少数RNA还有 催化 功能。
3.RNA与DNA的区别
①若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为_ _；有核糖一定为_ _。②若含“T”，一定为_ _或其单位；若含“U”，一定为_ _或其单位。因而用放射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA或RNA。若细胞中大量利用“T”，可认为进行DNA的_ _；若大量利用“U”，可认为进行_ _的合成。
DNA与RNA的判断方法
③若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，则为_ _链DNA，因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。 ④若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是_ _链DNA(可能为单链_ _，也可能为_ _)。
4 . 三种RNA比较
5.遗传信息、密码子和反密码子的比较：
tRNA上能与mRNA配对的碱基有3个，但整个tRNA上远不止这3个碱基。如图：
密码子的阅读方向：5´→3´
密码子的特点：A.专一性：一种密码子只决定一种氨基酸B.简并性：一种氨基酸可以由几种密码子决定C.通用性：生物界共用一套遗传密码
→在特殊情况下可编码第21种氨基酸：硒代半胱氨酸
编码甲硫氨酸同时作为起始密码
编码缬氨酸，在原核生物中作为起始密码时编码甲酰甲硫氨酸
甲硫氨酸、色氨酸和硒代半胱氨酸只有1个密码子。
(1)概念：以 为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)场所：主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。(3)过程
(4)产物： 。
信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成__________________________________的过程。
(3)产物：多肽 蛋白质
教材隐性知识：(1)源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程 (填“需要”或“不需要”)解旋酶。 ②一个基因转录时以基因的 条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链 (填“一定”或“不一定”)相同。 ③转录方向的判定方法： 为转录的起始方向。(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。
已合成的mRNA释放的一端(5′－端)
RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中
教材隐性知识：(1)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示　当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？提示　这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。 ①源于必修2 P67“图4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有三个碱基。
②源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
A.模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成 个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是 。
B.模型乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是_________________________________ 。 图中核糖体移动的方向是 ；多聚核糖体形成的意义是____________________________________。
可以相继结合多个核糖体
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
C.模型丙是原核细胞内发生的 过程，特点是 ，与真核细胞不同的原因是 ，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。
原核细胞无以核膜为界限的细胞核
③实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因: A.基因中的内含子转录后被剪切。 B.在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。 C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 D.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
关注计算中“最多”和“最少”问题
例2.判断关于复制、转录和翻译说法的正误(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式(　　)(2)一个DNA只能控制合成一种蛋白质(　　)(3)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(　　)(4)如图表示在人体细胞核中进行的生命过程为转录，需要DNA聚合酶(　　)
(5)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链(　　)(6)如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核(　　)
3.“列表法”比较复制、转录和翻译
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转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。③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。
④真核生物首先在细胞核转录，然后在细胞质中翻译，异地、先后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。
例3.(2021·广东，7)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )A.DNA复制 B.转录C.翻译 D.逆转录
例4.(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
例5.(2021·辽宁，17改编)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是( )A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响B.图中Y与两个R之间通过氢键相连C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
例6.(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，　图中基因A的表达效率高于基因BB.真核生物核基因表达的①和②过程分别发　生在细胞核和细胞质中C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为　模板进行转录的产物D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
(1)提出者： 。(2)补充后的内容图解:
(3)不同类型生物遗传信息的传递 ①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递
四.中心法则及基因与性状的关系
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递
④高度分化的细胞遗传信息的传递
(3)不同类型生物遗传信息的传递
基因 　　　　　　 生物体的性状
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
2.基因控制性状的途径
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
不能将酪氨酸酶转化为黑色素
基因 　　　　　　　　　　　　　　　　生物体的性状
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
淀粉合成受阻，淀粉含量降低
（3）基因的选择性表达与细胞分化
②细胞分化的本质：　　　　　　　　　。③细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中　　　和______不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。④细胞分化的本质就是　　　　　　　　。
①基因的类型： 在所有细胞中都能表达的基因 只在某类细胞中特异性表达的基因
①概念：生物体基因的　　　　保持不变，但　　　　和　　发生可遗传变化的现象。②特点 A.可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 B.不变性：基因的碱基序列保持不变。 C.可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。
③理解表观遗传应注意的三个问题 A.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 B.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 C.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。④机制：DNA的　　　；　　　的甲基化和乙酰化等。⑤实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。
例7.人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，判断下列相关叙述：(1)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节(　　)(2)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上(　　)(3)d和e过程需要的原料分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸(　　)(4)HIV侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞(　　)(5)HIV的遗传信息传递中只有A—U的配对，不存在A—T的配对(　　)(6)b和c都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同（ ）
例8.下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中(　　)(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助(　　)(3)④、⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同(　　)(4)图中①、②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体(　　)(5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成(　　)(6)基因控制囊性纤维病与基因2控制性状的方式相同(　　)
例9.扩展：RNA病毒分为单链RNA和双链RNA,其中病毒RNA合成mRNA的方式可表示如图,据图回答有关问题:
(1)脊髓灰质炎病毒属于正链RNA(+RNA)病毒,RNA进入寄主细胞,就直接作为mRNA,翻译出所编码的蛋白质,其中蛋白质的合成场所是　　　　　　　 　。该病毒重新合成+RNA的过程可用图中　　　　(填图中数字)过程表示。该病毒不能独立生活的原因可能是 。
没有细胞结构,缺乏相应的酶和原料,需要依赖寄主细胞完成增殖等生命活动
(2)流感病毒含负链RNA单链(-RNA),进入寄主后不能直接作为mRNA,而是先以负链RNA为模板合成　　　　　　　　　　　　,再以这个新合成的RNA作为mRNA翻译出相关的蛋白质,并且可以以　　　　　　　　为模板从而合成更多的负链RNA,负链RNA与蛋白质组装成新的子代病毒。 
与负链RNA互补的RNA
(3)HIV是逆转录RNA单链病毒,其中逆转录过程可用图中　　　表示,此过程是以RNA为模板,在　　　　酶的作用下合成　　　　,此过程所需原料为　　　　　。若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU,则经此过程形成的产物对应片段中含胞嘧啶脱氧核苷酸　　　　个,含嘌呤碱基　　　　个。 
例10（2021年广东省普通高中学业水平选择考适应性测试）对丙型肝炎病毒（RNA病毒）研究有突出贡献的科学家获得了2020年诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述正确的是（ ）A.在RNA聚合酶的催化下，病毒直接复制其RNAB.在琼脂糖固体培养基上进行病毒培养，用于研究C.RNA病毒容易发生突变，疫苗的研发较困难D.RNA病毒寄生在活细胞内，离开细胞就死亡
丙型肝炎病毒（+RNA病毒）
3.基因与性状间的对应关系
另外，生物体的性状还受　　　　的影响。基因与基因、基因与基因表达产物、　　　　　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　　。
例10.如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是( )A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺　乏会导致患尿黑酸症B.由图可推知同种底物经不同种酶的催化　得到的产物不同C.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的　一一对应关系D.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制　生物体的性状
例11.从同一个体的浆细胞(L)和胰岛B细胞(P)中分别提取它们的全部mRNA (L－mRNA和P－mRNA)，并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L－cDNA和P－cDNA)。其中，能与L－cDNA互补的 P－mRNA以及不能与P－cDNA互补的L－mRNA分别含有编码（ ）①核糖体蛋白的mRNA　 ②胰岛素的mRNA③抗体蛋白的mRNA　④血红蛋白的mRNAA.①③ B.①④ C.②③ D.②④
由题意知，能与L－cDNA互补的P－mRNA是在两种细胞中均可表达的基因转录的mRNA，不能与P－cDNA互补的L－mRNA是由能在浆细胞中表达在胰岛B细胞中不表达的基因转录的mRNA，故选A。
例12.人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPBc (朊粒)，就具有了致病性。PrPBc可以诱导更多PrPc的转变为PrPBc，实现朊粒的增殖可以引起疯牛病。据此判下列叙述正确的是（ ）A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D. PrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程
填空默写1.(必修2 P65)RNA有三种，它们分别是 、 和 ；真核细胞中核仁受损会影响 的合成，进而影响 (细胞器)的形成。2.基因的表达包括 和 过程；细胞分化是 的结果。3.(必修2 P67)mRNA上3个 的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个 。4.(必修2 P67)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作 。
5.(必修2 P69)通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，___________________________________________。右面图示中核糖体移动的方向是 。
6.(必修2 P69)科学家 于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的 和 。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。_______________________________。
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质