2020高考生物一轮复习第21讲基因的表达培优学案.pdf
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1、2019 年 【2019最新】精选高考生物一轮复习第 21讲基因的表达培优学案 考纲明细1.遗传信息的转录和翻译(n)2.基因与性状的关系(n)板块一知识白主梳理 一、RNA勺结构和种类 1.元素组成:G HH Q N、P。2.基本单位:核糖核昔酸。3.组成成分 4.结构:一般是单链,长度比 DNAS;能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。5.种类 二、遗传信息的转录 1.概念:主要在细胞核,线粒体、叶绿体也有,以 DNA勺一条链为模板,合成 mRNA勺过程。2.过程 三、遗传信息的翻译 1.概念 2.密码子(1)概 念:信使RNA 3个相邻碱基决定1个氨基酸,此3个相邻2019 年 碱基称为密码
2、 子。(2)种类:64种,其中决定氨基酸的密码子有 61种,终止密码子有3种。(3)密码子与氨基酸的对应关系 一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子无对应的氨基酸),一种氨基酸可 能对应一种或几种密码子。3.tRNA(1)结构:呈三叶草的叶形(2)种类:61种。(3)tRNA与氨基酸的对应关系 一种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或几种 tRNA转运。4.过程 5.mRNAj核糖体数量、翻译速度的关系图(1)数量关系:一个mRNAX同时结合多个核糖体。(2)目的意义:少量的mRN疥子可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)方向:从左向右(见上图),判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前
3、。(4)结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等 结构中进一步加工。四、转录、翻译和DNAM制的比较(真核生物)五、中心法则的提出与其发展 1.提出人:克里克。2.中心法则:其内容用简式表示为:DNA勺复制 转录 翻译 RNA勺复制 逆转录 3.中心法则与生物种类的关系(1)细胞生物及噬菌体等DN隔毒的中心法则:2019 年 复CL转录八,翻译八毛 制!l)A-*RNA-蛋f|质。(2)烟草花叶病毒等大部分 RN隔毒的中心法则:复翻译一正八 制HNA-蛋曰质。(3)HIV等逆转录病毒的中心法则:逆转录-反 7、转录一 翻译-mrrr.RA-矶 1八1-BNA-蛋H所。
4、(4)不能分裂的细胞:DNARNA 白质。六、基因控制性状的方式 1.直接方式(1)机理:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)实例:镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。2.间接方式(1)机理: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。(2)实例:白化病、豌豆粒形的形成原因。七、基因与性状的关系 1.一般而言,一个基因决定一种性状。2.生物体的一种性状有时受多个基因的影响,如身高,同时身高也不完全由基 因决定,后天营养和体育锻炼等也有重要作用。深入思考 2019 年 请写出洋葱表皮细胞和根尖分生区细胞的遗传信息传递式。提示(1)洋葱表皮细胞内遗传信息传递式(2)洋
5、葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式 白查诊断 1.细胞核中的转录过程有 RN燎合酶的参与。()答案 V 2.tRNA分子中含有一定数量的氢键。()答案 V 3.反密码子是位于mRN炬的相邻的三个碱基。()答案 X 4.一条mRN母能翻译出一条肽链。()答案 X 5.细胞中有多种tRNA 一种tRNA只能转运一种氨基酸。()答案 V 6.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。()答案 X 板块二考点题型突破 考点1 遗传信息的转录和翻译 2017 全国卷m 下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是()A.tRNA rRNA和mRN膺8从DNA专录而来 2019 年 B.同一细胞中两种RNA
6、勺合成有可能同时发生 C.细胞中的RNA成过程不会在细胞核外发生 D.转录出的RNAJ与模板链的相应区域碱基互补 解析tRNA、rRNA和mRN妁由DNA专录而来,A正确;RNA勺合成以DNAW一 条链为模板,边解旋边转录,同一细胞中可能有多个DNA#子同时发生转录,故两种 RNAM同时合成,B正确;RNA勺合成主要发生在细胞核中,另外在线粒体、叶绿体中 也可发生,C错误;转录时遵循碱基互补配对原则,故转录出的 RNAU与模板链的相 应区域碱基互补,D正确。答案C 题型一 DNAff!RNAt匕较 1.下列关于DNA RNA#点的比较,正确的是()A.在细胞内存在的主要部位相同 B.构成的五碳
7、糖不同 C.核甘酸之间的连接方式不同 D.构成的碱基相同 答案 B 解析 DN住要存在于细胞核中,RN住要存在于细胞质中,A错误;二者的核昔 2017 安徽四校联考如图所示,由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a 构成了化合物b,下列有关叙述正确的有几项()若m为腺喋吟,则b肯定为腺喋吟脱氧核昔酸 若a为核糖,则b为DNA勺 基本组成单位 若m为尿。密嚏,则DNA中肯定不含这种化合物 在烟草花叶病毒 体内,b有8种 由b构成的单链RNA中,一定不含氢键 a属于不能水解的糖,是生物体内的能源物质 若a为核糖,则由b组成的核酸主要分布在细胞质中 酸的连接方式相同,都是靠磷酸二酯键连接,C错误;构
8、成DNAH RNA勺碱基不完全 2.相同,D错误 2019 年 硝化细菌体内含的化合物 m共4种 A.一项B.两项C.三项D.四项 答案 B 解析 若m为腺喋吟,则b可能为腺喋吟脱氧核昔酸,也可能是腺喋吟核糖核昔 酸,错误;若a为核糖,则b为RNA勺基本组成单位,错误;若 m为尿。密嚏,则 b是RNA勺基本组成单位,DNA不含b这种化合物,正确;烟草花叶病毒是以RNA 为遗传物质的病毒,只含有四种核糖核昔酸,即b只有4种,错误;tRNA中含有少 量氢键,错误;a是五碳糖,属于不能水解的糖,但是不能提供能量,错误;若 a为核糖,则由b组成的核酸是RNA主要分布在细胞质中,正确;硝化细菌体内 含有
9、RNAH DNAM种核酸,因此所含的化合物m共5种,错误。综上所述,正确的 有,故选R 知识拓展 比较 RNA DNA 题型二 遗传信息、密码子、反密码子的区别 3.下列关于基因指导蛋白质合成的叙述,正确的是()A.遗传信息从碱基序列到氨基酸序列不会损失 B.密码子中碱基的改变一定会导致氨基酸改变 C.DNAffi过碱基互补配对决定mRNA勺序列 D.每种tRNA可以识别并转运多种氨基酸 答案 C 解析 由于基因中的启动子、终止子和内含子都不编码氨基酸,因此遗传信息在 从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有所损失,A错误;由于密码子的简并性,因 此密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸改变,B错误
10、;转录过程中DNAH过碱基 互补配对决定mRNA勺序列,C正确;一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,D错误。4.下列有关密码子的叙述正确的是()A.基因突变可能改变基因中密码子的种类或顺序 B.每种氨基酸都对应多种密码子 C.密码子的简并性可以减少有害突变 D.密码子和反密码子中碱基可互补配对,所以两者种类数相同 答案 C 2019 年 解析 密码子位于mRN*,基因突变可改变基因中的碱基排列顺序,A错误;有 的氨基酸对应多种密码子,有的氨基酸只对应一种密码子,B错误;由于密码子的简 并性,基因发生突变后遗传时生物的性状可能不变,从而可以减少有害突变的发生,C正确;由于终止密码子不能决定氨基
11、酸,故密码子和反密码子的种类数存在差异,D错误。5.2017 青岛一模下列有关DNA RNA勺叙述,正确的是()A.生物的遗传信息只存在于 DNA#子中 B.真核生物的遗传物质是DNA而原核生物的遗传物质是DN僦RNA C.原核生物的DNA不存在密码子,密码子只存在于 mRNAt D.在进行正常生命活动的真核生物细胞内,既能以DN硒模板转录形成RNA也 能以RN%模板逆转录形成DNA 答案 C 解析 RN隔毒的遗传信息存在于 RNA#子中,A错误;真核生物和原核生物的 遗传物质都是DNA B错误;正常情况下真核生物细胞内的 RNM能发生逆转录,D错 误。知识拓展 遗传信息、密码子与反密码子 题
12、型三转录和翻译过程 6.如图表示生物基因的表达过程,下列叙述与该图相符的是 ()A.图1可发生在绿藻细胞中,图2可发生在蓝藻细胞中 B.DN任RN燎交区域中 A应与T配对 C.图1翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链 D.图2中的合成均与核仁有关 答案 C 解析 图1的转录和翻译过程是同时进行的,只能发生在原核生物中,图2是先 转录再翻译,应发生在真核生物中,绿藻为真核生物,而蓝藻为原核生物,A错误;DN4 RN燎交区域中A应该与U配对,B错误;核仁只与rRNA的合成有关,与mRNA tRNA的合成无关,D错误。7.2017 沈阳模拟下列有关真核生物基因表达的叙述中,正确的是()A.基
13、因表达过程所需的原料有游离的核糖核昔酸和氨基酸 B.参与翻译过程的RNA匀为单链结构,其内部不存在碱基互补配对 2019 年 C.转录和翻译的场所都是细胞质 D.有丝分裂的分裂间期和分裂期都有基因的转录和翻译 答案 A 解析 基因表达包括基因的转录和翻译,转录所需原料是核糖核昔酸,翻译所需 原料是氨基酸,A正确;参与翻译的tRNA内部存在氢键,有碱基互补配对现象,B错 误;转录主要发生在细胞核,翻译发生在细胞质,C错误;有丝分裂的分裂期染色体 高度螺旋化,通常不会发生基因的转录,D错误。8.2017 山西四校联考甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图,下列有关说法正确的是()A.甲图所示
14、的过程叫作翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B.乙图所示的过程叫作转录,转录产物的作用一定是作为甲图中的模板 C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左 D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同 答案 C 解析 由甲图可知,翻译过程中一个 mRN给子上结合多个核糖体,同时合成多 条肽链,A错误;转录产物有信使RNA转运RN闸核糖体RNAE种,而翻译的模板 只是信使RNA B错误;甲图中多肽链最长,说明合成该多肽链的核糖体是最早与 mRNA吉合的,因此核糖体在 mRN吐的移动方向是从右到左,C正确;转录和翻译过 程中都发生了碱基互补配对,但碱基互补配对方式不完全相同,转录是
15、A-U、5G C G T-A的配对,翻译为 A U、G G C G U A的配对,D错误。易错警示 转录、翻译过程中的五个关注点 转录的产物不只是 mRNA还有tRNA rRNA但只有mRN牖带遗传信息,3种 RNAT8参与翻译过程,只是作用不同。(2)翻译过程中mRN辩不移动,而是核糖体沿着 mRN艘动,进而读取下一个密 码子O 转录和翻译过程中的碱基配对不完全相同,转录是A U T-A、3 C、C G,翻译是 A U U A、5 G C G(4)明确mRN磁和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是 mRNA而在同一条mRNA!上结合的多个核糖体,同时合成的是若干条多肽链,
16、且肽2019 年 链长的,翻译在前。(5)真核细胞的转录和翻译不同时进行,而原核细胞能边转录、边翻译。题型四 转录和翻译的相关计算 9.现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已 知人体生长激素共含190个肽键(单链),假设与其对应的mRN瘁列中有A和U共313 个,则合成的生长激素基因中 G至少有()A.130个 B.260个 C.313个D.无法确定 答案 B 解析 此蛋白质由191个氨基酸缩合而成,控制其合成的 mRN冲最少有573个 碱基,又知mRN冲A+U为313个,所以mRN冲 E C为573-313=260(个),故DNA 的两条链中G+C共有520个,即
17、该基因中G至少有260个。10.一段原核生物的mRN顾过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA 分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的 tRNA个数以及转录此mRNA勺基因 中至少含碱基数依次为()A.32,11,66 B.36,12,72 C.12,36,24 D.11,36,72 答案 B 解析 此多肽含有11个肽键,所以含有氨基酸12个,所以mRNAt的密码子至 少12个,mRN吐的碱基数至少12X 3=36个。决定氨基酸的密码子是12个,所以需 要的tRNA也是12个。因为mRN冲碱基至少有36个,所以转录它的基因中碱基数至 少为36X 2=72个。技法提升 基因表达过程
18、中的相关计算方法(1)在不考虑非编码区和内含子的条件下 转录、翻译过程中DNA塞因)碱基数:mRN戚基数:多肽链氨基酸数=6:3:1,即:基因表达过程中,蛋白质中氨基酸的数目=参加转运的 tRNA数目=1/3 mRNA勺 碱基数目=1/6基因中的碱基数。(2)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 2019 年 若基因中有n个碱基,氨基酸的平均相对分子质量为a,合成含m条多肽的蛋白 质的相对分子质量=-a18X m若改为n个碱基对,则公式为 a18X m 注:解答蛋白质合成的相关计算问题时,应看清是 DNAt的碱基对数还是个数,是mRN*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
19、还是种类数。考点2 中心法则及基因与性状的关系 2015 重庆高考结合题图分析,下列叙述错误的是()A.生物的遗传信息储存在 DN减RNA勺核昔酸序列中 B.核昔酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 解析生物的遗传物质是DN僦RNA遗传信息储存在DN减RNA勺核昔酸序 列中,A正确;由于密码子的简并性,核昔酸序列不同的基因可通过转录和翻译,表 达出相同的蛋白质,B正确;DN成RNAt的遗传信息只有传递到蛋白质,性状才得 以表现,C正确;基因的两条单链间的碱基互补配对,两条单链所含遗传信息不同,D错误。答案
20、D 题型一中心法则过程分析 1.2017 襄阳一模下图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由 DN厢蛋白质 传递与表达的过程,下列相关叙述正确的是()A.人体细胞中,无论在何种情况下都不会发生 e、d过程 B.逆转录病毒侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C.能特异性识别信使RNA密码子的分子是tRNA后者所携带的分子是氨基酸 D.真核细胞中,a过程只发生在细胞核,b过程只发生在细胞质 答案 C 解析 流感病毒等部分RN脚毒侵入人体细胞时,会发生 RNAft制(e),逆转录 病毒侵入人体细胞时,逆转录(d)过程也会发生,A错误;宿主细胞无逆转录酶,因此 侵染过程中遗传物质RN储日逆转录酶一
21、同进入宿主细胞,B错误;真核细胞中,DNA 复制(a)、转录(b)主要发生在细胞核,在线粒体和叶绿体中也能发生,D错误。2019 年 2.下图是4种遗传信息的流动过程,对应的叙述不正确的是()A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向 B.乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向 C.丙可表示DN隔毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向 D.丁可表示RN隔毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传 递方向 答案 A 解析 胰岛细胞属于高度分化的细胞,胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信 息传递方向中不包括DNA&制。技法提升 细胞种类与遗传信
22、息传递途径的关系归纳 高等动植物共有的途径是 DNAM制、转录和翻译,但具体到不同细胞情况不尽相 同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有;但成熟叶肉细胞等高 度分化的细胞无DNAM制途径,只有转录和翻译两条途径;哺乳动物成熟的红细胞无 遗传信息传递。题型二遗传信息传递过程及实验分析 3.2016 沈阳二中期中如图所示,下列有关叙述不正确的是()A.甲是DNA乙为RNA此过程要以甲为模板,酶为 RNA合酶 B.甲是DNA乙为DNA此过程要以甲为模板,酶为 DN燎合酶和解旋酶 C.甲是RNA乙为DNA此过程为转录,原料为脱氧核昔酸 D.甲是RNA乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基
23、酸 答案 C 解析 根据图示,若甲是DNA乙为RNA则此过程表示转录,需要以甲为模板,酶为RN/m合酶,A正确;若甲是DNA乙为DNA此过程表示DNA制,需要以甲为 模板,酶为DN燎合酶和解旋酶,B正确;若甲是RNA乙为DNA此过程为逆转录,原料为脱氧核昔酸,C错误;若甲是RNA乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基 酸,D正确。4.右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验,下列相关叙述合理的是()A.若X是mRNAY是多肽,则试管内必须加入氨基酸 B.若X是DNA Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶 C.若X是tRNA Y是多肽,则试管内必须加入脱氧核昔酸 2019 年 D.若X是HIV的RNA
24、 Y是DNA则试管内必须加入 DNA!答案 A 解析 若X是mRNAY是多肽,则试管内发生的是翻译过程,因此试管内必须加 入氨基酸,A正确;若X是DNA Y含有U,即Y为RNA则试管内发生的是转录过程,不需要加入逆转录酶,需要加入 RN/m合酶等,B错误;若X是tRNA Y是多肽,则 试管内发生的是翻译过程,不需要加入脱氧核昔酸,C错误;若X是HIV的RNA Y是 DNA则试管内发生的是逆转录过程,需要加入逆转录酶,而不是 DNAB,D错误。技法提升“三步法”判断中心法则各过程 题型三 基因与生物性状关系的判断 5.如 图 为人体内基因对性状的控制过程,分析可知()A.基因1和基因2一般不会出
25、现在人体内的同一个细胞中 B.图中过程需RN麻合酶的参与,过程需tRNA的协助 C.过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D.过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状 答案 B 解析 同一个个体的细胞是受精卵经过有丝分裂产生的,细胞核基因相同,因此 基因1和基因2一般会出现在人体内的同一个细胞中,A错误;图中是转录过程,需要RN燎合酶,过程是翻译过程,需要tRNA作为运载工具运输氨基酸到核糖体 上,B正确;过程结果存在差异的根本原因是基因突变,直接原因是血红蛋白的 结构不同,C错误;图中是基因通过控制酶的合成来控制生物体的性状,基因 还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物
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