2024届高三生物一轮复习课件第21讲基因的表达(共75张PPT)

资源下载
  1. 二一教育资源

2024届高三生物一轮复习课件第21讲基因的表达(共75张PPT)

资源简介

(共75张PPT)
第21讲 基因的表达
内容要求 核心素养
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,生物的性状主要通过蛋白质表现 2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 生命观念:基因与蛋白质和生物性状的关系,体现物质功能观,信息观。
科学思维:比较转录和翻译过程,分析表观遗传对生物性状的影响机理。
科学探究:药物对基因表达过程的影响。
社会责任:从基因表达过程共用一套遗传密码,认同自然界中生物有共同的原始祖先。
基因的表达 P63
将苏云金杆菌抗虫蛋白基因(Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花,培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因,得到的却是蛋白质!为什么会这样?
1.基因是什么?
2.蛋白质是在_______中 上合成的。
核糖体
细胞质
基因是通常有遗传效应的DNA片段。
基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体(在细胞核)
基因控制生物性状。
蛋白质
体现者
基因的表达 P63
将苏云金杆菌抗虫蛋白基因(Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花,培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因,得到的却是蛋白质!为什么会这样?
转录
翻译
原来,基因可以控制蛋白质的合成,
这个过程就是基因的表达。
DNA
蛋白质合成
RNA
转录
翻译
基因如何指导蛋白质合成?
DNA不能直接从细胞核进入细胞质中指导蛋白质合成!!!
信使
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?
实验思路:
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。
预期实验结果及结论:
加入RNA酶降解细胞中的RNA,观察蛋白质合成情况,(减法原理)再加入从细胞提取的RNA,观察蛋白质的合成情况。(自身对照)
提出问题
实验思路
加入RNA酶降解细胞中的RNA,观察蛋白质合成情况(减法原理);
再加入从细胞提取的RNA,观察蛋白质的合成情况(自身对照)。
预期结果
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。
实验证据
①1955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。
②1955Goldstein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。
实验结论
RNA就是基因与蛋白质之间的信使。
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?
问题1:作为信使需要具备什么条件?
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。
一、RNA的结构和功能
RNA需要有什么样的结构才能和功能对应起来呢?
核糖核苷酸
mRNA
rRNA
信使RNA
tRNA
转运RNA
核糖体RNA
判断:1.RNA通常是单链,没有氢键。
2.RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能。
蛋白质
氨基酸
密码子
核糖体
遗传物质
都有哪种RNA参与蛋白质的合成过程?
×
一、RNA的结构和功能
比较项目 DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结 构
主要存在部位
RNA和DNA在化学组成上的区别在于:RNA中含有核糖和尿嘧啶,DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
RNA也可储存遗传信息;
RNA是单链,比DNA短,能够通过核孔转移到细胞质中。
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
双链结构
多为单链结构
细胞核
细胞质
一、RNA的结构和功能
RNA和DNA的区别
第1步 DNA双链解开(解旋不需解旋酶)碱基暴露出来
第2步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成
第3步 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上,方向:5’-3’延伸
第4步 合成的mRNA从DNA链上释放,通过核孔进入细胞质。而后,DNA双螺旋恢复
以DNA为模板转录RNA的示意图
二、遗传信息的转录
1. 概念:
2. 场所:
4. 产物:
3. 条件:
5. 过程:
二. 遗传信息的转录
1. 概念:
在细胞核中,通过RNA聚合酶以______________为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
DNA的一条链
2. 场所:
主要是 ,在 、 中也能发生转录过程。
细胞核
叶绿体
线粒体
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
3.
4. 产物:
信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
RNA聚合酶
【注意】真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
遗传信息:DNA(基因)中碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序
5. 过程
游离的核糖核苷酸
RNA
mRNA
6. 碱基与氨基酸之间的对应关系
密码子
①密码子定义:
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基叫做1个密码子。
21种氨基酸的密码子表
缬氨酸
缬氨酸、甲硫氨酸(起始)
密码子(共64个)
种类
起始密码子
普通密码子
终止密码子
3种,UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸
2种,AUG、GUG,也编码氨基酸
59种,只编码氨基酸
①正常情况下UGA是不编码氨基酸,特殊情况下编码硒代半胱氨酸。
②真核生物用AUG作为起始密码子,原核生物还可用GUG作为起始密码子,此时编码甲硫氨酸.
能决定氨基酸的密码子,正常情况下有 种,特殊情况下有_____种。
61
62
密码子氨基酸的对应关系:一种密码子决定一种氨基酸;一种氨基酸可以由一种或多种不同的密码子决定。
一种氨基酸可以由一种或多种不同的密码子决定.
1)密码子简并性
几乎所有的生物都共用一套密码子.
2)密码子通用性
说明当今生物可能有着共同的起源。说明生命在本质上是统一的。
密码子的特点
密码子简并性的意义 (P67 思考与讨论3)
① 增强容错性,当基因突变导致密码子中有一个碱基改变时, 可能不会导致对应氨基酸的改变,从而维持生物性状的稳定
② 一种氨基酸可由多种密码子编码,即一种氨基酸可由多种tRNA转运,保证了翻译过程的高效性。
7.反密码子
(1)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)反密码子的读取方向为___________________________。
由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短臂端读取)
含有
不是
①tRNA比mRNA小得多。
②RNA链经过折叠,像三叶草的叶形,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个相邻的碱基。
③每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,叫作反密码子。
④一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,
一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运
(2018年全国Ⅲ.30)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸列的改变,其原因可能是________________。
(2019年全国Ⅰ.2)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A. ①②④ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ①③⑤
历年高考题
翻译的条件
遗传密码的简并性
(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(  )
A.一种反密码子可以识别不同的密码子B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
密码子与反密码子
遗传信息、密码子和反密码子的比较:
二、遗传信息的翻译
1. 概念:
2. 场所:
4. 产物:
3. 条件:
5. 过程:
第1步: mRNA进入细胞质,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1
第2步:携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
蛋白质合成示意图
第3步:甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上
第4步:核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成
就这样,随着核糖体的移动, tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来,以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子,合成才告终止。
4.翻译
二、遗传信息的翻译
1. 概念:
2. 场所:
4. 产物:
3. 条件:
4.翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程.
(细胞质/叶绿体/线粒体)
核糖体
多肽(蛋白质)
模板:
原料:
能量:
运输工具:
酶:
mRNA
21种氨基酸
ATP
tRNA
多种酶
tRNA
tRNA
终止密码

脱离
一定是从起始密码子开始翻译
mRNA
产物:
参与该过程的RNA有:
多肽(蛋白质)
mRNA、tRNA、rRNA
5. 过程:
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
第1步
mRNA进入细胞质,与核糖体结合。
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
第1步
携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1
进位
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
第2步
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2
进位
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’

U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
第3步
位点1
位点2
肽键
C
A
C

甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上
转肽
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
第4步
核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成
移位
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
C
A
C
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
形成肽键
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
核糖体移动读取下一个密码子
终止密码子
无tRNA与之配对
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
位点1
位点2
蛋白质释放因子
U
A
A
U
C
C
U
C
U
G
G
C
G
C
A
U
A
C
U
G
G
U
G
G
U
C
C
U
A
A
3’
5’
C
A
C


U
G
G
A
U
C
甲硫

G
A
C
半胱
G
A
C
半胱
A
C
A

A
G
G

C
U
U

G
G
A
肽链释放,核糖体从mRNA上解离,成为亚基,翻译结束
1.一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
2.方向:左→右(短→长)
思考下图所示情况的意义是?
强调: 真核细胞核原核细胞基因表达的差异
1、mRNA无需加工
2、转录和翻译同时进行
1、mRNA需加工
2、先转录,后翻译
拓展:基因表达相关数量关系及计算
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
1
3
6


项目 DNA复制 转录 翻译
时间
场所  
模板
原料

产物
特点
碱基互 补配对
遗传信息 传递
意义
项目 DNA复制 转录 翻译
时间 分裂间期 生物个体发育的整个过程中
场所  主要在细胞核,部分在线粒体和叶绿体 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料  4种脱氧核糖核苷酸  4种核糖核苷酸 21种氨基酸
酶  解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 酶
产物 2个双链DNA 1个单链RNA 多肽链
特点 边解旋边复制;半保留复制  边解旋边转录 一个mRNA上可相继结合多个核 糖体,同时进行多条肽链的合成
碱基互 补配对 A—T,T—A,C—G,G—C  A—U,T—A,C—G,G—C A—U,U—A,C—G,G—C
遗传信息 传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
意义 复制遗传信息,使遗传 信息从亲代传递到子代  表达遗传信息,使生物体表达出各种遗传性状
1.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多,原
因是____________________________________________________________________
________________。
原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行,真核生物基因表达时先完成转录,再完成翻译
2.根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列?若已知氨基酸的序列,
能否确定mRNA中的碱基排列顺序?_________________________________________
________________________________________________________________________
___________________。
前者可以,后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸(在一般情况下,终止密码子没有对应的氨基酸),但一种氨基酸可以对应多种密码子
教材拓展
3.在核糖体上翻译出来的胰岛素是否具有降低血糖的生理作用?________,请分析原因: 。

在核糖体上翻译出来的只是多肽链,还需要被运送到相应的“岗位”加工,盘曲、折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质,才能承担细胞的生命活动。
(2023·全国·统考高考真题)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
A
(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是_______________。(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是__________,作为mRNA执行功能部位的是__________;作为RNA聚合酶合成部位的是________,作为RNA聚合酶执行功能部位的是____ 。
rRNA、tRNA
细胞核
细胞质
细胞质
细胞核
UAUGAGCACUGG
酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸
1.提出者: 。
2.补充后的内容图解:
克里克
四、中心法则
生命是 、 和信息的统一体
(1)DNA、RNA是 的载体。
(2)蛋白质是信息的 。
(3) 为信息的流动提供能量。
信息
表达产物
ATP
物质
能量
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
①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递
五、基因表达与性状的关系
(一)基因控制性状的途径
1. 间接控制途径
(1)方式: 基因通过控制_________来控制代谢过程, 进而控制生物体的性状。
酶的合成
(2)实例:
a. 豌豆种子形状
b. 白化症状
2. 直接控制途径
(1)方式: 基因通过控制
_______________直接
控制生物体的性状。
蛋白质的结构
(2)实例: 囊性纤维化
缺失3个
CFTR
蛋白结构
(二) 基因的选择性表达与细胞分化
1.细胞分化的实质:___________________。
2.表达的基因的类型
(1)管家基因: 在所有细胞中都表达的基因, 指导合成的蛋白质是________________________________, 如ATP合成酶基因。
(2)奢侈基因: 只在某类细胞中特异性表达的基因, 如胰岛素基因。
3.基因选择性表达的原因:
与基因表达的_______有关。
基因的选择性表达
维持细胞基本生命活动所必需的
调控
(三)表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。(构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达)
1.概念
2.原因
3.时期
柳穿鱼和小鼠性状改变。两种柳穿鱼性状虽然不同,但它们的Lcyc基因的碱基序列没有变化,而部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。
4. 实例
Lcyc基因
正常
植株A
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
植株B
开花时不表达
×
(杂交)
F1
(自交)
F2
讨论1:
资料1: 柳穿鱼花的形态结构
①柳穿鱼体内的Lcyc基因在________时表达,在________的细胞中表达;
②F1的花为什么与植株A的相似?在F2中,为什么有些植株的花与植株B的相似?
开花

F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达,表现为显性; 植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化, 基因表达受到抑制,表现为隐性。因此, 同
时含有这两个基因的F1的花与植株A的相似。
Lcyc基因
正常
植株A
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
植株B
开花时不表达
×
(杂交)
F1
(自交)
F2
讨论1:
资料1: 柳穿鱼花的形态结构
①柳穿鱼体内的Lcyc基因在________时表达,在________的细胞中表达;
②F1的花为什么与植株A的相似?在F2中,为什么有些植株的花与植株B的相似?
开花

F1自交后,F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因, 由于该基因的部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制, 因此, 这部分植株的花与植株B的相似。
Lcyc基因
正常
植株A
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
植株B
开花时不表达
×
(杂交)
F1
(自交)
F2
讨论1:
资料1: 柳穿鱼花的形态结构
③F2中绝大部分植株的花与植株A相似,少部分与植株B相似?
说明甲基化可能是可逆的
小鼠的毛色受一对等位基因控制:
Avy是显性基因,表现为黄色体毛;
a为隐性基因,表现为黑色体毛。
纯种黄色×纯种黑色→F1: 基因型为Avya,却表现出不同的毛色; 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
讨论2: 小鼠性状改变的原因是什么?
因为Avy基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰,Avy基因表达受到抑制。且这段碱基序列的甲基化程度越高, Avy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。
资料2: 小鼠毛色的遗传
讨论3: 资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点?
柳穿鱼花Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
讨论4: 这对你认识基因和性状的关系有什么启示?
基因的碱基序列保持不变,但性状发生改变,这表明基因与性状的关系并不是简单的一 一对应的关系,基因的表达受到很多因素的影响,体现了基因与性状之间关系的复杂性。
(2023·海南·高考真题)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是( )
A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同
C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化
D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同
D
(四) 基因与性状间的对应关系
2. 生物体的性状也不完全是由基因决定的, ____对性状也有着重要影响。
3.基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用, 精细地调控着生物体的性状。
环境
1.大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系。
①一个基因控制一种性状
③一个性状可以受到多个基因的影响
②一个基因可以影响多个性状
1.(2022·湖南卷)大肠杆菌核糖体蛋白与 分子亲和力较强,二者组装成核糖体。
当细胞中缺乏足够的 分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的
核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )。
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的 分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
D
[解析] 大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即可与核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
高考一遍过
2.(2022·广东卷)拟南芥 蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与
野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )。
A.细胞核 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜
A
[解析] mRNA转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外,因此该蛋白功能缺失的突变型细胞,不能协助mRNA转移,mRNA会聚集在细胞核中,A符合题意。
3.(2022·山东卷)液泡膜蛋白 的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花
叶病毒 核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种
的编码序列缺失2个碱基对,被 侵染后,易感病烟草品种有感病症状,
无感病症状。下列说法错误的是( )。
A. 的合成需要游离核糖体
B. 基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C. 核酸复制酶可催化 核糖核酸的合成
D. 侵染后, 中的 数量比易感病烟草品种中的多
D
4.(2022·浙江卷)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。
下列叙述正确的是( )。
C
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B. 链上任意3个碱基组成一个密码子
C. 链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
[解析] 题图为逆转录过程,催化该过程的酶为逆转录酶,A错误; 链上能
决定一个氨基酸的3个相邻碱基,组成一个密码子,B错误; 为单链DNA,相邻的
两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,C正确;该过程为逆转录,遗传信息从R
NA向DNA传递,D错误。
5.(2021·河北卷)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, 读取 上全部碱基序列信息
C
[解析] 有些RNA病毒基因表达过程中用到的RNA和蛋白质可由RNA编码,A错误;
RNA聚合酶与DNA结合,终止密码子位于 上,B错误;多肽链合成过程中,
有的终止密码子没有相应的反密码子与之配对,故不能读取mRNA上全部的碱基序
列信息,D错误。
6.(2021·河北卷,改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。
下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是( )。
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B.放线菌素 处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
A
7.(2021·湖南卷,改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异,
如图所示。下列叙述错误的是( )。
D
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因
表达效率高于基因
B.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、 都是以DNA为模板进行转录的
产物
D.②过程中, 中含有与mRNA上密码子互补配对的反密
码子
[解析] 反密码子位于 上, 是构成核糖体的成分,不含反密码子,D错误。
8.(2021·辽宁卷,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 所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中 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
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中 与两个 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
9.(2021·海南卷)终止密码子为 。图中①为大肠杆菌的一段mRNA
序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。
下列有关叙述正确的是( )。
C
A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B.②和③编码的氨基酸序列长度不同
C.②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸

展开更多......

收起↑

资源预览