资源简介

(共36张PPT)
第31讲　基因的表达
[课标要求]
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现。
考点一
基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构、种类和功能
A、U、C、G
细胞核
细胞质
单链
氨基酸
密码子
核糖体
基础知识·整合
2.遗传信息的转录
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过 以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
(2)场所:主要在 中,在细胞质中也能发生转录过程。
RNA聚合酶
细胞核
(3)过程。
RNA聚合酶
核糖核苷酸
RNA聚合酶
(4)产物:mRNA、tRNA、rRNA。
3.遗传信息的翻译
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
mRNA
氨基酸
tRNA
(3)过程。
①图解。
②基本步骤。
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止
密码子
脱离
4.密码子
(1)概念: 上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基叫作
1个密码子。
(2)种类:密码子有 种,不同生物共用一套遗传密码。
①有 种起始密码子:在真核生物中AUG作为起始密码子;在原核生物中,
GUG也可以作为起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
②有 种终止密码子:UAA、UAG、UGA。正常情况下,终止密码子不编码氨基酸,仅作为翻译终止的信号,但在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码
。
mRNA
64
2
3
硒代半胱氨酸
(3)密码子与氨基酸的对应关系。
通常一种密码子只能决定 氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。一种氨基酸对应 密码子(密码子的简并),可由一种或几种tRNA转运。
一种
一种或几种
深挖教材
1.判断正误
【提示】 原核细胞没有核仁。
(1)(必修2 P65图4-3)rRNA是核糖体的组成成分,在原核细胞中由核仁参与合成。(　　)
×
(2)(必修2 P65图4-4)tRNA、mRNA、rRNA都是DNA分子转录的产物,转录的方向都是5′端→3′端。(　　)
√
(3)(必修2 P65图4-4)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。(　　)
×
【提示】 转录是以DNA的一条链为模板形成RNA的过程,所以细菌的一个基因转录时两条DNA链不可同时作为模板。
(4)(必修2 P67表4-1)密码子是RNA上的3个相邻碱基,决定氨基酸的密码子最多有61种。(　　)
×
【提示】 密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基,在特殊情况下,
UGA(终止密码子)可以编码硒代半胱氨酸,因此决定氨基酸的密码子最多有62种。
(5)(必修2 P67图4-6)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。(　　)
(6)(必修2 P68图4-7)翻译时mRNA在核糖体上每次移动3个碱基的位置。
(　　)
×
【提示】 核糖体在mRNA上每次移动3个碱基的位置。
√
(7)(必修2 P68图4-7)翻译时,核糖体的移动方向是5′端→3′端。(　　)
√
2.规范表达
(1)(必修2 P67表4-1)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
。
翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨
酸在此过程中往往会被剪切掉
(2)(必修2 P69楷体字)如图表示某高等植物细胞的翻译过程。
①图中c所指的3条链最终的氨基酸序列是否相同 为什么
【提示】 3条链最终的氨基酸序列相同;因为这3条链的模板相同(均为a)。
②图中信息显示,一个mRNA分子上可结合多个核糖体,这有什么意义
【提示】 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
重难知识·透析
遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
能力1　围绕遗传信息的转录和翻译,考查理解能力
1.(2025·广东卷,9)VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变(　　)
A.改变了DNA序列中嘧啶的数目
B.没有体现密码子的简并性
C.影响了VHL基因的转录起始
D.改变了VHL基因表达的蛋白序列
D
关键能力·提升
【解析】 该突变将DNA中的CCA变为CCG,原互补链GGT变为GGC,嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类变化;突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现了密码子的简并性;转录起始由启动子调控,启动子位于基因上游的非编码区,而突变发生在编码区,不影响转录起始;基因突变虽未改变编码的氨基酸,但导致合成的mRNA变短,使翻译得到的蛋白序列缩短。
2.(2025·深圳调研)如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某氨基酸的部分密码子(5′端→3′端)是丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是(　　)
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
B
【解析】 已知密码子的方向为5′端→3′端,由题图可知,携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,因此氨基酸①为异亮氨酸;翻译是从mRNA的5′端→3′端进行的,故结构②核糖体移动并读取密码子的方向为从右向左;互补配对的碱基之间通过氢键连接,题图过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,
tRNA离开核糖体时有氢键的断裂;细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生图示的翻译过程。
能力2　通过对遗传信息、密码子、反密码子的辨析,考查科学思维能力
3.(2025·揭阳模拟)如图是蛋白质合成的示意图。下列相关叙述正确的是
(　　)
A.通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子
B.图中核糖体移动方向是从右向左,终止密码子位于a端
C.此条mRNA是由RNA聚合酶结合起始密码子启动转录过程而合成的
D.图中所示过程同时涉及两类RNA
A
【解析】 图示为翻译过程,根据肽链和携带氨基酸的tRNA所在的位置可知,图中核糖体移动方向是从左向右,起始密码子位于a端,通常决定第1个氨基酸的密码子又叫起始密码子,终止密码子位于b端;此条mRNA是由RNA聚合酶结合启动子启动转录过程而合成的;图中所示蛋白质合成过程共涉及3种RNA,即rRNA(组成核糖体的成分)、tRNA(运载氨基酸)、mRNA(翻译的模板)。
考点二
中心法则的提出及发展
①DNA的复制;② ;③翻译;④ ;⑤ 。
1.中心法则
(1)提出者: 。
(2)补充后的内容图解。
克里克
转录
RNA的复制
逆转录
基础知识·整合
(3)不同生物中心法则表达式。
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)。
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)。
③具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)。
④高度分化的细胞遗传信息的传递。
(4)生命是物质、能量和信息的统一体。
①DNA、RNA是信息的 。
②蛋白质是信息的 。
③ATP为信息的流动提供 。
载体
表达产物
能量
2.DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料
酶 缩合反应的酶
能量 ATP提供
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
碱基互
补配对原则 G—C、C—G
产物 两个子
代DNA RNA 多肽链
信息
传递 DNA→DNA DNA→
RNA mRNA→
蛋白质
意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传
信息 表达遗传信息
A—T、T—A
A—U、T—A
A—U、U—A
深挖教材
1.判断正误
【提示】 HIV在宿主细胞中能进行逆转录过程。
(1)(必修2 P69正文)少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。(　　)
(2)(必修2 P69正文拓展)HIV中能进行逆转录过程。(　　)
√
×
【提示】 DNA的复制和转录所遵循的碱基互补配对方式不完全相同,DNA复制过程中,存在A—T、T—A、G—C、C—G;转录过程中存在A—U、
T—A、G—C、C—G。
(3)(必修2 P69正文拓展)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则,且配对方式相同。(　　)
×
(4)(必修2 P69正文拓展)中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内。(　　)
【提示】 正常人体细胞中不会发生RNA复制和逆转录过程。
×
2.规范表达
(必修2 P69拓展应用)红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长,它们的抗菌机制如下表所示。请说明这些药物可用于治疗疾病的道理。
【提示】 红霉素影响翻译过程,环丙沙星影响DNA复制过程,利福平影响转录过程,可见三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达,来干扰细菌蛋白质的合成,进而抑制细菌生长的。
抗菌药物 抗菌机制
红霉素 能与核糖体结合,抑制肽链的延伸
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性
能力3　通过中心法则的过程分析,培养科学思维能力
4.(2021·广东卷,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
C
关键能力·提升
【解析】 翻译时,以mRNA为模板,tRNA是转运氨基酸的工具,通过一端的反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对;金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,故会影响翻译过程。
5.(2025·揭阳月考)某新型病毒是一种单股正链RNA病毒,其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.由图示可知,+RNA和-RNA上都含有决定氨基酸的密码子
B.过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数
C.可利用抗生素类药物抑制新型病毒在宿主细胞内的增殖
D.该病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
B
【解析】 由过程①和③可知,+RNA能指导蛋白质的合成,而-RNA不能,因此可判断+RNA上有决定氨基酸的密码子,而-RNA上没有;过程②和④都遵循碱基互补配对原则,过程②消耗的嘧啶核苷酸的数量与过程④消耗的嘌呤核苷酸的数量相等;抗生素类药物主要作用于细菌,不能抑制病毒的增殖;HIV是逆转录病毒,增殖过程需要逆转录酶的作用,不需要RNA复制酶的作用。

展开更多......

收起↑