2011高考生物復(fù)習(xí)：認(rèn)識(shí)基因、基因的表達(dá)課件.ppt

第二章基因?qū)π誀畹目刂频谝?二節(jié)認(rèn)識(shí)基因基因的表達(dá) 一 基因 的提出孟德爾在解釋豌豆性狀的遺傳時(shí)提出 生物的性狀是由 遺傳因子 決定的 基因 的概念是由首先提出和使用的 兩者含義 丹麥遺傳學(xué)家約翰遜 完全一致 二 基因概念的發(fā)展1 摩爾根通過果蠅的遺傳實(shí)驗(yàn)證明 基因在染色體上呈排列 一條染色體上含有基因 2 比德爾和泰特姆通過鏈孢霉實(shí)驗(yàn)證明 特定的酶的產(chǎn)生是由一個(gè)特定的基因負(fù)責(zé)的 提出了 3 艾弗里的實(shí)驗(yàn)證明 基因的本質(zhì)是 線性形式 若干個(gè) 一基因一酶說 肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化 DNA 4 1953年 沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 從分子水平上認(rèn)識(shí)到 基因是的一段核苷酸序列 是遺傳的 可編碼 5 雅各布和莫諾的大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)證明 基因是可分的 從功能上可以把基因分為負(fù)責(zé)編碼蛋白質(zhì)的以及負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)其他基因功能的和起調(diào)控作用的 DNA分子 功能單位 一段肽鏈或一段RNA 結(jié)構(gòu)基因 調(diào)節(jié)基因 啟動(dòng)基因 操縱基因 染色體 DNA 基因 脫氧核苷酸的關(guān)系 是DNA的主要載體 一般情況下每條染色體上有1個(gè)DNA分子 是主要的遺傳物質(zhì) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA序列 每個(gè)DNA分子含有很多個(gè)基因 基因是決定生物性狀的基本單位 基因在染色體上呈線性排列 基因中堿基的排列順序 或脫氧核苷酸的排列順序 代表遺傳信息 每個(gè)基因中含有許多個(gè)脫氧核苷酸 DNA 基因 的基本組成單位 深化拓展 1 基因的位置 核基因 細(xì)胞核內(nèi) 質(zhì)基因 線粒體 葉綠體內(nèi) 2 DNA分子有許多基因 相鄰基因之間有一段不能控制生物性狀且無遺傳效應(yīng)的基因區(qū)間 起到 連接 或 隔開 作用 即DNA分子中包含 基因片段 和 非基因片段 只有 基因片段 中脫氧核苷酸的排列順序才代表遺傳信息 并非DNA上所有脫氧核苷酸序列都代表遺傳信息 3 生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目小于基因總數(shù) 生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù) 4 DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ) 生物界多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性 生物界多樣性的根本原因是核酸的多樣性 1 2009 溧陽(yáng)調(diào)研 豌豆的高莖基因 D 與矮莖基因 d 的根本區(qū)別是 A 分別控制顯性和隱性性狀B 所含的密碼子不同C 脫氧核苷酸的排列順序不同D 染色體上位置不同解析 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 不同的基因脫氧核苷酸的排列順序不同 因而攜帶的遺傳信息不同 答案 C 2 用a表示DNA b表示基因 c表示脫氧核苷酸 d表示堿基 則四者的關(guān)系是 解析 一個(gè)DNA上有許多個(gè)基因 每個(gè)基因中含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸 每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸 一分子脫氧核糖 一分子含氮的堿基構(gòu)成 答案 C 1 大多數(shù)真核生物的基因的編碼序列在DNA分子上是的 是被不編碼的序列隔開 稱為 基因中的編碼序列 稱 和非編碼序列 稱 往往交替排列 2 兩個(gè)基因共用一段重疊的核苷酸序列稱為基因 3 有些基因在染色體上的位置可以移動(dòng) 這類基因稱為基因 也叫 4 現(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為 基因是遺傳的基本單位 它攜帶了逐代傳遞的信息 是組成一個(gè)區(qū)域和調(diào)節(jié)的一段序列 不連續(xù) 斷裂基因 外顯子 內(nèi)含子 重疊 可動(dòng) 轉(zhuǎn)座因子 物質(zhì)和功能 DNA 轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄 1 真 原核生物基因編碼序列的不同原核生物的基因編碼序列是連續(xù)的 真核生物的基因編碼序列 外顯子 是不連續(xù)的 而是被不編碼的序列 內(nèi)含子 隔開 2 比較兩者的異同3 非編碼區(qū)與非編碼序列的區(qū)別非編碼區(qū)位于原核細(xì)胞基因和真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)的上游和下游 而非編碼序列除包括非編碼區(qū)外還包括真核細(xì)胞基因編碼區(qū)的內(nèi)含子 3 下圖為一個(gè)真核基因的結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)圖中所示 對(duì)該基因特點(diǎn)敘述正確的是 A 非編碼區(qū)是外顯子 編碼區(qū)是內(nèi)含子B 非編碼區(qū)對(duì)該基因轉(zhuǎn)錄不發(fā)揮作用C 編碼區(qū)是不連續(xù)的D 有三個(gè)外顯子和四個(gè)內(nèi)含子解析 外顯子和內(nèi)含子都位于編碼區(qū) 非編碼區(qū)含有啟動(dòng)子和操縱子等結(jié)構(gòu) 對(duì)轉(zhuǎn)錄有控制作用 真核基因的編碼區(qū)是不連續(xù)的 圖示中有四個(gè)外顯子和三個(gè)內(nèi)含子 答案 C 4 人的凝血因子基因 含有186000個(gè)堿基對(duì) 有26個(gè)外顯子 25個(gè)內(nèi)含子 能編碼2552個(gè)氨基酸 這個(gè)基因中外顯子的堿基對(duì)在整個(gè)基因堿基對(duì)中所占的比例為 A 4 B 51 76 C 1 3 D 25 76 解析 本題考查對(duì)基因結(jié)構(gòu)的理解 真核細(xì)胞的基因中 只有外顯子才是能編碼氨基酸序列的堿基序列 已知能編碼2552個(gè)氨基酸 每編碼一個(gè)氨基酸需要3個(gè)堿基對(duì) 所以該基因中外顯子的堿基對(duì)數(shù)就是2552 3 7656個(gè) 用此數(shù)除以186000即可得出答案 答案 A 1 DNA的功能 1 傳遞遺傳信息 在生物的傳種接代過程中 通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代 2 表達(dá)遺傳信息 在生物的個(gè)體發(fā)育過程中 使遺傳信息以一定方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來 從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀 2 RNA的種類及功能mRNA 信使RNA 攜帶DNA的遺傳信息 作翻譯的模板 tRNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 搬運(yùn)氨基酸的工具 其上的反密碼子與mRNA上密碼子的堿基配對(duì) rRNA 核糖體RNA 組成核糖體的主要成分 DNA和RNA的比較 注意學(xué)生用書不要 項(xiàng)目 核酸種類 深化拓展 1 來源DNA可通過DNA的復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄形成 RNA可通過轉(zhuǎn)錄或RNA的復(fù)制形成 2 判斷依據(jù)若核酸中出現(xiàn)堿基T或五碳糖是脫氧核糖 則必為DNA 若A T C G則最可能為雙鏈DNA A T C G則為單鏈DNA 若出現(xiàn)堿基U或五碳糖是核糖 則一定為RNA 即要確定是DNA 還是RNA必須知道堿基的種類或五碳糖的種類 是單鏈還是雙鏈還必須知道堿基比率 5 經(jīng)測(cè)定 甲 乙 丙3種生物的核酸中的堿基之比如下表 這3種生物的核酸分別為 A 雙鏈DNA 單鏈DNA RNAB 單鏈DNA 雙鏈DNA RNAC 雙鏈DNA RNA 單鏈DNAD RNA 單鏈DNA 雙鏈DNA 解析 由表格中堿基種類可知 甲中有T無U 且堿基數(shù)目A T C G 所以甲最可能是單鏈DNA 乙中有T無U 且堿基數(shù)目A T G C 則最可能是雙鏈DNA 丙中有U無T 則為RNA 答案 B 6 甲生物核酸的堿基比例為 嘌呤占46 嘧啶占54 乙生物遺傳物質(zhì)的堿基比例為 嘌呤占34 嘧啶占66 則以下分別表示甲 乙生物正確的是 A 藍(lán)藻 變形蟲B T2噬菌體 豌豆C 硝化細(xì)菌 綿羊D 肺炎雙球菌 煙草花葉病毒解析 對(duì)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物 其遺傳物質(zhì)一定是DNA 且堿基組成中嘌呤 嘧啶 50 據(jù)此將A B C排除 答案 D 1 轉(zhuǎn)錄在中 DNA分子首先解開雙鏈 以其中的為模板 按照合成的過程 通過轉(zhuǎn)錄DNA分子上的遺傳信息傳遞到上 2 翻譯在細(xì)胞質(zhì)的上 嚴(yán)格以為模板 以為運(yùn)載工具 合成具有一定順序的蛋白質(zhì)的過程 細(xì)胞核 一條鏈 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 RNA RNA 核糖體 mRNA tRNA 氨基酸 3 密碼子 1 概念 在上決定1個(gè)特定氨基酸的堿基三聯(lián)體 2 種類 種 其中決定氨基酸的密碼子有種 4 反密碼子 1 概念 上可以與mRNA上的互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)堿基 2 種類 種 mRNA 64 61 tRNA 密碼子 61 名師點(diǎn)撥 每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子 可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn) 但一種密碼子只能決定一種氨基酸 且一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 1 轉(zhuǎn)錄 翻譯與DNA復(fù)制的比較 基因功能之間的聯(lián)系 3 遺傳信息 密碼子 反密碼子的區(qū)別與聯(lián)系 7 如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程 AA代表氨基酸 下列敘述正確的是 A 能給該過程提供遺傳信息的只能是DNAB 該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素C 有多少個(gè)密碼子 就有多少個(gè)反密碼子與之對(duì)應(yīng)D 該過程中有水產(chǎn)生 解析 翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA A項(xiàng)不對(duì) 翻譯的產(chǎn)物是多肽 經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì) 而酶與激素不都是蛋白質(zhì) B項(xiàng)不對(duì) 終止密碼子不與氨基酸對(duì)應(yīng) 所以沒有與終止密碼子對(duì)應(yīng)的反密碼子 C項(xiàng)也不對(duì) 氨基酸脫水縮合形成多肽 D項(xiàng)正確 答案 D 8 DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯的氨基酸如下表 則tRNA UGC 所攜帶的氨基酸是 A 賴氨酸B 丙氨酸C 半胱氨酸D 蘇氨酸 解析 考查基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對(duì)規(guī)律 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 DNA分子模板鏈上的堿基序列與mRNA上堿基序列互補(bǔ) mRNA上堿基序列與tRNA頭部特定的三個(gè)堿基互補(bǔ) 因此 tRNA堿基序列與DNA分子模板鏈上的堿基序列相同 U用T代替即可 故tRNA為UGC時(shí) 對(duì)應(yīng)的DNA模板鏈的堿基序列為TGC 即蘇氨酸 答案 D 1 中心法則圖解 如下圖 2 中心法則五個(gè)過程的比較 誤區(qū)警示 1 高等動(dòng)植物只有DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯三條途徑 但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同 如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有 但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑 只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑 哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞 2 RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中 是后來發(fā)現(xiàn)的 是對(duì)中心法則的補(bǔ)充和完善 3 逆轉(zhuǎn)錄一定要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下完成 4 根據(jù)模板和原料即可確定是中心法則的哪一過程 如模板為DNA 原料為脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 即可確定為DNA物復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 5 進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的過程 上述五個(gè)都有 進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)的場(chǎng)所有四個(gè) 即細(xì)胞核 葉綠體 線粒體 核糖體 6 需要解旋酶的過程 DNA復(fù)制 兩條鏈都作模板 和轉(zhuǎn)錄 DNA的一條鏈作模板 9 下列各細(xì)胞結(jié)構(gòu)中 可能存在堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象的有 染色體 中心體 紡錘體 核糖體A B C D 解析 染色體存在于細(xì)胞核中 復(fù)制時(shí)可發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象 在核糖體上翻譯蛋白質(zhì)時(shí) mRNA要與tRNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì) 答案 B 10 如圖所示 給以適宜的條件各試管均有產(chǎn)物生成 則能生成DNA的試管是 A a和dB b和cC 只有bD 只有c解析 由圖示每支試管中所加入的物質(zhì)可判斷每支試管內(nèi)所模擬的生理過程 即a為DNA復(fù)制 b為DNA轉(zhuǎn)錄 c為RNA自我復(fù)制 d為逆轉(zhuǎn)錄 e為蛋白質(zhì)合成 翻譯 產(chǎn)生DNA的是DNA物復(fù)制和RNA逆轉(zhuǎn)錄過程 答案 A 1 DNA 基因 mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系在蛋白質(zhì)的合成過程中 是以DNA 基因 的兩條鏈中的一條為模板 合成一條mRNA單鏈 因此 DNA的堿基數(shù)目是mRNA中的堿基數(shù)目的兩倍 在翻譯時(shí) mRNA每三個(gè)相鄰堿基決定一種氨基酸 其數(shù)目彼此間的關(guān)系一般可表示為 如圖 綜上可知 蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目 1 3mRNA堿基數(shù)目 1 6DNA 或基因 堿基數(shù)目 2 計(jì)算中 最多 和 最少 的分析 1 翻譯時(shí) mRNA上的終止密碼不決定氨基酸 因此mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些 2 基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些 3 在回答有關(guān)問題時(shí) 應(yīng)加上 最多 或 至少 等字 如 mRNA上有n個(gè)堿基 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個(gè)堿基 該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有個(gè)氨基酸 特別提醒 解題時(shí)應(yīng)看清是DNA上 或基因中 的堿基對(duì)數(shù)還是個(gè)數(shù) 是mRNA上密碼子的個(gè)數(shù)還是堿基的個(gè)數(shù) 11 一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽 則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)數(shù)以及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含堿基數(shù) 依次為 A 32 11 66B 36 12 72C 12 36 24D 11 36 72 解析 此多肽含有11個(gè)肽鍵 所以含有氨基酸12個(gè) 所以mRNA上的密碼子至少12個(gè) mRNA上的堿基數(shù)至少為12 3 36個(gè) 決定氨基酸的密碼子是12個(gè) 所以需要的tRNA也是12個(gè) 因?yàn)閙RNA中堿基至少有36個(gè) 所以轉(zhuǎn)錄它的基因中堿基數(shù)至少為36 2 72個(gè) 答案 B 例1 新題快遞 下圖全面展示了蛋白質(zhì)的合成過程 合成過程的主要步驟由數(shù)字標(biāo)注 結(jié)構(gòu)用字母標(biāo)注 簡(jiǎn)要描述圖中標(biāo)注數(shù)字的每個(gè)步驟的名稱或主要內(nèi)容 1 步驟1 2 步驟2 3 步驟3 4 步驟4 5 步驟5 6 步驟6 7 步驟7 8 步驟8 寫出每個(gè)結(jié)構(gòu)的名稱 1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 6 F 7 G 8 H 9 I 10 J 嘗試自解 答案 1 DNA雙鏈解開 2 轉(zhuǎn)錄 3 堿基配對(duì) 4 mRNA通過核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì) 5 攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn) 6 翻譯 7 卸下氨基酸的tRNA離開位點(diǎn) 8 tRNA攜帶氨基酸 1 DNA 2 核糖核苷酸 3 RNA聚合酶 4 mRNA 5 核膜 6 核孔 7 tRNA 8 氨基酸 9 核糖體 10 肽鏈 例2 2009 上海 17 某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為2778 若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110 如考慮終止密碼子 則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是 A 75對(duì)堿基B 78對(duì)堿基C 90對(duì)堿基D 93對(duì)堿基嘗試自解 思路點(diǎn)撥 根據(jù)題中條件可知 該多肽由30個(gè)氨基酸組成 如考慮終止密碼子 則控制合成該肽鏈的密碼子共31個(gè) 編碼多肽的基因堿基數(shù)為31 6 186 共93對(duì)堿基 答案 D 例3 如圖表示DNA 基因 控制蛋白質(zhì)合成的過程 分析回答 DNA片段 基因 mRNA U A G A A G tRNA A U C U U C 氨基酸 1 圖中標(biāo)出的堿基符號(hào) 包括 種核苷酸 2 DNA雙鏈中 鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈 遺傳信息存在于 鏈上 密碼子存在于 鏈上 填數(shù)字序號(hào) 3 如合成胰島素 共需51個(gè)氨基酸 控制合成該蛋白質(zhì)的基因上 至少含有脫氧核糖苷酸 個(gè) 嘗試自解 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí) 可從以下三點(diǎn)分析 關(guān)鍵點(diǎn) 準(zhǔn)確把握遺傳信息 密碼子概念的實(shí)質(zhì) 正確識(shí)圖 并確定不同信息的位置 靈活運(yùn)用基因表達(dá)過程中的相關(guān)物質(zhì)數(shù)量關(guān)系 1 DNA為 包括4種堿基 有4種脫氧核糖核苷酸 RNA為 也包括4種堿基 有4種核糖核苷酸 共有8種核苷酸 2 DNA中能夠與信使RNA堿基互補(bǔ)配對(duì)的是轉(zhuǎn)錄的模板鏈 其上脫氧核糖苷酸的排列順序代表遺傳信息 信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基代表遺傳密碼子 3 信使RNA上每3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)特定的氨基酸 據(jù)此可知 控制合成含51個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)的基因上至少有306個(gè)脫氧核糖核苷酸 答案 1 8 2 3 306 對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)所謂對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除所控因素外其他條件與被對(duì)照實(shí)驗(yàn)完全相同的實(shí)驗(yàn) 對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的正確與否 關(guān)鍵就在于如何盡量去保證 其他條件的完全相同 具體來說有如下四個(gè)方面 1 所選用生物材料要相同 即所用生物材料的數(shù)量 質(zhì)量 長(zhǎng)度 體積 來源和生理狀況等方面特點(diǎn)要盡量相同或至少大致相同 2 所用實(shí)驗(yàn)器具要相同 即試管 燒杯 水槽 廣口瓶等器具的大小型號(hào)要完全一樣 3 所用實(shí)驗(yàn)試劑要相同 即試劑的成分 濃度 體積要相同 尤其要注意體積上等量的問題 4 所用處理方法要相同 如保溫或冷卻 光照或黑暗 攪拌或振蕩都要一致 有時(shí)盡管某種處理對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來說 看起來似乎是毫無意義的 但最好還是要作同樣的處理 樣題 2009 ?？谡{(diào)研 在克里克得出3個(gè)堿基可以排列成1個(gè)遺傳密碼的實(shí)驗(yàn)結(jié)論后 科學(xué)家們開始探索一個(gè)特定的遺傳密碼所