高三生物一輪復(fù)習(xí)基因的表達(dá)講義

高三生物一輪復(fù)習(xí)學(xué)案09班級姓名理想是需要努力才能實(shí)現(xiàn)的！/課題：第19講基因的表達(dá)編制人審核人課型一輪復(fù)習(xí)課課時(shí)2使用時(shí)間學(xué)習(xí)目標(biāo)通過掌握遺傳信息的傳遞過程，能夠從分子水平闡述生命的延續(xù)性；夯實(shí)雙基，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。重難點(diǎn)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄、翻譯和DNA復(fù)制的比較難點(diǎn)：基因與性狀的關(guān)系目標(biāo)分解一：遺傳信息的表達(dá)資料一：鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲存多余Fe3＋的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3＋、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成。當(dāng)Fe3＋濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3+而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻譯（如下圖所示）。思考下列問題：1.圖中涉及的RNA有幾種？來源是否相同？分別有哪些作用？2.圖中所示的翻譯過程與鐵蛋白的mRNA轉(zhuǎn)錄過程相比，其特有的堿基配對方式是________，鐵蛋白的mRNA與細(xì)胞中其他mRNA的結(jié)構(gòu)不同，主要體現(xiàn)在_____________等方面。3.圖中甘氨酸的密碼子是什么？畫出鐵蛋白基因中決定的模板鏈堿基序列（序列請標(biāo)明3'與5'端）若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成，指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是什么？5.若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸（密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通過改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來實(shí)現(xiàn)，即由______變?yōu)開____。6.如何理解這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免Fe3＋對細(xì)胞的毒性影響，又可以減少細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)?？偨Y(jié)一：1.實(shí)際基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6:3:1的原因分析：2.有關(guān)DNA（或RNA）的5‘端和3’端DNA有游離磷酸基團(tuán)的一端為tRNA結(jié)合氨基酸的一端為；DNA復(fù)制方向：；轉(zhuǎn)錄方向：；（5）密碼子讀取方向：；（6）翻譯方向：3.嘗試寫出HIV，T2噬菌體，玉米的葉肉細(xì)胞以及根尖分生區(qū)細(xì)胞的中心法則？對點(diǎn)訓(xùn)練1：（2019全國）用體外實(shí)驗(yàn)的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU，若要在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈，所需的材料組合是=1\*GB3①同位素標(biāo)記的tRNA=2\*GB3②蛋白質(zhì)合成所需的酶=3\*GB3③同位素標(biāo)記的苯丙氨酸=4\*GB3④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸=5\*GB3⑤除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液A．=1\*GB3①=2\*GB3②=4\*GB3④B．=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④C．=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤D．=1\*GB3①=3\*GB3③=5\*GB3⑤對點(diǎn)訓(xùn)練2：（不定項(xiàng))A．B．只有(+RNA)才能作為該病毒翻譯的模板鏈C．(+RNA)和(-RNA)在翻譯過程中的作用相同D．(-RNA)通過復(fù)制再合成基因組(+RNA)作為新病毒的遺傳物質(zhì)對點(diǎn)訓(xùn)練3：（不定項(xiàng)）控制DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（Dnmt）合成的基因內(nèi)部堿基組成及其表達(dá)過程中的對應(yīng)關(guān)系如圖所示。圖中數(shù)字的單位為千堿基對（kb），基因長度共8kb，已知該基因轉(zhuǎn)錄的直接產(chǎn)物mRNA中與d區(qū)間相對應(yīng)的區(qū)域會被切除，而成為成熟的mRNA。下列敘述不正確的是（

）A．起始密碼子對應(yīng)位點(diǎn)是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點(diǎn)B．控制Dnmt合成的基因徹底水解的產(chǎn)物有CO2、水等C．基因上的密碼子決定了蛋白質(zhì)的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止D．成熟的mRNA可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成目標(biāo)分解二：基因表達(dá)與性狀之間的關(guān)系資料二：DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。某些基因在啟動子（是RNA聚合酶識別、結(jié)合的一段DNA序列）上存在富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域。稱為“CG島”，其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶但仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對。如圖細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶，從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點(diǎn)，使其全甲基化，維持甲基化與DNA復(fù)制關(guān)聯(lián)。據(jù)圖回答下列問題：研究發(fā)現(xiàn)，啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)與啟動子的結(jié)合，從而抑制轉(zhuǎn)錄過程，這種變化是否屬于基因突變？為什么？圖2中進(jìn)行過程①的產(chǎn)物都是半甲基化的，其原因是。因此過程②必須經(jīng)過________的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。(3)小鼠的A基因編碼胰島素生長因子-2（IGF-2），a基因無此功能（A/a位于常染色體上）。IGF-2是小鼠正常發(fā)育必需的一種蛋白質(zhì)，缺乏時(shí)小鼠個(gè)體矮小。在小鼠胚胎中，來自父本的A及a表達(dá)，來自母本的則不能表達(dá)。檢測發(fā)現(xiàn)，這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的，在卵細(xì)胞中則是甲基化的。若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交，則F1的表型應(yīng)為________。F1雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配，后代F2的表型及其比例應(yīng)為________?？偨Y(jié)二：表觀遺傳的特點(diǎn)？2.三種常見的調(diào)控機(jī)制是什么？對點(diǎn)訓(xùn)練：（2022·湖北武漢·模擬預(yù)測）我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，單基因突變導(dǎo)致卵母細(xì)胞死亡是女性不育原因之一，為探索其致病機(jī)制進(jìn)行相關(guān)研究。(1)圖1為某不育女性家族系譜圖，圖2為家族成員該對等位基因的兩條編碼鏈部分測序結(jié)果。由圖2可知，Ⅱ-1的致病基因來自____________，Ⅱ-1卵母細(xì)胞死亡的根本原因是基因的堿基對發(fā)生了____________。(2)可判斷卵母細(xì)胞死亡導(dǎo)致的不育為____________性性狀，依據(jù)是____________。(3)5號和正常女性婚配，子代患病的概率是____________。(4)通過建立細(xì)胞模型的方法，揭示突變基因編碼的Р通道蛋白異常，導(dǎo)致ATP大量釋放到細(xì)胞外，進(jìn)而導(dǎo)致卵母細(xì)胞死亡，這體現(xiàn)了基因和性狀之間的關(guān)系是_____________。通過轉(zhuǎn)基因方法建立鼠模型重現(xiàn)人的疾病狀況，開始并不順利，發(fā)現(xiàn)含突變基因的模型雌鼠均可育，結(jié)合細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測其未出現(xiàn)不育現(xiàn)象的原因_____________，改進(jìn)后最終重現(xiàn)了“卵母細(xì)胞死亡”的表型。第19講高考零距離1.（2022·湖南·高考真題）大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強(qiáng)，二者組裝成核糖體。當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是（）A．一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈B．細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡D．編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后，mRNA才能與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯2.（2022·山東·高考真題）液泡膜蛋白TOM2A的合成過程與分泌蛋白相同，該蛋白影響煙草花葉病毒（TMV）核酸復(fù)制酶的活性。與易感病煙草品種相比，煙草品種TI203中TOM2A的編碼序列缺失2個(gè)堿基對，被TMV侵染后，易感病煙草品種有感病癥狀，TI203無感病癥狀。下列說法錯誤的是（

）A．TOM2A的合成需要游離核糖體B．TI203中TOM2A基因表達(dá)的蛋白與易感病煙草品種中的不同C．TMV核酸復(fù)制酶可催化TMV核糖核酸的合成D．TMV侵染后，TI203中的TMV數(shù)量比易感病煙草品種中的多3.（2022年6月浙江·高考真題）“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是（

）A．催化該過程的酶為RNA聚合酶 B．a(chǎn)鏈上任意3個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子C．b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連 D．該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞4.P53基因時(shí)刻監(jiān)控著細(xì)胞內(nèi)染色體DNA的完整性，在維持細(xì)胞正常生長、抑制惡性增殖中起著重要作用。細(xì)胞染色體DNA遭到損傷時(shí)，P53蛋白就會與損傷DNA的相應(yīng)部位結(jié)合，起特殊轉(zhuǎn)錄因子的作用，活化P21基因轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生P21蛋白，阻止DNA的復(fù)制；同時(shí)也可以啟動修復(fù)酶系統(tǒng)促使DNA的自我修復(fù)。下列說法錯誤的是（

）A．P53蛋白通過啟動P21基因的表達(dá)阻止DNA的復(fù)制B．P53蛋白在DNA修復(fù)過程中具有催化作用C．P53基因和P21基因均屬于抑癌基因D．抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能夠促進(jìn)細(xì)胞凋亡5.（2022年1月·浙江·高考真題）羊瘙癢病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊體內(nèi)存在蛋白質(zhì)PrPc，但不發(fā)病。當(dāng)羊感染了PrPSc后，PrPSc將PrPc不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，導(dǎo)致PrPSc積累，從而發(fā)病。把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后，小鼠也會發(fā)病。下列分析合理的是（

）A．動物體內(nèi)的PrPSc可全部被蛋白酶水解B．患病羊體內(nèi)存在指導(dǎo)PrPSc合成的基因C．產(chǎn)物PrPSc對PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc具有反饋抑制作用D．給PrPc基因敲除小鼠接種PrPSc，小鼠不會發(fā)病6.（不定項(xiàng)）（2022·河南·南陽中學(xué)模擬預(yù)測）以下關(guān)于基因和生物性狀的關(guān)系說法正確的是（

）A．老年人頭發(fā)變白的原因和白化病患者頭發(fā)變白的根本原因相同，均是基因通過控制酶的合成來控制生物體的性狀B．某同學(xué)用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體︰♂灰體∶♂黃體＝1∶1∶1∶1，取子代♀黃體與♂灰體雜交，分析后代性狀可判斷控制果蠅體色的基因是否位于X染色體上C．非編碼區(qū)DNA序列的改變不能引起基因突變D．玉米的葉綠素形成與五十多對基因有關(guān)，通過研究與玉米葉綠素形成有關(guān)的五十多對基因，能準(zhǔn)確確定玉米黃化的原因7.（2022·湖南·高考真題）中國是傳統(tǒng)的水稻種植大國，有一半以上人口以稻米為主食。在培育水稻優(yōu)良品種的過程中，發(fā)現(xiàn)某野生型水稻葉片綠色由基因C控制?；卮鹣铝袉栴}:(1)突變型1葉片為黃色，由基因C突變?yōu)镃1所致，基因C1純合幼苗期致死。突變型1連續(xù)自交3代，F(xiàn)3成年植株中黃色葉植株占______。(2)測序結(jié)果表明，突變基因C1轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼序列第727位堿基改變，由5＇-GAGAG-3＇變?yōu)?＇-GACAG-3＇，導(dǎo)致第______位氨基酸突變?yōu)開_____，從基因控制性狀的角度解釋突變體葉片變黃的機(jī)理_____________________________________。（部分密碼子及對應(yīng)氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA蘇氨酸;CAG谷氨酰胺）(3)由C突變?yōu)镃1產(chǎn)生了一個(gè)限制酶酶切位點(diǎn)。從突變型1葉片細(xì)胞中獲取控制葉片顏色的基因片段，用限制酶處理后進(jìn)行電泳（電泳條帶表示特定長度的DNA片段），其結(jié)果為圖中___（填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。

突變型2葉片為黃色，由基因C的另一突變基因C2所致。用突變型2與突變型1雜交，子代中黃色葉植株與綠色葉植株各占50%。能否確定C2是顯性突變還是隱性突變?______（填“能”或“否”），用文字說明理由。資料一【答案】(1)

磷酸基團(tuán)、核糖和含氮堿基

U~A

核糖核苷酸的數(shù)量和排列順序(2)

GGU

3'．．．CCACTGACC．．．5'(3)

核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動

Fe3＋

物質(zhì)和能量的浪費(fèi)(4)mRNA的兩端存在不翻譯的序列(5)

C

AFe3＋濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了__________，從而抑制了翻譯的起始；Fe3＋濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3＋而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免________對細(xì)胞的毒性影響，又可以減少細(xì)胞內(nèi)___________。7.【答案】(1)2/9(2)

243

谷氨酰胺

基因突變影響與色素形成有關(guān)酶的合成，導(dǎo)致葉片變黃(3)Ⅲ(4)

能

若C2是隱性突變，則突變型2為純合子，則子代CC2表現(xiàn)為綠色，C1C2表現(xiàn)為黃色，子代中黃色葉植株與綠色葉植株各占50%。若突變型2為顯性突變，突變型2（C2C）與突變型1（CC1）雜交，子代表型及比例應(yīng)為黃∶