19版高考生物一轮复习第六单元基因的本质与表达第三讲基因的表达精选教案.docx

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19版高考生物一轮复习第六单元基因的本质与表达第三讲基因的表达精选教案

第三讲因的表达

知识体系——定内容

核心素养——定能力

生命观念

通过掌握遗传信息的传递，能够从分子水平阐述生命的延续性，从而理解生命的延续和发展规律

理性思维

通过掌握遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数等数量关系，提升分析与计算能力

科学探究

通过模拟中心法则各过程实验，提升对实验结果的分析能力

社会责任

通过掌握抗菌药物机理及有关中心法则内容，形成关注社会、关注人体健康的理念

[基础知识·系统化]

知识点一　RNA的组成、结构与种类

1．RNA的结构与功能

2．RNA与DNA的比较

知识点二　遗传信息的转录和翻译

1．转录

2．翻译

3．密码子与反密码子

密码子

反密码子

位置

mRNA

tRNA

作用

直接决定蛋白质中氨基酸的序列

识别密码子，转运氨基酸

特点

与DNA模板链上的碱基互补

与mRNA中密码子的碱基互补

知识点三　中心法则及基因与性状的关系

[基本技能·问题化]

1．判断下列叙述的正误

（1）一个tRNA分子中只有一个反密码子（√）

（2）一个tRNA分子中只有三个碱基（×）

（3）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（×）

（4）转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式（×）

（5）反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基（×）

（6）细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸（√）

（7）HIV（逆转录病毒）感染人体过程的遗传信息示意图为：

（√）

（8）一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个（×）

2．（2018·青岛一模）下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是（　　）

A．生物的遗传信息只存在于DNA分子中

B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNA

C．原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上

D．在进行正常生命活动的真核生物细胞内，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA

解析：

选C　生物的遗传信息也可以存在于RNA分子中；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；正常情况下真核生物细胞内的RNA不能发生逆转录。

3．（2018·武汉调研）人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，下列说法正确的是（　　）

A．线粒体DNA复制时需要以核糖核苷酸作为原料

B．线粒体DNA进行转录时需要DNA聚合酶的参与

C．线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNA

D．线粒体DNA发生突变后可通过父亲遗传给后代

解析：

选C　DNA复制的原料是脱氧核苷酸；DNA复制需要DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶参与；线粒体是半自主性细胞器，能够进行基因的表达，含tRNA；受精过程中进入卵细胞的是精子的头部（主要含细胞核），因此线粒体基因发生突变后不能通过父亲传给后代。

4．（2018·潍坊调研）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

解析：

选C　密码子是指mRNA上能编码氨基酸的三个相邻的碱基；有些氨基酸只对应一种密码子；由于密码子的简并性，当发生基因突变后氨基酸的种类并未发生改变即可以减少有害突变；密码子共64种，反密码子共61种。

5.（2018·赣州一模）如图表示DNA及相关的生理活动，下列表述错误的是（　　）

A．过程a,b,c均可在胰岛B细胞核中发生

B．f和g过程可能通过反馈调节实现

C．过程a，b，c，d，e均与碱基配对有关

D．某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达

解析：

选A　据图分析，过程a表示DNA复制，而胰岛B细胞是成熟的动物细胞，不能进行DNA的复制，过程c为翻译，不能在细胞核中发生；过程g和f表示基因控制合成的蛋白质反过来调控RNA和DNA，为反馈调节；过程a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、RNA的复制、逆转录，这些过程都遵循碱基互补配对原则；基因的表达过程包括转录和翻译，都需要酶的催化，而酶也是基因表达的产物。

考点一遗传信息的转录和翻译

1．比较记忆复制、转录和翻译

遗传信息的传递

遗传信息的表达

复制

转录

翻译

场所

主要是细胞核

主要是细胞核

细胞质

模板

亲代DNA的两条链

DNA的一条链

mRNA

原料

4种游离的脱氧核苷酸

4种游离的核糖核苷酸

20种氨基酸

模板去向

子代DNA分子中

DNA链重新聚合

降解成核糖核苷酸

产物

完全相同的两个DNA分子

RNA

蛋白质（多肽）

碱基配对

A—T、T—A、C—G、G—C

A—U、T—A、C—G、G—C

A—U、U—A、C—G、G—C

特点

①半保留复制②边解旋边复制

边解旋边转录

一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链

信息传递

DNA→DNA

DNA→RNA

mRNA→蛋白质

2．辨析遗传信息、密码子与反密码子

（1）界定遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子：

（2）明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系：

①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子简并性），可由一种或几种tRNA转运。

②除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。

③密码子有64种（3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子）。

[对点落实]

1．下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的叙述，正确的是（　　）

A．DNA分子转录和翻译的模板相同

B．DNA分子复制和转录都需要DNA聚合酶

C．翻译时以mRNA为模板，tRNA携带氨基酸，进行多肽的合成

D．DNA分子复制和转录都只能在细胞核中进行，而翻译时在细胞质中进行

解析：

选C　DNA分子转录的模板是一条DNA链，而翻译的模板是mRNA；DNA分子复制需要DNA聚合酶，而转录是由DNA合成mRNA，需要的是RNA聚合酶；DNA分子复制和转录不仅仅能在细胞核中进行，还可以在含有遗传物质的线粒体或叶绿体中进行。

2．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。

下列说法正确的是（　　）

A．分析图示可知①是β，完成基因→②的场所是细胞核

B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA

C．图中②→③需要在核糖体上进行

D．能够决定氨基酸的③的种类有61种

解析：

选C　根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定β链是转录模板；蓝藻是原核生物，没有细胞核。

RNA包括mRNA（图中②）、tRNA（图中③）和rRNA（核糖体RNA）。

图中②→③是翻译过程，在核糖体上进行。

能够决定氨基酸的密码子有61种，密码子在mRNA上，③是tRNA。

3．下面分别为DNA、tRNA的结构示意图。

以下叙述错误的是（　　）

A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键

B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥

C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子

D．c处表示反密码子，可以与mRNA碱基互补配对

解析：

选C　左图中⑤为氢键，⑥⑦均可称为磷酸二酯键，但⑦为一个核苷酸内部脱氧核糖的5号碳原子与磷酸基团之间的连接，而⑥为两个脱氧核苷酸之间的连接，右图中b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段破坏的化学键分别是⑤氢键和⑥脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。

[类题通法]　DNA和RNA的区分技巧

（1）DNA和RNA结构的判断：

①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA。

②含有碱基U或核糖⇒RNA。

（2）单链DNA和双链DNA的判断：

①若：

⇒双链DNA。

②若：

嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA。

（3）DNA和RNA合成的判断：

用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。

若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。

[典型图示]　翻译过程的三种模型图

[问题设计]

1．图甲模型分析

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。

（2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成个tRNA结合位点。

（3）翻译起点：

起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。

（4）翻译终点：

识别到终止密码子（不决定氨基酸）翻译停止。

（5）翻译进程：

核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。

2．图乙模型分析

图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：

（1）数量关系：

一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。

（2）目的意义：

少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

（3）方向：

核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。

（4）结果：

合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。

（5）形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：

有相同的模板mRNA。

3．图丙模型分析

图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。

[对点落实]

4．（2018·东城区调研）如图为原核生物某基因控制蛋白质合成的示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．①过程DNA分子的两条链可分别作模板以提高合成蛋白质的效率

B．①过程需要RNA聚合酶参与，此酶能识别RNA中特定的碱基序列

C．①②过程都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C

D．不同密码子编码同种氨基酸可减少由于基因中碱基的改变而造成的影响

解析：

选D　①过程为转录，转录是以DNA分子一条链中的部分片段（基因的模板链）为模板合成mRNA的过程；转录过程需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶能识别DNA分子中特定的碱基序列（启动子），并与之结合驱动转录过程；①过程碱基互补配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，②过程为翻译过程，碱基互补配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G；不同密码子编码同种氨基酸，增加了遗传密码的容错性，可减少因基因中碱基的改变而造成的影响。

5．（2017·太原五中模拟）据图判断以下说法正确的是（　　）

A．图中①②③遵循碱基互补配对的原则相同

B．①②③能在线粒体、叶绿体和原核细胞中进行

C．tRNA、rRNA和mRNA分子都含有氢键

D．一条mRNA可与多个核糖体结合共同合成一条肽链，加快翻译速率

解析：

选B　①表示DNA分子的复制过程，该过程中的碱基配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C；②表示转录过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C；③表示翻译过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C。

线粒体、叶绿体和原核细胞中都含有DNA和核糖体，因此①②③能在线粒体、叶绿体和原核细胞中进行。

mRNA为单链且无折叠区，因此分子中不含氢键。

一条mRNA可与多个核糖体结合共同合成多条相同的肽链，加快翻译速率。

[类题通法]　基因表达过程图的分析方法

（1）分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。

DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，可同时合成若干条多肽链。

（2）用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图：

1．理顺基因表达中的相关数量关系