【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因的表达 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 基因的表达 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 基因的表达 学案 考纲、考情——知考向 核心素养——提考能 最新考纲 ‎1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)‎ ‎2.基因与性状的关系(Ⅱ)‎ 生命 观念 结构与功能观：结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译等过程 全国卷 考情 ‎2017·全国卷Ⅲ(1)、‎ ‎2015·全国卷Ⅰ(5)、‎ ‎2013·全国卷Ⅰ(1)‎ 科学 思维 建立模型：运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成的过程 社会 责任 结合中心法则过程，关注抗生素治疗疾病的原理 考点一　遗传信息的转录和翻译 ‎1.比较RNA和DNA 点悟：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。‎ ‎2.RNA功能 ‎3.转录 ‎(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。‎ ‎(3)过程 ‎(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。‎ ‎4.遗传信息的翻译 ‎(1)场所或装配机器：核糖体。‎ ‎(2)条件 ‎(3)过程 ‎(5)产物：多肽蛋白质 教材高考 ‎1.高考重组　判断正误 ‎(1)真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成(2018·江苏卷，3B)(　　)‎ ‎(2)同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生(2017·全国卷Ⅲ，1B)(　　)‎ ‎(3)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中，会有氢键的断裂和形成(2016·四川卷，6B)(　　)‎ ‎(4)rRNA能参与蛋白质的合成(2015·海南卷，11A)(　　)‎ ‎(5)基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码(2013·海南卷，22C)(　　)‎ 提示　(1)×　真核细胞的线粒体、叶绿体中也可合成DNA、RNA。‎ ‎(2)√　(3)√　(4)√　(5)√‎ ‎2.教材·拓展·拾遗 ‎(1)(教材必修2 P67右图改编)①图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种的数量关系？其意义何在？‎ ‎②图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？‎ ‎③图中c所指的3条链其序列是否相同？为什么？‎ 提示　①a mRNA　b核糖体　c肽链　图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义在于：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。‎ ‎②由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。‎ ‎③图中c所指的三条链其模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。‎ ‎(2)(教材必修2 P65思考与讨论，3及P67拓展1改编)组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子？这表明密码子具何种特性？其对生物体的生存发展有何意义？‎ 提示　20种氨基酸共对应61种密码子，这表明密码子具有“简并性”，其意义主要表现为以下两方面：‎ ‎(1)增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。‎ ‎(2)保证翻译速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。‎ ‎[重点·串讲整合]‎ ‎1.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)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 ‎①每种氨基酸对应一种或几种密码子，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)；反密码子理论上有61种。(3种终止密码子无与之对应的tRNA)‎ ‎2.比较复制、转录和翻译 项目 复制 转录 翻译 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质(核糖体)‎ 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 ‎4种核糖核苷酸 ‎20种氨基酸 ‎4种脱氧核糖核苷酸 原则 A—T、G—C T—A、A—U、G—C A—U、G—C 结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质 信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 ‎3.基因表达中相关计算 ‎(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。‎ ‎(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：‎ 可见，蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。(未考虑终止密码)‎ ‎　围绕转录、翻译过程及相关核心概念考查归纳概括的能力 ‎1.(2013·全国卷Ⅰ，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是(　　)‎ A.一种tRNA可以携带多种氨基酸 B.DNA聚合酶是在细胞核中合成的 C.反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基 D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成 解析　一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA携带；DNA聚合酶是蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成的，核糖体分布在细胞质中；反密码子位于tRNA上。‎ 答案　D ‎2.(2019·湖北重点中学第一次联考)‎ 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。下列说法中正确的是(　　)‎ A.由图分析可知①链应为DNA的α链 B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核 C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG，CUA D.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行 解析　根据碱基互补配对原则，可知①链是β链，A错误；蓝藻属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B错误；tRNA的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D正确。‎ 答案　D ‎　围绕基因表达结合相关信息考查科学思维能力 ‎3.某些基因转录过程中形成的mRNA分子难与模板链分离，会形成RNADNA杂交体，这时非模板链、RNADNA杂交体共同构成R环结构(如图所示)。R环结构的形成往往与DNA分子中某种碱基对的数量有关。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.R环结构的形成可能会影响DNA的复制、转录和基因的稳定性 B.该图最可能表示原核细胞R环结构的形成过程 C.推测R环结构相关片段中可能含有较多的G—C碱基对 D.乙为DNA聚合酶，在其作用下DNA双螺旋解开 解析　据题意分析可知，R环结构中的mRNA分子难与模板链分离，故R环结构的形成可能会影响DNA的复制、转录和基因的稳定性，A正确；从图示可以看出，转录和翻译是同时进行的，故该过程最可能发生在原核细胞内，B正确；‎ ‎ 因为G和C之间能形成3个氢键，因此若模板链与mRNA之间含有的G—C碱基对较多，则mRNA不易脱离模板链，从而形成R环结构，C正确； 转录需要RNA聚合酶的催化，当RNA聚合酶与DNA启动子结合时，DNA片段的双螺旋解开，D错误。‎ 答案　D ‎4.如图所示为M基因控制物质C的合成以及物质C形成特定空间结构的物质D的流程图解。下列相关叙述，正确的是(　　)‎ A.图中①④过程参与碱基配对的碱基种类较多的是①过程 B.基因转录得到的产物均可直接作为蛋白质合成的控制模板 C.组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值大于1/6‎ D.图中经过⑤过程形成物质D时需依次经过高尔基体和内质网的加工与修饰 解析　分析图中信息可知，①过程表示转录，该过程参与配对的碱基有A、T、C、G、U 5种，而④过程表示翻译，该过程参与配对的碱基有A、U、C、G 4种，A正确；从图中信息可知，控制该分泌蛋白合成的直接模板是物质B，而转录的产物是物质A，B错误；由于M基因转录形成的物质A还要剪切掉一部分片段才形成翻译的模板，所以组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值小于1/6，C错误；核糖体合成的肽链应先经内质网初加工，再由高尔基体进一步修饰和加工，D错误。‎ 答案　A 考点二　中心法则及基因与性状的关系 ‎1.中心法则 ‎(1)提出者：克里克。‎ ‎(2)补充后的内容图解 ‎①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤RNA逆转录。‎ ‎(3)分别写出下列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 RNA蛋白质 ‎②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)‎ 蛋白质 ‎③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)‎ RNARNA蛋白质 ‎④高度分化的细胞 DNARNA蛋白质 ‎2．基因控制性状的途径 ‎　不同生物，不同细胞其遗传信息表达方式可存在显著不同 ‎（1）请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式 ‎__________________________________________________________________‎ ‎（2）请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式 ‎____________________________________________________________________‎ 提示　（1）DNARNA蛋白质 ‎（2）RNA蛋白质 ‎　围绕中心法则及基因对性状的控制过程考查生命观念 ‎1．（2018·海南卷，13）关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是（　　）‎ A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶 C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸 D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板 解析　逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，DNA复制是以DNA的两条链为模板合成DNA的过程，A正确；转录需要RNA聚合酶的催化，逆转录需要逆转录酶的催化，B正确；转录的原料是核糖核苷酸，逆转录的原料是脱氧核苷酸，C错误；DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。‎ 答案　C ‎2．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是（　　）‎ A．能发生图1所示过程的一定是原核细胞，其转录和翻译过程可同时进行 B．酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解 C．对比图2中过程c和d，二者的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同 D．两图体现了基因的复制和表达功能，图1体现了图2中a、b、c和e四个生理过程 解析　在真核细胞的线粒体或叶绿体中，转录和翻译过程也可同时进行，A错误；酶甲、酶乙和酶丙分别是DNA聚合酶、RNA聚合酶和解旋酶，其中解旋酶作用于氢键，B错误；过程c代表翻译过程，产物是多肽，过程d代表RNA复制，产物是RNA，二者均涉及RNA与RNA配对，因此，其碱基配对方式相同，均包括U—A、A—U、G—C、C—G，C正确；两图体现了基因的基本功能——复制和表达（包括转录和翻译），图1体现了图2中a（DNA复制）、b（转录）和c（翻译）三个生理过程，未体现e过程，D错误。‎ 答案　C 中心法则各生理过程快速确定的三大依据 ‎　　　‎ ‎　结合新情境、新信息，全面考查科学思维能力 ‎3．长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：‎ ‎（1）细胞核内各种RNA的合成都以　　　　为原料，催化该反应的酶是　　　　。‎ ‎（2）转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是　　　　，此过程中还需要的RNA有　　　　。‎ ‎（3）lncRNA前体加工成熟后，有的与核内　　　　（图示①）中的DNA结合，有的能穿过　　　　（图示②）与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。‎ ‎（4）研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的　　　　，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是_____________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ 解析　（1）合成RNA的原料是四种游离的核糖核苷酸，RNA合成过程需要RNA聚合酶的催化。（2）多肽链的合成过程中以mRNA（信使RNA）为模板，tRNA运输相应的氨基酸，在核糖体（主要成分是rRNA和蛋白质）上完成。（3）据图分析，lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进入细胞质中。（4）血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。‎ 答案　（1）四种核糖核苷酸　RNA聚合酶　（2）mRNA（信使RNA）　tRNA和rRNA（转运RNA和核糖体RNA）　（3）染色质　核孔 ‎（4）分化　增强人体的免疫抵御能力 基因与性状的关系整合 ‎（1）一个基因一种性状（多数性状受单基因控制）‎ ‎（2）一个基因多种性状（如基因间相互作用）‎ ‎（3）多个基因一种性状（如身高、体重等）‎ 图解如下 注意：体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”，如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，则该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程控制性状。　　　‎ 澄清易混易错·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　不明晰DNA复制与转录的时间、模板及解旋等差异 点拨　比较如下：‎ 易错点2　误认为逆转录酶同“其他酶及能量、场所、原料”一样，均由病毒的寄主细胞提供 点拨　教材必修2 P69资料分析中有如下描述：‎ ‎（1）“1965年，科学家在某种RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，能对RNA进行复制”；‎ ‎（2）“1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA”。‎ 由此可见，RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身。‎ 易错点3　如何准确界定真核生物、原核生物基因表达？如何快速确认DNA复制、转录和翻译？‎ 点拨　（1）凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。‎ ‎（2）原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。‎ 注：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体，其转录、翻译也存在“同时进行”的局面。（3）快速确认复制、转录和翻译 ‎[深度纠错]‎ ‎1．下图中甲、乙分别表示人体细胞中发生的两种大分子的合成过程，相关叙述正确的是（　　）‎ A．图示甲为DNA复制，乙为转录 B．蛙的红细胞中只能进行乙过程，不能进行甲过程 C．甲过程需要解旋，乙过程不需解旋 D．甲、乙过程均只发生于“有遗传效应”的片段中 解析　题图甲为DNA复制，乙为转录；蛙的红细胞既进行DNA复制也进行转录；甲、乙过程均需解旋；甲过程发生于整个DNA分子中，乙过程发生于有遗传效应的基因片段中。‎ 答案　A ‎2.如图表示的是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述错误的是（　　）‎ A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生在同一空间内 B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的 C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料 D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5′端到3′‎ 解析　甲细胞是原核细胞，原核细胞没有线粒体，能量不能由线粒体提供；真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的，C错误。‎ 答案　C 随堂·真题&预测 ‎1.（2017·全国卷Ⅲ，1）下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（　　）‎ A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补 解析　细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA，C错误；转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。‎ 答案　C ‎2.（2018·经典高考）下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（　　）‎ A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成 C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质 D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与 解析　原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物，A错误；真核细胞内DNA和RNA可在细胞核、线粒体、叶绿体中合成，B错误；肺炎双球菌转化实验只能证明DNA是遗传物质，C错误；原核细胞和真核细胞中基因的表达都包括转录和翻译过程，都需要DNA和RNA参与，D正确。‎ 答案　D ‎3.（2020·高考预测）基因在表达过程中异常mRNA会被细胞分解，如图是S基因的表达过程，则下列有关叙述中正确的是（　　）‎ A.异常mRNA的出现是基因突变的结果 B.图中①表示转录过程，②表示翻译过程 C.图中②过程使用的酶是逆转录酶 D.S基因转录出的前体RNA中存在不能翻译出多肽链的片段 解析　由题图可知，异常mRNA的出现是对前体RNA的剪切出现异常造成的，不是基因突变的结果，A错误；图示②为对前体RNA剪切的过程，不需要逆转录酶，B、C错误；S基因转录形成的前体RNA需经过剪切才能翻译出多肽链，说明S基因转录出的前体RNA中存在不能翻译出多肽链的片段，D正确。‎ 答案　D