2025届高三一轮复习生物：基因的表达课件

第29讲 基因的表达 课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接 1.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； 2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 遗传信息的转录和翻译 2023：海南T13、重庆T1、辽宁T18、江苏T6和T20（2）、山东T1、湖南T12、广东T17（2）、全国乙T5； 2022：湖南T14、江苏T21（1）（2）、广东T7； 2021：湖南T13、河北T8、广东T7、辽宁T17D、重庆T12、、海南T15； 2020：天津T3、全国ⅡT29、全国ⅢT1和T3、海南T14； 1.生命观念——基于遗传信息流动的方向，阐明生命是物质、能量和信息的统一体；基于地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物的统一性。 2.科学思维——分析与综合：理解转录和翻译的差别。批判性思维：摒弃简单机械的线性决定论思维模式，对基因和性状之间的关系多角度、多因素分析；辩证看待中心法则的提出和修正过程及表观遗传的发现等 中心法则 2023：浙江6月T4； 2022：河北T9、浙江6月T16； 2021：河北T16、福建T3BC、浙江6月T19； 基因表达与性状的关系 2023：海南T11、天津T6B、山东T7、湖南T3； 2022：湖南T19（2）、浙江1月T21、北京T18（3）（4）重庆T18、天津T5和T9； 命题分析预测 1.基因的表达既可以单独考查，也可以与蛋白质、DNA的结构、DNA的复制等内容综合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中叶绿体、线粒体和核糖体等细胞器。对中心法则的考查，多以文字叙述形式呈现。基因的表达与性状的关系常结合遗传规律的应用等进行综合考查。题型既有选择题，又有非选择题。 2.预计2025年高考对转录和翻译、中心法则进行考查时，可能会借助一些科研成果或科学发现，将基础知识与科技创新结合；表观遗传的内容是近年命题的热点。 基础·精细梳理 典例·精心深研 考点一 基因指导蛋白质的合成 1.RNA的结构与功能 核糖 核苷酸 蛋白质 氨基酸 密码子 核糖体 遗传物质 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 2.遗传信息的转录 DNA的 一条链 细胞核 叶绿体、线粒体 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 2.遗传信息的转录 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 2.遗传信息的转录 游离的4种核糖 核苷酸 RNA 模板链 ①转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′端)为转录的起始方向。 ②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上不同基因的模板链不一定相同。 ③转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录，形成一种多个mRNA。　　　 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 3.遗传信息的翻译 (1)概念 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以__________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (2)条件 场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶 核糖体 mRNA 氨基酸 ATP tRNA 多种酶 mRNA 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 (3)过程 tRNA mRNA tRNA 终止密码子 脱离 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 4.遗传信息、密码子与反密码子辨析 3 间接 直接 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 (1)密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。 ①有2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3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可以编码硒代半胱氨酸。 (2)通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。 (3)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 1.常考图示解读 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 1.常考图示解读 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 1.常考图示解读 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 1.常考图示解读 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 多肽链合成时，在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时工作，不同核糖体合 成的多肽链往往是________(填“相同”或“不同”)的，原因是________________________________________________________________ _________________________________________________________________， 这种合成方式大大提高了翻译效率。 相同 一个mRNA分子上的每1个核糖体都是从mRNA上的第一个起始密码子起始翻译，到第一个终止密码子终止翻译 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 2.“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 3.基因表达中的相关数量关系 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 ①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。 ②在基因片段中，有的片段(如非编码区)起调控作用，不转录。 ③转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。 ④合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。　　　 考点一　基因指导蛋白质的合成 基础·精细梳理 基础·精细梳理 典例·精心深研 考点二　 中心法则及基因表达与性状的关系 1.中心法则 (1)提出者　________。 (2)补充后的内容图解 克里克 ①DNA的复制；②______；③翻译；④______________；⑤________。 转录 RNA的复制 逆转录 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 (3)不同生物遗传信息的传递过程 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA 原料 ______________ ______________ ____________ _______________ ______________ 酶 ____________________ ___________ 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨 基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶、DNA 聚合酶 RNA聚合酶 典例·精心深研 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 能量 ATP提供 碱基互补配对原则 G－C、C－G ____________ ____________ ______________ ___________ ____________ 产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA A－T、T－A A－U、T－A A－U、 U－A A－T、U－A A－U、U－A 典例·精心深研 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 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 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息 典例·精心深研 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 蛋白质的结构 酶的合成 代谢过程 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 (3)实例 ①白化病致病机理 酪氨酸酶 酪氨酸酶 黑色素 酪氨酸不能转 变为黑色素 典例·精心深研 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 (3)实例 ②豌豆的圆粒和皱粒的 形成机理 外来DNA序列 基因突变 基因重组 正常 正常 异常 降低 正常 升高 受阻 降低 失水 典例·精心深研 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 (3)实例(囊性纤维化与镰状细胞贫血) 失3个 缺 A－T T－A 缬氨酸 镰刀状 血性贫血 溶 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 3.基因的选择性表达与细胞分化 特异性 胰岛素基因 基因的选择性表达 mRNA 蛋白质 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 不变 可遗传 不变性 甲基化修饰 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 (2)实例 ①柳穿鱼花的形态结构遗传 表达 不表达 甲基化 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 a.F1的花与植株A的相似的原因：F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达；植株B的Lcyc基因由于部分碱基被 ，基因表达受到抑制。 b.F1自交后，少部分植株的花与植株B的相似的原因：F2中有少部分植株含有两个来自植株 的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到 。 甲基化 B 抑制 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 ②某种小鼠毛色的遗传 AvyAvy aa 黄色与黑色 F1代基因型相同而出现不同毛色小鼠的原因是在Avy基因前端(或称“上游”)的一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。这些位点甲基化程度越 ，Avy基因的表达受到的 越明显，小鼠体毛的颜色就 。 高 抑制 越深 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 ③蜂王和工蜂的发育与由来问题 从外在看，因为蜂王幼虫吃的是蜂王浆，住的是大蜂巢；从内在看，蜂王浆、大蜂巢等减少了基因的甲基化水平，使幼虫得以发育成蜂王，而工蜂幼虫的甲基化程度太高，只能发育成工蜂，体型、生殖能力都与蜂王有差别。 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 (3)机制：DNA的 ； 的甲基化和乙酰化等。 (4)理解表观遗传应注意的三个问题 ①表观遗传中基因的遗传遵循孟德尔遗传规律。 ②表观遗传中表型可能不遵循孟德尔遗传规律。 ③性状遗传具有不稳定性(被修饰的DNA可能发生去甲基化)。 甲基化 组蛋白 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 4.表观遗传 相同点 表观遗传与表型模拟都是由 引起的性状改变，_____ 都没有改变 不同点 表观遗传是 ，表型模拟引起的性状改变是__________ (5)与表型模拟的比较 环境改变 遗传 物质 可遗传的 不可遗传的 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 阅读材料“柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传”，简要回答相关问题： (1)资料1中，柳穿鱼是一种园林花卉。教材所示的两株柳穿鱼，除了花的______________不同，其他方面基本相同。 (2)资料2中，某种小鼠实验中子一代的基因型均为Avya，但表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型，原因是_______________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)柳穿鱼植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被______________(Lcyc基因有多个_________________)了。 形态结构 Avy基因前端甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深 高度甲基化 碱基连接甲基基团 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 (4)柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因发生甲基化修饰如图： 从图中看出，两种基因的___________没有改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。 碱基序列 基础·精细梳理 考点二　中心法则及基因表达与性状的关系 2.基因控制性状的途径 (1)直接控制途径(用文字和箭头表示) 基因___________ 生物体的性状。 (2)间接控制途径(用文字和箭头表示) 基因___________ ____________ 生物体的性状。 5.基因与性状间的对应关系 (1)一个基因一种性状 (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) 另外，生物的性状还受环境因素的影响。 $$