第4章 基因的表达（复习课件）-【上好课】2024-2025学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 必修二 建构知识体系 DNA的一条链 mRNA 酶的合成 蛋白质 基 因 2 基因指导蛋白质的合成 1 （1）RNA的结构与功能 A、U、C、G 核糖核苷酸 细胞核 细胞质 密码子 氨基酸 核糖体 3 基因指导蛋白质的合成 1 （2）遗传信息的转录 （以mRNA为例） RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸 mRNA 4 基因指导蛋白质的合成 1 （3）遗传信息的翻译 mRNA 终止密码子 5 基因指导蛋白质的合成 1 （4）遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 脱氧核 苷酸 mRNA 6 基因指导蛋白质的合成 1 （4）遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 ①一种氨基酸可对应 密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 ②终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码 。 ③在原核生物中，GUG作为起始密码子时编码 。 一种或几种 硒代半胱氨酸 甲硫氨酸 7 基因指导蛋白质的合成 1 （5）中心法则 Ⅰ.提出者： 。 Ⅱ.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 8 （5）中心法则 1 项目 复制 转录 翻译 场所 条件 模板 原料 能量 酶 产物 原则 细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种游离的氨基酸 ATP 解旋酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 与蛋白质合成有关的酶 DNA RNA 多肽 碱基互补配对 A－T、T－A G－C、C－G 碱基互补配对 A－U、T－A G－C、C－G 碱基互补配对 A－U、U－A G－C、C－G DNA的复制、转录和翻译的比较 10 1.(2024·北京高考)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA的 (　　) A.元素组成　　　　　 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构 习题巩固 C DNA的元素组成都是C、H、O、N、P,A不符合题意;DNA分子的核苷酸种类只有4种,B不符合题意;每种DNA的碱基序列不同,“尼安德特人”与现代人的DNA碱基序列有相似部分,证明“尼安德特人”与现代人是近亲,C符合题意;通常DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构,D不符合题意。 11 2.(2024·河北高考)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是 (　　) A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋 C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向 均为由5'端向3'端 习题巩固 D DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;复制时,在细胞提供的能量驱动下,解旋酶将DNA双链解开,其中一条为由5'端向3'端解旋,另一条为由3'端向5'端解旋,B错误;转录时,RNA聚合酶将DNA双链解开,而不是解旋酶,C错误;DNA复制合成的子链和转录合成的RNA均由5'端向3'端延伸,D正确。 12 3.(2024·湖北高考)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'⁃ATG⁃3',则该序列所对应的反密码子是 (　　) A.5'⁃CAU⁃3' B.5'⁃UAC⁃3' C.5'⁃TAC⁃3' D.5'⁃AUG⁃3' 习题巩固 A 若编码链的一段序列为5'⁃ATG⁃3',其与模板链序列碱基互补配对,又因为mRNA上的密码子序列也与模板链序列碱基互补配对,故将编码链序列上的T改为U即可得mRNA序列为5'⁃AUG⁃3',又因为tRNA上的反密码子序列与mRNA上的密码子序列碱基互补配对,所以tRNA上的反密码子序列为5'⁃CAU⁃3',A符合题意。 13 4.(2024·安徽高考适应练)大肠杆菌的 RNA聚合酶功能强大,可以自主解开 双链DNA,并进行RNA的合成。合成出的RNA一端,很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图,请同学们进行评议。下列有关该图的评议,正确的是 (　 ) A.RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5'向3' B.RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区 C.双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋 D.图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同 习题巩固 B RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3'向5',A错误;RNA聚合酶具有解旋的功能,能解开双链之间的氢键,题图RNA聚合酶只与模板链结合,题图错误,B项评议正确;转录是边解旋边转录,转录完成的DNA片段可迅速恢复双螺旋,而不是RNA合成结束后恢复双螺旋,C错误;图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同,D错误。 14 基因表达与性状的关系 2 （1）镰状细胞贫血、 囊性纤维化分析 结构蛋白 15 基因表达与性状的关系 2 （2）皱粒豌豆的形成机制、 白化病分析 酶 16 基因表达与性状的关系 2 （3）基因控制性状的两种方式 ①直接控制途径 ②间接控制途径 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 17 基因表达与性状的关系 2 （4）基因的类型与细胞分化 18 基因表达与性状的关系 2 （5）表观遗传的分子机制 ①DNA的甲基化。基因中的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而影响表型。 ②构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰。真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上，使细长的DNA卷成紧密的结构。组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。 19 基因表达与性状的关系 2 （6）表观遗传的特点 可遗传 基因表达和表型可以遗传给后代 不变性 基因的碱基序列保持不变 可逆性 DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化， 即发生甲基化修饰的DNA可以去甲基化 （7）理解表观遗传需注意的两个问题 ①表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 ②表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 20 1.(2024·贵州高考)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是 (　　) A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 习题巩固 D 由题意可知,细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化,导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素,说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录,A正确;细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,B正确;细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,这一特性可以遗传,所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素,C正确;按该基因是否甲基化可分为细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,D错误。 21 2.(2024·黑吉辽高考)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是 (　　) A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 习题巩固 C 据题图可知,酶E的作用是催化DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸甲基化,A错误;DNA半保留复制后形成的子代链并没有携带甲基基团,说明甲基不是DNA半保留复制的原料之一,B错误;由题意可知,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大,说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素,C正确;DNA甲基化使相关脱氧核苷酸带上甲基基团,并没有改变DNA的碱基序列,但DNA甲基化可能影响基因的表达,进而影响生物个体表型,D错误。 22 3.(2024·浙江1月选考)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜、花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是 (　　) A.花蜜、花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 习题巩固 D DNA甲基化酶可使DNA甲基化,降低DNA甲基化酶的表达,会使DNA甲基化程度降低,可使雌性工蜂幼虫发育成蜂王,与喂食蜂王浆作用相似,因此可推测蜂王浆可降低蜜蜂DNA的甲基化程度,而花蜜、花粉不会降低DNA的甲基化,A、C错误,D正确;蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂,B错误。 23 4.(2024·江苏高考)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是 (　　) A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达 B.细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起 C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录 D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制 习题巩固 D PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,影响RNA聚合酶与DNA分子的结合,抑制了基因表达,A正确。细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起;根据题干信息“基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知,也可由染色质结构变化引起,B正确。DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传,都能影响细胞中基因的转录,C正确。原核细胞没有染色质,D错误。 24 THANKS $$