浙江鸭2019版高考生物一轮总复习第五单元遗传的分子基础第18讲遗传信息的传递和表达课件.ppt
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1、第18讲 遗传信息的传递和表达,第五单元 遗传的分子基础,考点一 DNA分子的复制,考点三 活动:探究DNA的复制过程,考点二 遗传信息的表达,模拟演练,课时训练,内容索引,DNA分子的复制,考点一,DNA分子复制的时间、场所、条件、特点和意义,知识梳理,亲代DNA,子代DNA,有丝分裂,减数第一次分裂前,细胞核,亲代DNA的两条链,DNA聚合酶,形成子代DNA分子,半保留复制,连续性,(1)图中显示DNA分子复制是从 开始的,但并非 进行。 (2)图中显示DNA分子复制是 的。 (3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制 。 (4)一个细胞周期中每个起点一般只起始 次,若为转录时解旋,
2、则每个起点可起始 次。,1.如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,思考回答:,多个起点,同时,边解旋边双向复制,速率,1,多,2.右图为染色体上DNA分子的复制过程,请据图回答问题: (1)请填充图中空白处内容。,细胞核,脱氧核苷酸,碱基互补配对,模板链,着丝,粒,提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分子即位于两条姐妹染色单体中,由着丝粒相连。其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同。两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时,随两条姐妹染色单体分离而分开,分别进入两个子细胞中。,(2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞,是否
3、都能进行DNA分子的复制?,提示,提示 蛙的红细胞进行无丝分裂,可进行DNA分子的复制;哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核,也无各种细胞器,不能进行DNA分子的复制。,(3)上图所示DNA复制过程中形成的两个子DNA位置如何?其上面对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开?,3.DNA复制过程中的数量关系 DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA 分子复制n代,其结构分析如下: (1)子代DNA分子数为 个。 含有亲代链的DNA分子数为 个。 不含亲代链的DNA分子数为 个。 含子代链的DNA分子数为 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 条。 亲代脱氧核苷酸链数为 条。 新合成的脱氧核苷酸链
4、数为 条。,2n,2,2n2,2n,2n1,2,2n12,(3)消耗脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个。,m(2n1),m2n1,题型一 DNA分子的复制过程和特点 1.(2017浙江4月选考)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是 A.每条染色体中的两条染色单体均含3H B.每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C.每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H D.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧
5、核苷酸链含3H,解题探究,答案,解析,解析 若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,在间期的S期时DNA复制1次,所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记,培养至第二次分裂中期,每条染色体中的两条染色单体均含3H标记。,2.(2016温州3月选考)下列关于DNA复制的叙述中正确的是 A.需要解开DNA的双螺旋结构 B.以DNA分子的一条链作为模板 C.以4种游离的核糖核苷酸作为原料 D.A与U互相配对,G与C互相配对,答案,解析,解析 DNA复制过程中,需要在相关酶的作用下进行解旋,以解旋的两条链为模板,以四种游离
6、的脱氧核苷酸为原料,按A与T、G与C的配对原则合成子链。,题型二 DNA分子复制的相关计算 3.(2016杭州五校联考)下列关于DNA的相关计算,正确的是 A.具有1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则每一条链上都具有 胞嘧啶200个 B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后共需2nm个胸腺嘧啶 C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,第n次复制需要2n1m个胸腺嘧啶 D.无论是双链DNA还是单链DNA,(AG)所占的比例均是1/2,答案,解析,解析 具有1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则DNA中含胞嘧啶400个,因此一条链上的胞嘧啶数可为0400个,A项错误; 具有m个
7、胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后DNA数由1个变为2n个,因此需要(2n1)m个胸腺嘧啶,其第n次复制,DNA数由2n1个变为2n个,这一过程需要(2n2n1)m2n1m个胸腺嘧啶,B项错误,C项正确; 只有在双链DNA中才遵循卡伽夫法则,即AT、GC,在单链DNA中不存在这一关系,因此只有双链DNA中(AG)所占的比例为1/2,单链DNA中该比值不一定为1/2,D项错误。,4.一个双链均被32P标记的DNA分子由5 000个碱基对组成,其中腺嘌呤占20%,将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是 A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3104个 B.复制过程需要2.4104个游
8、离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17 D.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为13,答案,解析,解析 由题意可知,该DNA分子中,AT10 00020%2 000(个),CG10 00030%3 000(个),则含有的氢键数为2 00023 00031.3104(个);DNA复制3次形成8个DNA分子,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3 00072.1104(个);子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为17;子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P的分子数之比为2613。,遗传信息的表达,考点二,知识梳理,1.
9、DNA的功能 (1)携带遗传信息:遗传信息蕴藏在4种碱基的 之中。 (2)传递遗传信息:以自身为模板,半保留地进行 ,保持遗传信息的 性。 (3)表达遗传信息:DNA能根据它所贮存的 决定蛋白质的结构。,排列顺序,复制,稳定,遗传信息,2.RNA的结构与分类,DNA,RNA,双,单,T U,U T,绿,红,核糖核苷酸,核孔复合体,翻译,蛋白质,识别并转运氨基酸,核糖体,3.遗传信息的转录和翻译 (1)转录,RNA聚合酶,游离的核糖核苷酸,RNA,遵循原则:碱基互补配对原则。 产物: ( 蛋白质)。 在一个mRNA上有 个核糖体同时进行翻译,提高了翻译的效率。,(2)翻译 场所或装配机器: 。,
10、核糖体,条件,多肽链,若干,(3)密码子和反密码子 密码子存在于 上,共有 种。决定氨基酸的密码子有 种;终止密码子有 种,不决定氨基酸;起始密码子有 种,决定氨基酸。 反密码子存在于 上。 生物界的遗传密码是 的,这可以作为生物界统一性的证据。,mRNA,61,3,2,64,tRNA,统一,4.中心法则与基因的概念 (1)中心法则 提出者: 。 要点:遗传信息由 传递到 ,然后由 决定 的特异性。 内容图解(用简式表示): 。,克里克,DNA,RNA,RNA,蛋白质,(2)基因 作用:遗传的一个 ,它在适当的环境条件下控制生物的性状。 与染色体的关系:以一定的次序排列在 上。 本质:有功能的
11、 ,在大多数生物中是一段 ,而在RNA病毒中则是一段 。,基本功能单位,染色体,核酸分子片断,DNA,RNA,1.观察下图比较转录和翻译,试写出与有关的知识:,转录,翻译,细胞核,核糖体,DNA的一条链,mRNA,核糖核苷酸,20种氨基酸,RNA,多肽链,2.遗传信息、密码子与反密码子的比较,DNA,排列顺序,遗传信息,mRNA,直接,3,61,tRNA,密码子,氨基酸,(1)一种密码子只能对应 种氨基酸,但一种氨基酸可以不止由 种密码子决定。 (2)一种tRNA只能转运 种氨基酸,但一种氨基酸可不止由 种tRNA转运。,3.遗传信息、密码子、反密码子的对应关系,一,一,一,一,(1)图甲表示
12、真核细胞的 过程,图中是 ,是 ,翻译的方向是 ,判断依据是根据多肽链的长短。 .蛋白质合成的结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至 等结构中进一步加工。,4.翻译过程中多聚核糖体的分析,翻译,mRNA,核糖体,自右向左,内质网、高尔基体,.讨论:、表示合成了几条多肽链?是否相同?,提示 图示中的4个核糖体合成了4条多肽链;因为模板mRNA相同,所以合成的4条多肽链也完全相同。,提示,(2)图乙表示 细胞的转录和翻译过程,图中是 ,、表示正在合成的4条 ,分别结合 个核糖体同时进行翻译过程。,原核,DNA模板链,mRNA,多,DNA复制、转录和翻译的比较(加试),重难突破,题型一 D
13、NA与RNA的比较 1.(2017台州二模)下列有关遗传的分子基础的叙述,正确的是 A.DNA有氢键,RNA没有氢键 B.转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上 C.细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸 D.肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质,解题探究,答案,解析,解析 DNA有氢键,一些特殊的RNA(如tRNA)也存在氢键,A项错误; 转录时RNA聚合酶的识别位点在DNA分子上的启动子上,B项错误; 细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸,C项正确; 肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,D项错误。,2.关于DNA与RNA的叙述,错误的是 A.D
14、NA一般为双链,两条脱氧核苷酸链反向平行 B.RNA能携带遗传信息,可作为生物的遗传物质 C.一条链上的两个相邻碱基均由五碳糖磷酸五碳糖连接 D. 比例的多样性体现了DNA分子的特异性,答案,解析,解析 DNA一般为双链,两条脱氧核苷酸链反向平行,A项正确; RNA能携带遗传信息,可作为生物的遗传物质,如RNA病毒,B项正确; 一条链上的两个相邻碱基均由五碳糖磷酸五碳糖连接,C项正确; 由于DNA分子中AT、CG, 1,不能体现DNA分子的特异性,D项错误。,核酸种类的判断方法 (1)单链DNA和双链DNA的判断: 若: 一般为双链DNA 若:嘌呤嘧啶单链DNA (2)DNA和RNA合成的判断
15、: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。,A.甲图所示的过程叫做翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B.乙图所示过程叫做转录,转录产物的作用一定是作为甲图中的模板 C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左 D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同,题型二 遗传信息的表达 3.下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图,有关说法正确的是,答案,解析,解析 由甲图可知,翻译过程中一个mRNA分子上结合多个核糖体,同时合成多条肽链,A项错误; 转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖
16、体RNA三种,而翻译的模板只是信使RNA,B项错误; 甲图中多肽链最长,说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的,因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左,C项正确; 转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对,但碱基互补配对方式不完全相同,D项错误。,4.(2017浙江名校协作体高三试题)下图表示真核生物细胞核中mRNA合成过程,下列有关叙述正确的是 A.图中是编码链 B.图中表示RNA聚合酶,能与 RNA分子的启动部位结合 C.图中的转录是从左向右进行的 D.图中合成后直接与核糖体结 合并控制蛋白质的合成,答案,解析,解析 图中为模板链,为编码链;表示RNA聚合酶,能与DNA分子的启动部
17、位结合;根据RNA的形态可知,转录从左向右进行;真核细胞中合成后,在细胞核内加工成mRNA,然后从核孔出来进入细胞质与核糖体结合。,题型三 复制、转录和翻译的异同(加试) 5.(2016浙江4月选考)遗传信息的传递过程如图所示,其中表示四种不同的物质。下列叙述错误的是 A.复制时,2条链均可作为模板链 B.形成时,需沿整条DNA长链进行 C.密码子CUU编码所携带的氨基酸 D.上可同时结合多个核糖体形成多条,答案,解析,解析 是DNA分子,DNA复制时2条链均可作为模板链,A项正确; 是mRNA分子,形成mRNA分子,转录时并不是沿着整条DNA长链进行的,转录是以DNA分子上的基因区段为模板进
18、行的,B项错误; 是tRNA,其上的反密码子是GAA,与mRNA上的密码子CUU配对,故密码子CUU编码所携带的氨基酸,C项正确; mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体,每个核糖体上均可形成1条相同的肽链(),D项正确。,6.图中a、b、c表示生物体内三种生理过程。下列叙述正确的是 A.a过程发生的唯一场所 是细胞核 B.转运1号氨基酸的RNA 含有起始密码 C.在不同功能细胞中进行 b过程的基因不完全相同 D.分生区细胞能进行b、c过程,不能进行a过程,答案,解析,解析 a为DNA复制过程,在真核细胞中,主要场所是细胞核,其次是线粒体和叶绿体,A项错误; 密码子位于信使RNA上,反密码子
19、在转运RNA上,B项错误; 不同功能细胞中进行b转录过程属于基因的选择性表达,表达的基因存在差异,C项正确; 分生区的细胞通过有丝分裂进行增殖,故能进行b和c过程以及a过程,D项错误。,题型四 中心法则 7.(2017余姚中学高三期中)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述错误的是 A.均遵循碱基互补配对原则 B.劳氏肉瘤病毒可进行过程 C.DNA聚合酶可来自过程 D.进行过程的生物含有逆转录酶,答案,解析,解析 图中各过程都遵循碱基互补配对原则,A项正确; 劳氏肉瘤病毒属于逆转录病毒,可进行过程,B项错误; DNA聚合酶属于蛋白质,而蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,C项正确;
20、 是逆转录过程,因此进行过程的生物含有逆转录酶,D项正确。,A.生物的遗传信息贮存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链,8.结合下图分析,下列叙述错误的是,答案,解析,解析 生物的遗传物质是DNA或RNA,则遗传信息贮存在DNA或RNA的核苷酸序列中,A项正确; 由于密码子的简并性,核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,B项正确; 表现型通过蛋白质表现,故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C项正确; 编码蛋白质的基因含两条单链,碱基序列互补,遗传信息不同,
21、D项错误。,题型五 基因与DNA、性状的关系 9.(2017浙江4月选考)下列关于DNA、RNA 和基因的叙述,错误的是 A.基因是具有遗传效应的核酸分子片段 B.遗传信息通过转录由DNA传递到RNA C.亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息 D.细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成,答案,解析,解析 基因是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段,在大多数生物中是一段DNA,而在RNA病毒中则是一段RNA,A项正确; 遗传信息通过转录由DNA传递到RNA,B项正确; 亲代DNA通过复制在子代中传递遗传信息,遗传信息的表达是指转录和翻译,C项错误; 细胞周期的间期和分裂期均有R
22、NA的合成,D项正确。,A.花的颜色由多对基因共同控制 B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢 C.生物性状由基因决定,也受环境影响 D.若基因不表达,则基因和基因不表达,10.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图:从图中不能得出的结论是,答案,解析,解析 花青素决定花的颜色,而花青素的合成是由多对基因共同控制的,A项正确; 基因分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成,B项正确; 花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色,说明环境因素也会影响花色,C项正确; 基因具有独立性,基因不表达,基因和基因仍然能够表达,D项错误。,活动:探究DNA的复制过程,考点
23、三,1.实验原理 (1)实验方法: 技术和 技术。 (2)实验原理:若DNA的两条链都用15N标记,那么DNA分子密度较大,离心后应该在试管的 部;若两条链中都含有14N,那么DNA分子密度较小,离心后应该在试管的 部;若DNA的两条链中一条含有15N,一条含有14N,那么DNA分子密度居中,离心后应该在试管的 部。,实验解读,同位素示踪,密度梯度离心,下,上,中,2.实验过程,3.实验分析 预期结果a:若第二代DNA分子中15N15N占1/2,14N14N占1/2;第三代DNA分子中15N15N占1/4,14N14N占3/4,说明DNA复制方式是 复制。 预期结果b:若第二代DNA分子全部是
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