浙江专版2019版高考生物一轮复习第五单元遗传的物质基础第18讲遗传信息的传递和表达课件.pdf
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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 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.DNA分子的复制bb 5.转录、翻译的概念和 过程 bb 2.活动:探究DNA的 复制过程 cc6.遗传密码、中心法则bb 3.DNA的功能aa7.基因的概念bb 4.DNA与RNA的异同bb 8.复制、转录和翻译的 异同 b 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 概念以 为模板合成 的过程 时间 的间期和 的间期 场所 (主要) 条件 模板: ; 原料:游离的4种脱氧核苷酸; 能量来源:细胞呼吸
2、产生的ATP; 酶:解旋酶、 等 DNA分子复制的时间、场所、条件、特点和意义分子复制的时间、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 原则碱基互补配对原则 过程解旋合成与母链互补的子链_ 特点边解旋边复制;_ 结果1个DNA分子2个DNA分子 意义 将遗传信息从亲代传给了子代,保持了前后代遗传信息的_ 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
3、个起点一般只起始 次,若为转录时解旋,则每 个起点可起始 次。 思考讨论思考讨论 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 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
4、 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,是否都能进行DNA分子的复制? 提示 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。
5、 (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 题型一 DNA分子的复制过程和特点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
6、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分子的两条脱氧核苷酸链含3H 解题探究 答案解析 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
7、.A与U互相配对,G与C互相配对 答案解析 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 题型二 DNA分子复制的相关计算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
8、均是1/2 答案解析 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
9、 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 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 0003 1.3104(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
10、.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.DNA的功能的功能 (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
11、的转录和翻译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: 。 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。 mRNA61 32 64 tRNA 统一 4.中心法则与基因的概念中心法则与基因的概念 (1)中心法则 提出者:
12、。 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 DNARNARNA 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 ,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 过程 名称_ 场所主要是_ 模板_ 原料4种游离的_ _ 产物_ 思考讨论思考讨论 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 项目位置作
13、用数量 遗传 信息 在 上(RNA 病毒除外) 间接决定着蛋白质中的 氨基酸的 ,决 定性状 不同基因_ 不同 密码子在 上 决定蛋白质中氨基 酸的排列顺序 64种( 种终止密 码子、 种决定 氨基酸的密码子) 反密 码子 在 上 识别 序列,运输 相应_ 理论上61种 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
14、 (1)图甲表示真核细胞的 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 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、转录和翻译的比较复制
15、、转录和翻译的比较(加试加试) 重难突破 项目复制转录翻译 场所 主要发生在细胞核中, 也可在线粒体、叶绿体 内进行 主要发生在细胞核中, 也可在线粒体、叶绿 体内进行 核糖体 时间 有丝分裂间期和减数第 一次分裂前的间期 生物的生长发育过程中 条 件 模板 亲代 DNA分子的 两条链 DNA分子的一条链mRNA 原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸 其他 解旋酶、DNA聚 合酶和能量 RNA聚合酶、能量酶、能量、tRNA 碱基配 对方式 AT、TA CG、GC AU、TA CG、GC AU、UA CG、GC 过程 DNA边解旋边以两 条链为模板,按碱 基互补配对原则, 合成两条子链,
16、子 链与对应母链螺旋 形成子代DNA DNA解旋,以其中一 条链为模板,按碱基 互补配对原则形成 mRNA(单链),mRNA 进入细胞质中与核糖 体结合 以mRNA为模 板合成具有一 定氨基酸序列 的多肽链 遗传信息 传递方向 DNADNADNARNARNA蛋白质 特点 边解旋边复制, 半保留复制 边解旋边转录,转录 结束后的DNA仍保留 原来的双链结构 mRNA分子可与多个核 糖体结合,同时进行多 条肽链的合成 产物 两个双链 DNA分子 RNA多肽或蛋白质 联系 题型一 题型一 DNA与与RNA的比较的比较 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,
17、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 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.DNA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
18、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 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。 归纳提升归纳提升 核酸种类的判断方法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:用放射性同位素标记T或U可判断DNA和 RNA的合
19、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 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和核糖体RNA三种,而翻
20、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 解析 图中为模板链,为编码链;表示RNA聚合酶,能与 DNA分子的启动部位结
21、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、转录和翻译的异同题型三 复制、转录和翻译的异同(加试加试) 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 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
22、的,转录是以DNA分子上的基因区段为模板进行的,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 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
23、叶绿体,A项错误; 密码子位于信使RNA上,反密码子在转运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 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
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