高考生物第一輪復(fù)習(xí)知識(shí)拓展 4.36基因?qū)π誀畹目刂普n件 浙科版必修2.ppt

第三十六課時(shí)基因?qū)π誀畹目刂?考點(diǎn)一中心法則的提出及其發(fā)展 基礎(chǔ)知識(shí)整合 1 中心法則的提出 1 提出人 2 內(nèi)容 克里克 2 發(fā)展 1 1965年 科學(xué)家在某種rna病毒中發(fā)現(xiàn)了一種rna復(fù)制酶 可使遺傳信息由rna流向 2 1970年 科學(xué)家在致癌rna病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶 能使遺傳信息由rna流向 3 完善后的中心法則內(nèi)容 rna dna 知識(shí)拓展 中心法則的理解分析1 內(nèi)容圖解 圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個(gè)過程 1 以dna為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞 2 以rna為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞 3 說明 逆轉(zhuǎn)錄需逆轉(zhuǎn)錄酶 該酶在基因工程中很重要 能以已知的mrna為模板 催化合成目的基因 中心法則的5個(gè)過程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 2 中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系 1 dna的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能 發(fā)生在細(xì)胞增殖和產(chǎn)生子代的生殖過程中 2 dna的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能 發(fā)生在個(gè)體的發(fā)育過程中 3 dna復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞分裂間期 而在高度分化的細(xì)胞 不具分裂能力的細(xì)胞 中不再發(fā)生 而轉(zhuǎn)錄和翻譯無論細(xì)胞能否分裂 只要是活的細(xì)胞均可能進(jìn)行 哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外 4 trna rrna mrna均是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 在翻譯過程中一起發(fā)揮作用 典例精析 例1 請(qǐng)回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞的問題 1 為研究某病毒的致病過程 在實(shí)驗(yàn)室中做了如圖所示的模擬實(shí)驗(yàn) 從病毒中分離得到物質(zhì)a 已知a是單鏈的生物大分子 其部分堿基序列為 gaacauguu 將物質(zhì)a加入試管甲中 反應(yīng)后得到產(chǎn)物x 經(jīng)測(cè)定產(chǎn)物x的部分堿基序列是 cttgtacaa 則試管甲模擬的是過程 將提純的產(chǎn)物x加入試管乙 反應(yīng)后得到產(chǎn)物y 產(chǎn)物y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子 則產(chǎn)物y是 試管乙模擬的是過程 將提純的產(chǎn)物y加入試管丙中 反應(yīng)后得到產(chǎn)物z 產(chǎn)物z是組成該病毒外殼的化合物 則產(chǎn)物z是 逆轉(zhuǎn)錄 mrna 轉(zhuǎn)錄 蛋白質(zhì) 或多肽 2 若該病毒感染了小鼠上皮細(xì)胞 則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自 而決定該化合物合成的遺傳信息來自 若該病毒除感染小鼠外 還能感染其他哺乳動(dòng)物 則說明生物共用一套 該病毒遺傳信息的傳遞過程為 小鼠上皮細(xì)胞 病毒rna rna dna mrna 蛋白質(zhì) 密碼子 考查類型 本題考查中心法則的相關(guān)知識(shí) 解析 由題干可獲取的主要信息有 物質(zhì)a是單鏈且含堿基u 產(chǎn)物x有堿基t 產(chǎn)物y能與核糖體結(jié)合 產(chǎn)物z是病毒外殼的組成成分 解答本題可先讀懂題圖含義及a x y z的特征并結(jié)合中心法則內(nèi)容 作出解答 1 甲管中物質(zhì)a含有u且是單鏈 故為單鏈rna 產(chǎn)物x的堿基中有t 故x為dna 此過程模擬的是逆轉(zhuǎn)錄 乙管中模板是x物質(zhì)即dna 產(chǎn)物是y y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子 故y是mrna 此過程模擬的是轉(zhuǎn)錄 丙管中產(chǎn)物y為模板 反應(yīng)后得到產(chǎn)物z z是病毒外殼的組成成分 故z是蛋白質(zhì) 此過程模擬的是翻譯 2 合成病毒外殼蛋白質(zhì)的原料來自寄主細(xì)胞 即小鼠上皮細(xì)胞 遺傳信息來自病毒rna 若該病毒能感染多種哺乳動(dòng)物 說明所有生物共用一套密碼子 由以上幾點(diǎn)可以歸納總結(jié)出病毒的遺傳信息的傳遞過程 rna dna mrna 蛋白質(zhì) 方法歸納 要理解掌握中心法則的dna復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 rna自我復(fù)制及逆轉(zhuǎn)錄等過程 考點(diǎn)二基因 蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 基礎(chǔ)知識(shí)整合 1 基因?qū)π誀畹拈g接控制 1 機(jī)理 基因通過控制來控制代謝過程 進(jìn)而控制生物體性狀 2 實(shí)例 白化病是由于控制的基因異常引起的 2 基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?1 機(jī)理 基因通過控制直接控制生物體的性狀 2 實(shí)例 囊性纖維病是由于編碼一個(gè) cftr蛋白 的基因缺失3個(gè)堿基引起的 酶的合成 酪氨酸酶 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 跨膜蛋白 3 基因與性狀的關(guān)系 1 基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的關(guān)系 如人的身高可能是由決定的 后天的等也有重要作用 2 生物體性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)基因與 基因與 基因與之間存在著復(fù)雜的相互作用 精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀 即表現(xiàn)型 性狀 線性 多個(gè)基因 營(yíng)養(yǎng)和體育鍛煉 基因 基因產(chǎn)物 環(huán)境 基因型 環(huán)境 知識(shí)拓展 一 基因?qū)π誀畹目刂品绞交蚩刂菩誀钚杞?jīng)過一系列步驟 基因控制性狀有如下兩種方式 1 直接途徑 基因結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀 如鐮刀型細(xì)胞貧血癥 囊性纖維病的病因 2 間接途徑 基因酶或激素細(xì)胞代謝生物性狀 如白化病 豌豆的粒形 二 細(xì)胞質(zhì)基因與細(xì)胞核基因的比較 典例精析 例2 下圖為脈胞霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖 從圖中不可得出 a 精氨酸的合成是由多對(duì)基因共同控制的b 基因可通過控制酶的合成來控制代謝c 若基因 不表達(dá) 則基因 和 也不表達(dá)d 若產(chǎn)生鳥氨酸依賴突變型脈胞霉 則可能是基因 發(fā)生突變 c 考查類型 本題考查基因?qū)π誀畹目刂?解析 由題干示意圖可獲取的信息是精氨酸的合成需要酶 的參與 它們分別受基因 控制 基因 是通過控制酶 的合成來控制精氨酸合成的代謝過程 基因具有一定的獨(dú)立性 當(dāng)基因 不表達(dá)時(shí) 基因 和 仍可表達(dá) 鳥氨酸依賴突變型脈胞霉不能合成鳥氨酸 可能是基因 發(fā)生了突變 導(dǎo)致酶 無法合成 方法歸納 解答本題首先應(yīng)明確基因的特點(diǎn)及作用 然后再逐個(gè)選項(xiàng)分析 課時(shí)練習(xí)三十七 一 選擇題 每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng) 1 遺傳的 中心法則 是指 a 遺傳信息的表達(dá)過程b 遺傳信息的解讀過程c 遺傳信息的遺傳規(guī)律d 遺傳信息傳遞途徑 d 2 黃曲霉毒素是主要由黃曲霉菌產(chǎn)生的可致癌毒素 其生物合成受多個(gè)基因控制 也受溫度 ph等因素影響 下列選項(xiàng)正確的是 a 環(huán)境因子不影響生物體的表現(xiàn)型b 不產(chǎn)生黃曲霉毒素菌株的基因型都相同c 黃曲霉毒素致癌是表現(xiàn)型d 黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素是表現(xiàn)型 d 解析 本題考查學(xué)生的理解能力和獲取信息的能力 依據(jù)題干 黃曲霉毒素是主要由黃曲霉菌產(chǎn)生的可致癌毒素 其生物合成受多個(gè)基因控制 也受溫度 ph等因素影響 可知 a項(xiàng)是錯(cuò)誤的 由于這一性狀是多基因控制的 所以不產(chǎn)生黃曲霉毒素菌株的基因型不相同 依據(jù)表現(xiàn)型的概念 可知黃曲霉毒素致癌不屬于表現(xiàn)型 但黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素是表現(xiàn)型 3 有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述 不正確的是 a 終止密碼子不編碼氨基酸b 每種trna只轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸c trna的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息d 核糖體可在mrna上移動(dòng) c 解析 因?yàn)闆]有相應(yīng)的trna與終止密碼子配對(duì) 因此不能編碼氨基酸 每種trna只轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 但一種氨基酸可由多種trna轉(zhuǎn)運(yùn) 遺傳密碼的簡(jiǎn)并性 攜帶遺傳信息的是dna 4 有關(guān)基因與酶關(guān)系的敘述正確的是 a 每個(gè)基因都控制合成一種酶b 酶的遺傳信息編碼并貯存在轉(zhuǎn)運(yùn)rna的堿基序列中c 基因的轉(zhuǎn)錄 翻譯都需要酶d 同一生物體不同細(xì)胞的基因和酶是相同的 c 5 科學(xué)家通過對(duì)前列腺癌細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn) 綠茶中的多酚可減少bcl xl蛋白 而這種蛋白有抑制癌細(xì)胞凋亡的作用 這表明綠茶具有抗癌作用的根本原因是由于綠茶細(xì)胞中具有 a 多酚b 多酚酶基因c bcl xl蛋白d bcl xl蛋白酶 b 6 下列為兩種不同的mrna分子和兩種以它們?yōu)槟０搴铣傻牡鞍踪|(zhì)分子 在每一種蛋白質(zhì)分子中可能存在氨基酸的種數(shù)為 c 解析 蛋白質(zhì)p對(duì)應(yīng)的mrna只有兩種密碼子 aga gag 所以存在的氨基酸種類數(shù)為2 蛋白質(zhì)q對(duì)應(yīng)的mrna有四種密碼子 aau caa uca auc 所以存在的氨基酸種類數(shù)為4 7 鏈霉素和青霉素可以使核糖體與單鏈dna結(jié)合 這一單鏈dna就可以代替mrna翻譯成多肽 這說明 a 遺傳信息可由rna流向dnab 遺傳信息可由蛋白質(zhì)流向dnac 遺傳信息可由dna流向蛋白質(zhì)d 遺傳信息可由rna流向蛋白質(zhì) c 8 某科學(xué)家用放射性同位素15n標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸 t 和用32p標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸 u 培養(yǎng)蠶豆 觀察根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂 已知蠶豆細(xì)胞有絲分裂周期是20個(gè)小時(shí) 下圖為根據(jù)這兩種核苷酸被利用的情況繪制的曲線 下列對(duì)此結(jié)果的分析中 你認(rèn)為不正確的是 c a 15n利用量大 說明細(xì)胞中正在進(jìn)行dna復(fù)制 32p利用量大說明細(xì)胞主要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄b 細(xì)胞中32p利用量增大說明細(xì)胞在此時(shí)間內(nèi)可能進(jìn)行著大量蛋白質(zhì)的合成c 15n利用量大 說明細(xì)胞內(nèi)此時(shí)進(jìn)行的主要是轉(zhuǎn)錄和翻譯過程d 32p利用量增大 說明細(xì)胞中此時(shí)進(jìn)行的主要是轉(zhuǎn)錄和翻譯過程 9 下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述 錯(cuò)誤的是 a 線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則b dna中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mrna的c dna中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序d dna病毒中沒有rna 其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則 d 解析 dna病毒中雖然沒有rna 但它可以在宿主細(xì)胞內(nèi)利用宿主的原料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯 其遺傳信息的傳遞同樣遵循中心法則 10 大量事實(shí)表明 在蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中 常有較大和較多的核仁 根據(jù)這一事實(shí)可以推測(cè) a 細(xì)胞中的蛋白質(zhì)主要是由核仁合成的b 核仁可能與組成核糖體的物質(zhì)的合成有關(guān)c 無核仁的細(xì)胞往往不能合成蛋白質(zhì)d dna的轉(zhuǎn)錄和翻譯通常發(fā)生在核仁中 b 11 據(jù)研究發(fā)現(xiàn) 紅霉素等抗生素能抑制細(xì)菌生長(zhǎng) 原因是有的抗生素能干擾細(xì)菌核糖體的形成 有的能阻止mrna與trna的結(jié)合 以上事實(shí)不能說明 a 有的抗生素能抑制蛋白質(zhì)的合成b 有的抗生素能阻止翻譯過程c 有的抗生素能阻止轉(zhuǎn)錄過程d a b c c 12 有一多肽 分子式為c55h70o19n10 將它徹底水解后 只得到下列4種氨基酸 則控制該多肽形成的基因中至少含有的堿基對(duì)有 a 10對(duì)b 30對(duì)c 60對(duì)d 20對(duì) b 解析 組成該多肽的4種氨基酸中均只含一個(gè)氮原子 故由分子式c55h70o19n10 可知該多肽由10個(gè)氨基酸縮合而成 因此控制其形成的基因中至少含堿基對(duì)10 3 30對(duì) 13 根據(jù)下圖回答下列問題 1 a e結(jié)構(gòu)的名稱分別是 abcde 肽鍵 氨基酸 轉(zhuǎn)運(yùn)rna mrna 核糖體 二 非選擇題 2 上圖表示蛋白質(zhì)合成的過程 是在內(nèi)進(jìn)行的 3 由圖中的mrna鏈可知dna分子模板鏈上對(duì)應(yīng)的堿基序列為 4 圖中所合成的蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序是由mrna上的排列順序決定的 而mrna上的這種排列順序是由基因的排列順序決定的 翻譯 細(xì)胞質(zhì)中的核糖體 acccgatttggc 堿基 堿基 14 下圖是大白鼠細(xì)胞內(nèi)某生理過程示意圖 下表是其曲細(xì)精管細(xì)胞中存在的兩種水通道蛋白aqp7和aqp8的部分比較 請(qǐng)分析回答下列問題 1 圖示的生理過程是 在大白鼠細(xì)胞中可進(jìn)行該生理過程的結(jié)構(gòu)有 在圖中方框內(nèi)用 或 標(biāo)出該過程進(jìn)行的方向 2 丁的名稱是 它與乙有何不同 3 圖中甲的名稱為 其基本單位是 轉(zhuǎn)錄 細(xì)胞核 線粒體 胞嘧啶核糖核苷酸 乙是胞嘧啶脫氧核苷酸 組成乙的化學(xué)基團(tuán)之一為脫氧核糖 組成丁的為核糖 rna聚合酶 氨基酸 4 從aqp7和aqp8在睪丸中的表達(dá)來看 細(xì)胞分化的原因之一是的結(jié)果 5 控制aqp7的基因中堿基的數(shù)目至少為個(gè) 不考慮終止子 6 在aqp7和aqp8合成過程中 與核糖體結(jié)合的mrna堿基數(shù)目相同 但aqp7和aqp8所含氨基酸數(shù)目不同 原因是 不考慮起始密碼和終止密碼所引起的差異 7 大白鼠汞中毒后 對(duì)初級(jí)精母細(xì)胞和精子的影響 哪一個(gè)更大些 基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá) 3000 翻譯后的肽鏈進(jìn)行了不同的加工 分別切除了不同數(shù)量的氨基酸 初級(jí)精母細(xì)胞 解析 1 圖示的生理過程表示dna的轉(zhuǎn)錄 動(dòng)物細(xì)胞中能進(jìn)行dna轉(zhuǎn)錄的結(jié)構(gòu)必定含有dna 即細(xì)胞核或線粒體 rna聚合酶位于mrna的左端 rna聚合酶所在之處是mrna新合成的部分 由此可知轉(zhuǎn)錄是從右向左進(jìn)行 2 甲表示rna聚合酶 乙表示胞嘧啶脫氧核苷酸 丙表示mrna 丁表示胞嘧啶核糖核苷酸 3 rna聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) 所以它的基本組成單位是氨基酸 4 分析表格中 睪丸中表達(dá)情況 可知 初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過變化成為成熟的精子細(xì)胞 它們所含蛋白質(zhì)的種類有所不同 這是因?yàn)榫讣?xì)胞在形成精子過程中的不同階段合成不同的蛋白質(zhì) 也就是說控制不同蛋白質(zhì)合成的基因分別在不同時(shí)間進(jìn)行了表達(dá) 5 mrna含有1500個(gè)堿基 轉(zhuǎn)錄該mrna的基因片段至少有2 1500 3000個(gè)堿基 6 由題干中 與核糖體結(jié)合的信使rna 字眼可知 表格中所示的mrna已經(jīng)是成熟的mrna 所以不再考慮真核細(xì)胞基因內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄片段剪切的問題 因此可推測(cè)是在翻譯過程中或翻譯后出現(xiàn)了肽鏈中氨基酸的缺失或切除 7 從表格內(nèi)容可知初級(jí)精母細(xì)胞比精子對(duì)汞更敏感 可知小鼠汞中毒后對(duì)初級(jí)精母細(xì)胞的影響較大 15 觀察下面的有關(guān)生理過程示意圖及其他有關(guān)信息 回答問題 1 若以甲鏈為模板合成乙鏈 則該過程稱為 催化該過程的酶主要有 2 若甲鏈中的一段序列為 tacttcaaaccgcgt 由上表推測(cè)其編碼的氨基酸序列為 3 圖三為基因控制蛋白質(zhì)合成的示意圖 合成 2的直接模板是 場(chǎng)所是 轉(zhuǎn)錄 rna聚合酶等 甲硫氨酸 賴氨酸 苯丙氨酸 甘氨酸 丙氨酸 mrna 核糖體 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子遺傳病 其病因是 基因發(fā)生了突變 假設(shè)某人的一個(gè) 基因發(fā)生突變 不一定導(dǎo)致 肽鏈改變 基因發(fā)生突變 往往導(dǎo)致 肽鏈改變 根據(jù)上圖分析說明理由 分子病理學(xué)研究證實(shí) 人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥很多原因是由于 基因發(fā)生突變引起的 若已知正常血紅蛋白 鏈的氨基酸序列 能否推知正常 基因的堿基序列 為什么 因?yàn)?基因有兩個(gè) 如果一個(gè) 基因發(fā)生突變 則另一個(gè) 基因可以表達(dá)出原有的 肽鏈 基因只有一個(gè) 如果 基因發(fā)生突變 則往往不能表達(dá)出原有的 肽鏈 不能 有些氨基酸的密碼子不止一個(gè) 或遺傳密碼具簡(jiǎn)并性 4 若從細(xì)胞中提取dna或rna 通過基因工程的方法 轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞 轉(zhuǎn)入后 其對(duì)生物性狀的影響 dna比rna突出的優(yōu)勢(shì)是 5 種皮的顏色是由細(xì)胞中的色素決定的 已知該色素不是蛋白質(zhì) 那么基因控制種皮的顏色是通過控制來實(shí)現(xiàn)的 不僅能合成相應(yīng)的蛋白質(zhì) 而且能夠復(fù)制并傳給下一代 有關(guān)酶的合成來控制代謝 進(jìn)而控制性狀 16 法國科學(xué)家西諾西和蒙塔尼因發(fā)現(xiàn) 人類免疫缺陷病毒即hiv 而獲2008年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) hiv是 rna病毒 它以rna為模板合成單鏈dna 并在宿主細(xì)胞dna聚合酶作用下催化合成雙鏈dna 經(jīng)環(huán)化后進(jìn)入細(xì)胞核并整合到染色體上 病毒的核酸隨細(xì)胞的分裂而傳至子代細(xì)胞 可長(zhǎng)期潛伏 請(qǐng)分析回答下列問題 1 hiv識(shí)別并侵染宿主細(xì)胞時(shí) 與細(xì)胞膜上的有關(guān) 2 hiv的核酸的基本單位是 3 艾滋病可通過母嬰傳播 艾滋病是 可遺傳 不可遺傳 病 4 雙鏈dna經(jīng)環(huán)化后進(jìn)入細(xì)胞核并整合到染色體上所需的條件是 糖蛋白 核糖核苷酸 不可遺傳 限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶 atp等 5 sars病毒與hiv病毒雖然同是 rna病毒 但二者遺傳信息的傳遞及表達(dá)是不同的 sars病毒遺傳信息的傳遞及表達(dá)可以用下左圖表示 請(qǐng)結(jié)合所給信息繪出hiv病毒遺傳信息的傳遞及表達(dá)圖 dna 雙鏈dna mrna rna 基因表達(dá)與個(gè)體發(fā)育之間的關(guān)系1 個(gè)體發(fā)育是從受精卵的有絲分裂開始到性成熟個(gè)體形成的過程 在這一過程中 生物個(gè)體的各種性狀 或表現(xiàn)型 得以逐漸表現(xiàn) 個(gè)體發(fā)育過程是受遺傳物質(zhì)控制的 發(fā)育過程是細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 2 個(gè)體發(fā)育過程中由于體細(xì)胞均來自同一受精卵 因而所有體細(xì)胞含有相同的遺傳物質(zhì)或基因 但生物體不同部位的細(xì)胞表現(xiàn)出的性狀不