第四章基因的表达.doc

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1、第四章 基因的表达复习一、RNA的结构、种类和功能 磷酸基本单位:核糖核苷酸 含氮碱基：C G A U 结构 五碳糖：核糖 空间结构：一般是单链，不稳定，变异频率高 能通过mRNA，从细胞核转移到细胞质中。 RNA 信使RNA（mRNA）；翻译模板 种类及功能 转运RNA（tRNA）:搬运氨基酸 核糖RNA（rRNA）；核糖体的组成成分 少数RNA还有催化的功能二、遗传信息的转录和翻译I、基因概念（1）本质：基因是具有遗传效应的DNA片段（DNA上也存在一些没有遗传效应的片段）（2）与染色体的关系：基因存在于染色体上，呈直线排列，因此其载体是染色体 通过复制传递遗传信息（3）功能在后代个体发育

2、中，使遗传信息表达，从而后代表现出与亲代相应的性状II、遗传信息的转录；概念：RNA在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的。图示：1特点 (1)场所：主要是细胞核，还有线粒体、叶绿体。(2)模板：DNA（基因）的一条链(3)产物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）(4)原料：4种核糖核苷酸2过程(1)解旋：解旋酶解开。(2)配对：细胞中游离的4种核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。(3)连接：在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。(4)脱离：合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。III、遗传信息的翻译：概念：游离在细胞质中的氨基酸，以m

3、RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。图示：1特点：(1)场所：细胞质中的核糖体(2)模板：mRNA(3)原料：20中氨基酸(4)产物：具有一定氨基酸排列顺序的肽链。2密码子(1)位置：mRNA上。(2)实质：决定1个氨基酸的mRNA上3个相邻的碱基 (3)种类：64种，决定氨基酸的密码子有61种；终止密码子有3种，不决定氨基酸；起始密码子有2中，决定氨基酸，为甲硫氨酸和缬氨酸。3工具(1)装配机器：核糖体(2)搬运工(翻译者)：转运RNA，每种tRNA只能转运并识别一种氨基酸，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，称为反密码子。（3）tRNA结构：三叶草状，有四臂和四环。

4、种类：61种。单链结构，但有配对区域，不能出现T碱基。IV基因的基本功能(1)遗传信息的传递：发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。 亲代遗传信息 子代遗传信息 mRNA 蛋白质 (子代性状) |生殖过程| 个体发育|特别提醒：一种氨基酸可有一种或几种密码子决定，但一种密码子只能决定一种氨基酸；终止密码子不决定氨基酸。一种氨基酸可有一种或几种tRNA转运，但一种tRNA转运一种氨基酸。转运RNA的结构：4过程(1)mRNA与核糖体结合。(2)每个tR

5、NA的一端的3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，将氨基酸置于特定位置。(3)脱水缩合形成肽键，氨基酸连接形成肽链。(4)肽链盘曲折叠，形成成熟的蛋白质分子。特别提醒：（1）碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子，故AU，UA配对。（2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。（3）翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。（4）翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。知识点拨：一、DNA与RNA有什么 区别与联系?如何快速地判定出DNA与RNA?1DNA与RNA的区别与联系注意点：少数病毒内DNA为单链，少数病毒RNA为

6、双链。少数RNA具有催化功能，属于酶。2DNA与RNA判定方法 (1)若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为DNA；有核糖一定为RNA。 (2)若含“T”，一定为DNA或其单位；若含“U”，一定为RNA或其单位。因而用放射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA或RNA。若细胞中大量利用“T”，可认为进行DNA的复制；若大量利用“U”，可认为进行RNA的合成。 (3)若有T但TA或嘌呤嘧啶，则为单链DNA，因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。(4)若发现嘌呤嘧啶，则肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。二、DNA复制、转录、翻译有什么不同?功能区别项目遗

7、传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译时间有丝分裂间期，减数第一次分裂间期生长发育的连续过程中场所主要在细胞核中，少部分在线粒体、叶绿体中细胞核核糖体原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶、ATP酶、ATP酶、ATP、tRNA模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA过程DNA解旋，分别以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与模板链螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA，进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，合成具一定氨基酸序列的多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中与非模板链重新组成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制

8、，半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链产物两个双链DNA分子mRNA蛋白质(多肽链)信息传递方向亲代DNA子代DNADNAmRNAmRNA蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息使生物体表现出各种遗传性状三、mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。方向：从左向右（见上图），判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步的加工。提醒：图示中4个核糖体合成的

9、4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成了4条不同的肽链。三、如何进行基因表达过程中的计算? 1、转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=6：3：1。参考图解如下：有关计算的关系式可总结为：蛋白质中氨基酸的数目=参加转移的tRNA数目=1/3mRNA的碱基数目=1/6基因中的碱基数。 以上比例关系都是最大值，原因如下：(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。(2)在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。(3)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上

10、碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。2、转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录形成的mRNA中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或C+G)相等。3、蛋白质的有关计算：脱水数肽键数氨基酸数肽链数水解需水数蛋白质相对分子质量各氨基酸平均相对分子质量氨基酸数18脱水数若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量=n/6*a-18（n/6-m）,若改为n个碱基对，则公式为n/3*a-18（n/3-m）例题精讲： 对下图的说法，不正确的是表示DNA复制过程 一定

11、需要逆转录酶 共有5种碱基 共有6种核苷酸遵循碱基互补配对原则 A均代表同一种核苷酸A B C D【思路点拨】由题干可以获取的主要信息有：此过程为以DNA的一条链为模板合成RNA的过程；DNA单链片段中有A、T、G三种碱基，RNA单链片段中有A、U、C三种碱基；DNA上的碱基与RNA上的碱基配对关系为AU、TA、GC。解答本题首先要读懂图解，结合DNA和RNA的组成特点及区别，然后逐项判断，作出选择。【个性分析】选C。逐项分析如下：选项内容指向联系分析 以DNA的一条链为模板合成RNA的过程为转录，而不是复制转录过程不需要逆转录酶，需要RNA聚合酶等图中共涉及A、T、G、U、C 5种碱基 图中

12、共有A、T、G三种脱氧核苷酸，A、U、C三种核糖核苷酸转录过程遵循碱基互补配对原则在DNA中A代表腺嘌呤脱氧核苷酸，在RNA中A代表腺嘌呤核糖核苷酸四、对密码子表的认识（1）密码子总数：61+3=64种（其中61种密码子是对应氨基酸和起始；另有3个不对应氨基酸，只对应终止密码子）（2）密码子与氨基酸的对应关系：61201种密码子对应1种氨基酸；1种氨基酸对应16种密码子。（3）密码子在生物界基本是是通用的。这也是生物彼此间存在亲缘关系的证据之一五、转录、翻译过程中碱基互补配对关系 DNA ACG GAT CTT TGC CTA GAAmRNA(密码子) UGC CUA GAA反密码子 ACG

13、GAU CUU 氨基酸 半胱氨酸 亮氨酸 谷氨酸提醒：（1）决定氨基酸的3个碱基应为mRNA上的密码子，查密码子表以此为依据。（2）数密码子个数的规则：从左向右；每相邻的3个碱基构成1个密码子；不能重叠数，即第二个密码子必须为第4-6个碱基。（3）实例：图示mRNA中包含3个遗传密码子，分别为U A G、C U A、G A A | | | | | | | | | U A G C U A G A A六、中心法则的提出及发展1、完善的中心法则内容：2、提出人：克里克。3、最初提出的内容包括DNA复制、转录和翻译，补充完善内容为RNA的复制和逆转录。4、RNA的自我复制和逆转录只发生在RNA病毒在宿

14、主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与，高等动植物体内只能发生另外3条途径。七、基因、染色体、蛋白质与性状的关系 基因酶代谢性状1、单基因对性状的控制基因蛋白质的结构性状连一连：白化病镰刀型细胞贫血症圆粒和皱粒豌豆 a通过控制蛋白质的结构直接控制性状囊性纤维病苯丙酮尿症西瓜瓤颜色 b通过控制酶的合成来控制代谢果蝇的红眼和白眼2基因、染色体、蛋白质、性状的关系3基因对性状控制的几种方式4基因与性状的数量对应关系（1）基因多效性：同一个基因会影响多个性状，如控制豌豆粒形的基因也决定其甜度；（2）多基因效应：多个基因控制和表达同一性状，如玉米叶绿素合成与50个基因有关；（3）基因的特

15、异性；许多基因只控制一种性状的表达，并且不受其他基因的干扰。总之，基因与性状并非简单的线性关系。回扣教材1. 教材63页图4-4转录过程图解；2. 教材65页学会使用密码子表并关注特殊密码子及与氨基酸的关系。3. 教材66页图4-6蛋白质合成示意图。4. 教材67页图示及左边小字部分。5. 教材71页技能训练。6. 经典好题：教材67页中二拓展题；教材77页一中识图作答题和教材78页四中1题。检测落实1、下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答：(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为 ，图中的结构名称是 。(2)决定的密码子是 ，连接与的化学键称为 。(3)在物质合成

16、过程中，与其DNA模板链上碱基A相配对的碱基是 。(4) 按从左到右的顺序写出所对应的DNA模板链上的碱基排列顺序_。 (5)在丝腺细胞中，与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是 。该过程不可能发生在 （ ）A 神经细胞 B 肝细胞C 成熟的红细胞 D 脂肪细胞1、 翻译 核糖体 UCU 肽键 U ACCAGATTTGGC 内质网和高尔基体 C2、中国青年科学家陈大炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答：（1）人的基因之所以能接到植物体内去，原因是_。（2）烟草有抗病毒能力，这表现烟草体内产生了_，这个事实说明，人和植物共同有一套_，蛋白质

17、的合成方式_。2、人与植物D分子结构和和化学组成相同 抗病毒干扰素遗传密码相同3、如图所示DNA(基因)控制蛋白质合成的过程，分析回答： （1）图中标出的碱基符号，包括了_种核苷酸。 （2）DNA双链中，_链为转录链；遗传信息存在于_链上，密码子存在于_链上(只写标号)。（3）如合成胰岛素，共含有51个氨基酸，控制合成的基因上，至少含有_个脱氧核苷酸。3、 8 3064（12分）图示为真核生物DNA分子控制蛋白质合成过程中的某一阶段，请据图回答： （1）该图所示DNA分子正在进行 过程，此过程所需要的条件是 、原料、能量和酶。（2）图中是以 为原料，按照 原则合成的。合成后的mRNA进入细胞质，与 结合， 继续进行合成蛋白质的 过程。4（12分，每空1分）（1）转录 模板（此空填DNA不给分） （2）核糖核苷酸（四种） 碱基互补配对 核糖体 翻译 9