一輪復(fù)習(xí)基因的表達(dá)

基因的表達(dá)復(fù)習(xí)課標(biāo)．概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯（1）能說明遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過程。（2）能說明基因控制蛋白質(zhì)合成的過程。（3）能說明遺傳密碼的特點?？季V（1）基因的的概念Ⅱ（2）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯Ⅱ（3）基因與性狀的關(guān)系Ⅱ一、基因控制蛋白質(zhì)的合成的過程㈠RNA的種類及功能主要存在于

中。主要存在于

的

中.在

DNA的生物體內(nèi)是遺傳物質(zhì)，在有DNA的生物體內(nèi)輔助DNA完成遺傳功能是主要的

，攜帶

。通常只有

種分為

、

和

三種.通常為

.通常為

.㈡DNA與RNA的比較比較項目DNARNA化學(xué)組成基本單位五碳糖堿基無機(jī)酸結(jié)構(gòu)分類功能存在4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸脫氧核糖核糖A、T

、C、GA、U、C、G磷酸磷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)一mRNAtRNArRNA遺傳物質(zhì)遺傳信息細(xì)胞核染色體細(xì)胞質(zhì)無㈢遺傳信息的轉(zhuǎn)錄⑴、轉(zhuǎn)錄概念：

.⑵、時間。⑶、場所:

。⑷、模板:

。⑸、原料:

。⑹、酶:

。⑺、產(chǎn)物:

。⑻、特點:

。細(xì)胞核DNA的一條鏈四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要RNA聚合酶單鏈的RNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄個體發(fā)育的各個階段在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成RNA的過程。⑼、原則:

。堿基互補(bǔ)配對原則:A=U，T=AC=GG=C⑽、能量：。細(xì)胞呼吸氧化分解有機(jī)物釋放能量形成的ATP⑾遺傳信息傳遞：。DNA傳遞給RNA⑿、模板去路：。與DNA模板對應(yīng)鏈恢復(fù)雙螺旋DNA⒀、雙鏈DNA分子中，配對的兩個堿基之和在各單鏈中的比例與總鏈的比例及mRNA的比例相等。。即：(A+T)α%=(A+T)β%=(A+T)總%=(A+U)mRNA%；(G+C)α%=(G+C)β%=(G+C)總%=(G+C)mRNA%⑹、酶:

。⑴、翻譯概念：⑵、時間。⑶、場所:

。⑷、模板:

。⑸、原料:

。⑺、產(chǎn)物:

。⑻、原則:

。⑼、能量：。⑽遺傳信息傳遞：。⑾、模板去路：。在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上,以mRNA為模板,以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為運(yùn)載工具，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程個體發(fā)育的各個階段細(xì)胞質(zhì)的核糖體以信使RNA為模板20種氨基酸特定的多種酶特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)mRNA與tRNA配對,A=U，U=AC=GG=C細(xì)胞呼吸氧化分解有機(jī)物釋放能量形成的ATPRNA傳遞給蛋白質(zhì)多肽分解成四種核糖核苷酸㈣遺傳信息的翻譯⑿、

上核糖核苷酸（堿基）的排列順序叫。mRNA遺傳密碼⒀、過程：。⒁mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系①數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體。②目的、意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。③方向：從左向右(見上圖),判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短,長的翻譯在前。④結(jié)果：合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。4個核糖體合成的4條多肽鏈因為模板mRNA相同,所以合成了4條相同的肽鏈,而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成,也不是合成出4條不同的肽鏈。與轉(zhuǎn)錄、翻譯有關(guān)的特別提醒（12個注意點）⑴轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有三種RNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，并且三種RNA都參與翻譯過程，只是分工不同。⑵密碼子的專一性和簡并性保證翻譯的準(zhǔn)確性和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及遺傳性狀的穩(wěn)定性。⑶翻譯進(jìn)程中核糖體沿著mRNA移動，讀取下一個密碼子，但mRNA不移動。以一個密碼子(3個堿基)位置為單位移動⑷遺傳信息、密碼子、反密碼子的對應(yīng)關(guān)系如下⑸轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶識別基因上的啟動子，沿著DNA模板鏈移動，邊解旋邊轉(zhuǎn)錄。⑹mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基稱為一個密碼子。由于密碼子的簡并性，不同的密碼子可能決定相同的氨基酸.⑺轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA，故與DNA中起點結(jié)合的酶是RNA聚合酶；一個細(xì)胞周期中，核DNA只復(fù)制一次，而基因可進(jìn)行多次表達(dá)。⑻反密碼子存在于tRNA上；AUG是起始密碼，新合成的多肽鏈?zhǔn)锥藨?yīng)是甲硫氨酸，但新生肽鏈經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工后，甲硫氨酸被切除。

⑼堿基配對雙方是mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子,故A—U,U—A配對,不能出現(xiàn)T。⑽翻譯起點：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。翻譯終點：識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。⑾解答蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算時，應(yīng)看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)還是種類。⑿tRNA有很多堿基，不只是3個，只是構(gòu)成反密碼子部分的是3個。二、基因、性狀的概念及關(guān)系控制基因性狀等位基因顯性基因隱性基因控制顯性性狀控制隱性性狀相對性狀基因型表現(xiàn)型等位基因分離導(dǎo)致性狀分離+環(huán)境實例一：豌豆的圓粒與皺粒㈠、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系實例編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）

DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成為淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）實例二：人的白化病遺傳控制酶形成的基因異常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病表現(xiàn)正常結(jié)論2：基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控控制生物體的性狀基因?qū)π誀羁刂频姆绞娇刂蒲t蛋白形成的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞呈鐮刀狀紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧血實例三鐮刀型細(xì)胞貧血癥

mＲＮＡ氨基酸結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)正常異常纈氨酸谷氨酸ＤＮＡＧＡＡＣＴＴＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突變ＧＵＡCFTR基因缺失了3個堿基結(jié)構(gòu)蛋白(CFTR蛋白)異常，導(dǎo)致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染

基因通過控制

直接控制生物體的性狀結(jié)論2：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)實例四---囊性纖維病基因結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀酶或激素細(xì)胞代謝生物性狀蛋白質(zhì)直接作用間接作用總之：a.生物性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)b.蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制所以：生物的性狀是由基因控制的

人的身高可能是由多個基因決定的。后天營養(yǎng)和鍛煉也很重要。㈢生物體性狀的多基因因素

基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。㈣基因與性狀的三種對應(yīng)關(guān)系：其中最常見的是：______(即一個基因___________性狀)。一對一只決定一種(1)不同生物的中心法則是不同的，但凡是有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，不論是真核生物還是原核生物，其遺傳信息流動的方向是相同的。(2)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只會出現(xiàn)在RNA病毒繁殖后代過程中特別提醒基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系?；蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。由于基因中有的片段不轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子等原因，所以基因中堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍多(6∶3∶1的計算方法應(yīng)注意前提條件)?；蚋拍钪械摹斑z傳效應(yīng)”是指控制生物的性狀,而基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的；組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,基因不能只決定一種氨基酸的位置,而是決定組成蛋白質(zhì)的所有氨基酸的位置。對于真核細(xì)胞來說，染色體是基因的主要載體，線粒體和葉綠體也是基因的載體；對于原核細(xì)胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。特別提醒(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)胞增殖或產(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)生在個體發(fā)育的過程中。(3)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補(bǔ)充和完善。(4)進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的過程——上述五個都有；進(jìn)行互補(bǔ)配對的場所有四個，即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。(5)需要解旋酶的過程：DNA復(fù)制(兩條鏈都作為模板)和轉(zhuǎn)錄(DNA的一條鏈作為模板)。(6)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。⑺高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑,但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同,如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有；但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑,只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。⑻RNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過程中，而且逆轉(zhuǎn)錄過程必須有逆轉(zhuǎn)錄酶的參與.⑼DNA復(fù)制過程，堿基互補(bǔ)配對方式為A—T、G—C轉(zhuǎn)錄，堿基互補(bǔ)配對方式為A—U、G—C、T—A；⑽轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，還可發(fā)生在葉綠體和線粒體中;翻譯主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上；⑾DNA復(fù)制過程需要解旋酶和DNA聚合酶;轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶；根據(jù)肽鏈的長度判斷，核糖體移動的方向是從左向右。⑿有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其遺傳信息存在于RNA中；凡是有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)都是DNA，逆轉(zhuǎn)錄過程只存在于少數(shù)以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒內(nèi)。⒀核糖體上合成的只是肽鏈，肽鏈還要在相應(yīng)的細(xì)胞器(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體)內(nèi)加工，才成為具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。⒁中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能①對遺傳信息的傳遞功能通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中。②對遺傳信息的表達(dá)功能通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，高度分化的細(xì)胞中不再發(fā)生。只要是活細(xì)胞(哺乳動物成熟紅細(xì)胞等無核細(xì)胞除外)均可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。(1)寫出細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則四、中心法則的提出及其發(fā)展1、1957年克里克提出中心法則：2、利用流程圖分類剖析中心法則(2)寫出煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則(3)寫出HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則遺傳信息由

傳遞到

,然后由

決定

的特異性。DNARNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄DNA蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制2、含義he內(nèi)容(4)所有生物的中心法則3、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄概念時間在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上,以mRNA為模板,以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為運(yùn)載工具，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成RNA的過程。在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的兩條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成DNA的過程。以RNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成DNA的過程。以RNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成RNA的過程。個體發(fā)育的各個階段個體發(fā)育的各個階段有絲分裂和減數(shù)分裂間期侵染宿主細(xì)胞增殖時侵染宿主細(xì)胞增殖時DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄場所原料模板能量細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈信使RNA為模板四種核糖核苷酸20種氨基酸細(xì)胞核宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞四種核糖核苷酸四種脫氧核糖核苷酸四種脫氧核糖核苷酸DNA的兩條鏈RNA單鏈RNA單鏈細(xì)胞氧化分解有機(jī)物形成的ATP細(xì)胞氧化分解有機(jī)物形成的ATP細(xì)胞氧化分解有機(jī)物形成的ATP宿主細(xì)胞氧化分解有機(jī)物形成的ATP宿主細(xì)胞氧化分解有機(jī)物形成的ATPDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄酶原則特點過程逆轉(zhuǎn)錄酶RNA聚合酶DNA的一條鏈與mRNA配對mRNA與tRNA配對RNA單鏈與DNA單鏈配對RNA單鏈與RNA單鏈配對DNA的兩條鏈與DNA子鏈配對解旋酶

DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶…A-G-C–T……T-C–G-A……A-G-C–T……U-C–G-A…A-G-C–U…U-C–G-A…A-G-C–U…U-C–G-A…A-G-C–U…T-C–G-A…半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊復(fù)制解旋形成子鏈形成子代DNA分子解旋形成RNA子鏈形成子代RNA分子起始肽鏈延長終止形成DNA分子形成子鏈形成RNA子鏈形成子代RNA分子基因通過DNA控制蛋白質(zhì)的合成從而控制生物的性狀，使遺傳信息得以表達(dá)，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物生物遺傳信息傳遞結(jié)果意義單鏈的信使RNA特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)單鏈DNA單鏈RNA子代DNA所有的細(xì)胞生物動物植物細(xì)菌真菌噬菌體等所有生物動物植物細(xì)菌真菌噬菌體等所有的細(xì)胞生物動物植物細(xì)菌真菌噬菌體等RNA病毒如愛滋病毒流感病毒煙草花葉病毒等肉瘤RNA病毒流、HIV病毒等親代DNA分子→子代DNADNA分子一條鏈→子代mRNAmRNA分子→蛋白質(zhì)親代RNA分子→子代RNARNA分子→子代DNA一個親代DNA分子→兩個子代DNA一個RNA分子蛋白質(zhì)多肽鏈子代RNA一個DNA分子通過復(fù)制使親代的遺傳信息傳遞給子代，從而使前后代保持了一定的連續(xù)性。病毒增殖病毒增殖遺傳信息啟動子終止子遺傳密碼起始密碼終止密碼反密碼子概念分布位置組成種類功能聯(lián)系三、遺傳信息、啟動子、終止子、密碼子、起始密碼、終止密碼與反密碼子比較DNA上堿基的排列順序基因許多堿基對組成具多樣性決定氨基酸排列順序基因起始端堿基序列基因起始端少數(shù)堿基對較少決定轉(zhuǎn)錄開始基因末端堿基序列基因的末端少數(shù)堿基對較少終止轉(zhuǎn)錄mRNA上的堿基序列mRNA三個堿基64直接決定氨基酸排列決定翻譯開始的三個堿基mRNA起始三個堿基2個決定翻譯開始終止肽鏈延長的三個堿基mRNA末端三個堿基3個終止翻譯tRNA一端的三個堿基序列tRNA一端三個堿基61運(yùn)輸氨基酸到核糖體和mRNA配對決定氨基酸的種類排列順序(1)遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，通過轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上。(2)mRNA的密碼子直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到識別密碼子的作用。轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNA蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄親代DNA的脫氧核苷酸序列和子代脫氧核苷酸序列相同核苷酸排列序列親代DNA攜帶的遺傳信息和子代DNA遺傳信息相同遺傳密碼氨基酸序列4、中心法則中DNA、RNA和蛋白質(zhì)的關(guān)系決定決定決定決定決定在細(xì)胞核中進(jìn)行在細(xì)胞質(zhì)核糖體上中進(jìn)行5、六類酶—解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶、RNA聚合酶斷開或形成的鍵作用的底物參與的過程作用場所作用結(jié)果解旋酶DNA聚合酶限制酶DNA連接酶RNA聚合酶逆轉(zhuǎn)錄酶耐高溫DNA聚合酶氫鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵磷酸二酯鍵DNA分子脫氧核苷酸DNA分子DNA片段核糖核苷