高二生物基因的表达人教版知识精讲.

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1、用心 爱心 专心高二生物高二生物基因的表达基因的表达人教版人教版【本讲教育信息本讲教育信息】一. 教学内容： 基因的表达二. 学习内容： 1. 基因的本质。 2. 基因如何控制蛋白质合成的。 3. 基因对性状的控制。基因是具有遗传效应的 DNA 片断，是决定生物性状的基本单位， 染色体是基因的载体，在染色体上，基因呈线性排列。基因控制蛋白质的合成，分为转录、 翻译两步，DNA、RNA、蛋白质间的关系总结为遗传中心法则。生物性状的表现过程遵循法 则，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，同时也通过控制蛋白质的分子结构直接影响 性状。三. 学习重点： 1. 染色体、DNA 和基因三者之间的关系 2.

2、 基因的本质、结构、基因的功能 3. 基因控制蛋白质的合成过程和原理 4. 基因对性状的控制原理四. 学习难点： 1. 基因的概念理解 2. 基因控制蛋白质的合成过程和原理 3. 中心法则内容，基因控制性状的原理五. 学习过程： 1. 基因基因是决定生物性状的基本单位 性状不同的基因控制不同的分子上有很多基因每个DNA（1）基因概念的提出：19 世纪 60 年代 孟德尔 遗传因子 逻辑推理产物 生物的性状由遗传因子控制 遗传因子在体细胞成对存在 配子中只有这一对遗传因子中的一个 配子结合后，合子遗传因子恢复成对20 世纪初 摩尔根 基因存在 果蝇实验证实 基因存在于染色体上，并且呈直线排列 染

3、色体是基因的载体 基因是染色体上的遗传单位 基因是遗传物质在上下代间传递的基本单位，是功能上的独立单位 基因是决定生物性状的基本单位蛋白质（组蛋白、非组蛋白）用心 爱心 专心染色体 DNA （一条分子，多个基因）20 世纪 50 年代 沃森等 DNA 结构 基因的化学组成 基因是具有遗传效应的 DNA 片断 基因是 DNA 上的脱氧核苷酸顺序（碱基排列顺序） 遗传信息来自碱基对的排列顺序 （2）基因的实质： 具有遗传效应的 DNA 分子片断 是 DNA 分子上具有特定功能的核苷酸序列 DNA 分子中有许多碱基序列不含遗传信息，具调节作用和稳定染色体作用 （3）基因的复制和表达 基因的表达：通过

4、 DNA 控制蛋白质的合成实现DNA蛋白质个体信息转换遗传信息 分子结构 表现性状 基因的复制：通过 DNA 的分子复制实现，将遗传信息传递给下一代 DNADNA 2. 基因控制蛋白质的合成 （1）场所DNA蛋白质媒介物质传递信息信使DNA（细胞核） （细胞质） 真核生物：转录在细胞核内完成、翻译在细胞质中完成 线粒体、叶绿体：各自相对有独立的遗传系统和蛋白质表达系统，转录和翻译在细胞 器内部完成 原核生物：基因的表达在细胞质中完成，转录和翻译同时进行 （2）过程转录： 场所：细胞核内 概念：以 DNA 为模板，按碱基互补配对原则，合成 RNA 的过程 条件： 模板DNA 单链 ：一条 DNA

5、 单链为模板（反义链） ，转录形成序列与其互补连相同 （有义链） 原料核糖核苷酸：四种核糖核苷三磷酸，原料在细胞质中合成，通过核孔运输到 细胞核中起作用 酶RNA 聚合酶系等：包括解旋酶、聚合酶 能量核苷三磷酸：高能磷酸键 原则：碱基互补配对原则 RNA 只有单链结构，碱基组成与 DNA 不同用心 爱心 专心RNA 中没有 T，只有 U，在合成 RNA 时，以 U 代替 T 与 A 配对，将遗传信息转移到 RNA 上，这种 RNA 叫做信使 RNA（简写 mRNA） A 与 U 配对 两个氢键 G 与 C 配对 三个氢键 过程： 起始 延伸 终止 DNA 部分双链解螺旋，形成单链结构 酶与其中

6、一条 DNA 单链结合，以单链为模板合成 RNA 利用环境中的原料合成信使 RNA，同时解旋部分沿双链移动，mRNA 不断合成延长， 信息转移到信息 RNA 中。 RNA 合成后脱离母板，通过核孔出细胞核进入细胞质；DNA 形成双链结构，恢复成 双螺旋结构。 产物： 信使 RNA 携带信息，能指导合成蛋白质（半衰期短） 转运 RNA 携带氨基酸，参与合成多肽（含量相对稳定） 核糖体 RNA 核糖体的结构成分（含量相对稳定）翻译 场所：细胞质 概念：以信使 RNA 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 条件： 模板：信使 RNA 能量：ATP，供合成多肽链所用 原料：氨基酸（组成蛋白质的

7、 20 种氨基酸） 酶：蛋白质合成酶系 转运 RNA：携带氨基酸，识别密码子，将遗传信息转换成氨基酸排列顺序 核糖体：多肽合成场所，能与信使 RNA 结合，完成合成多肽密码子：信使 RNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基成为 1 个密码子 4 种碱基共能形成密码子为： 43=64 种 决定氨基酸的密码子为： 61 种 终止密码子为： 3 种 （UGA UAG UAA） 特点： 密码子具有通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。 密码子不重叠：两个密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正 确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。 密码子具有简并性：大多数的氨基酸

8、都可以具有几组不同的密码子用心 爱心 专心 密码子具有一定的方向性：在核酸链上按照一定方向进行读码 密码子具有一定的摆动性：三联体密码子的第一位碱基决定了氨基酸的种类，第三 位密码子的摆动性最大，允许生物的碱基对发生一定改变但是不影响生物的性状核糖体：氨基酸合成多肽的场所（叶绿体、线粒体都有各自的核糖体） 核糖体能与 mRNA 结合 有两个位点能接受两个 tRNA 转运来的氨基酸 核糖体内的酶能催化氨基 酸间形成肽键 每形成一个肽键，沿信使 RNA 移动三个碱基 遇到终止密码时，核糖体自动脱落，大小亚基分离转运氨基酸（tRNA）： 运载氨基酸的工具，也是一种 RNA，简写 tRNA 能识别并转

9、运一种氨基酸 一端是携带氨基酸的部位，另一端三个碱基 每个 tRNA 的 3 个碱基只能专一与 mRNA 上的密码子配对，称为反密码子 3. 中心法则及其发展 信息流：遗传学上，将遗传信息的流动方向称为信息流 中心法则：克里克提出 内容：遗传信息可从 DNA 流向 DNA DNA 的自我复制 遗传信息可从 DNA 流向 RNA转录过程 细胞生物 遗传信息可从 RNA 流向蛋白质翻译过程 遗传信息可从 RNA 流向 DNA逆转录过程（病毒中出现） 遗传信息可从 RNA 流向 RNARNA 的自我复制（病毒中出现） 4. 基因对性状的控制基因对性状的控制方式： （1）控制酶的合成来控制代谢过程，从

10、而控制生物性状 如： 用心 爱心 专心若基因不正常，缺乏酪氨酸酶，就不能合成黑色素：白化病 （2）控制蛋白质分子的结构直接影响性状 如：镰刀贫血细胞病：血红细胞分子结构不正常，由基因缺陷导致【模拟试题模拟试题】（答题时间：45 分钟） 1. 一段多核苷酸链中的碱基组成为 20A，20%的 C，30%的 G，30%的 T，它是一段（ ） A. 双链 DNA B. 单链 DNA C. 双链 RNA D. 单链 RNA 2. 构成 DNA 的碱基有 4 种，下列哪项碱基数量比因生物的种类不同而不同（ ） A.（A+G）/（T+C） B.（A+C）/（T+G） C.（A+T）/（G+C） D. A/T

11、 3. 某基因中有脱氧核苷酸 900 个，则由它控制合成的蛋白质最多有多少种氨基酸（ ）A. 20 B. 150 C. 300 D. 900 4. 某遗传效应的 DNA 片段有碱基 960 个，此片段转录、翻译合成一条肽链，则此肽链在 形成时应脱去的水分子数为（ ）A. 480 B. 240 C. 160 D. 159 5. 某多肽链含有 99 个肽键，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有（ ）A. 297 B. 300 C. 594 D. 600 6. 某信使 RNA 的碱基中，尿嘧啶占 20%，腺嘌呤占 10，则作为它的模板的 DNA 分子中 胞嘧啶占全部碱基的（ ） A. 30% B.

12、 35% C. 70% D.无法计算 7. 一种转运 RNA 只能转运（ ） A. 不同种氨基酸 B. 一种氨基酸C. 各种氨基酸 D. 一个氨基酸 8. 关于基因的概念，下列哪种说法是错误的（ ） A. 基因在染色体上呈线性排列B. 基因是控制生物性状的基本单位C. 基因是染色体的一段D. 基因是有遗传效应的 DNA 片段 9. 由碱基 A，C 和 T 可以组成的核苷酸种类是（ ）A. 8 B. 6 C. 5 D. 3 10. 若测得精氨酸转运 RNA 分子上的反密码子为 GCU，则 DNA 分子模板链上决定这个精 氨酸的相应碱基是（ ）A. GCA B. CGA C. CGT D. GCT

13、 11. 实验室模拟生物体内 RNA 转录的必须条件是（ ） 酶 游离的核糖核苷酸 ATP DNA 分子 信使 RNA 转运 RNA 适宜的温度 适宜的酸碱度用心 爱心 专心A. B. C. D. 12. 密码子存在于下列那种结构上（ ） A. DNA 分子上 B. mRNA 分子上 C. tRNA 分子上 D. 多肽链上 13. 下列关于遗传信息的叙述不正确的是（ ） A. 基因中有遗传信息 B. 信使 RNA 上有转录的遗传信息 C. 密码子上有遗传信息 D. 蛋白质的结构与功能是遗传信息的具体表现 14. 一条双链 DNA 分子，G 和 C 占全部碱基的 44%，其中一条链的碱基中，26

14、%是 A，20% 是 C，那么其互补链中的 A 和 C 分别占该链全部碱基的百分比是（ ） A. 28%、20% B. 30%、24% C. 26%、20% D. 24%、30% 15. 镰刀型细胞贫血症病人的血红蛋白基因发生突变，因此翻译出的蛋白质的一个谷氨 酸被缬氨酸替换。下列关于镰刀型细胞贫血病的叙述正确的是（ ） A. 病人血红蛋白 mRNA 上的密码与正常人有差别 B. 病人携带谷氨酸的 tRNA 与正常人不同 C. 基因突变后，不影响血红蛋白的功能 D. 基因突变后，不影响合成血红蛋白时所用的 tRNA 的种类 16. 几种氨基酸可能的密码子如下：甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸： GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在编码某种蛋白质的基因的某个位点 上发生了一个碱基替换，导致对应位置上的氨基酸由甘氨酸变成缬氨酸；接着由于另一个 碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸，则该基因未突变时的甘氨酸的 密码子应该是（ ）A. GGU B. GGC C. GGA D. GGG 17. 某病毒的遗传物质中，A:G:C:U=1:2:3:4，通过逆转录形成的 DNA 分子中 A:G:C:T 应 是（ ）A. 1:2:3:4 B. 1:1:1:1 C. 2:1:4:3 D. 4:3:2:1 18