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1、第4章 基因的表达,1,典例： 如图所示为真核细胞DNA复制过程模式图，下列分析错误的是( ) A酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 B图中可体现出边解螺旋 边复制及半保留复制的特点 C复制完成后，甲、乙可在 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期分开 D将一条链被15N标记的该DNA分子(第1代)转移到含14N的培养基上培养到第n代，则只含14N的DNA分子数为2n2,D,D 解析 图中酶为解旋酶，酶为DNA聚合酶，DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA片段；图中的DNA分子边解螺旋边复制，新合成的子链与作为模板的母链一起形成子代DNA分子，体现了半保留复制的特点；复制成的两个DNA分子形成姐
2、妹染色单体，通过着丝点相连，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，着丝点分裂，两条染色单体分离，两个DNA分子分开；将一条链被15N标记的该DNA分子(第1代)转移到含14N的培养基上培养到第n代，则只含14N的DNA分子数为2n1。,基因控制生物性状,基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。,第1节 基因指导蛋白质的合成,包括：转录和翻译,1.DNA主要存在哪里？ 2.蛋白质在哪里合成？,DNA,主要在细胞核,蛋白质的合成,在细胞质(核糖体)进行,指导,通过RNA,如何解读DNA的信息呢？,遗传信息的转录,1、RNA与DNA的区别,核糖,脱氧核糖,二者化学组成上的区别：,比较RNA与DNA结构
3、的不同,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核 糖,A T C G,A U C G,通常双螺旋结构,一般单链结构,细胞核,细胞质,遗传信息的储存、传递、表达,RNA 的种类,信使 RNA mRNA,核糖体 RNA rRNA,转运 RNA tRNA,2、RNA的类型,信使RNA（m RNA）：转录遗传信息，翻译的 模板，即传递遗传信息的作用。,转运RNA （t RNA ）：识别密码子，运输特定 氨基酸，呈三叶草型结构。,核糖体RNA （r RNA ）：核糖体的组成成分。,强调：三种不同的 RNA(mRNA、tRNA、rRNA)都是通过转录形成的，都在翻译过程中共同发挥作用。,4、转录,转录的定义：
4、,转录的场所：,转录的模板：,转录的原料：,转录的条件：,转录时的碱基配对：,转录的产物：,RNA,GC、CG、TA、AU,（8）遗传信息传递的方向,在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。,细胞核、线粒体、叶绿体。,DNA分子的一条链。,四种核糖核苷酸。,模板、原料、能量、酶。,mRNA。,DNA,转录主要发生在细胞核。叶绿体和线粒体中有少量DNA，因此也有转录发生，此外，原核细胞的转录发生在拟核、质粒。 转录遵循碱基互补配对原则，即AU、TA、CG、GC。 细胞核中形成的RNA通过核孔进入细胞质(穿过0层 膜，需要能量)。 转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，不同种类
5、的细胞选择转录相应的基因，从而产生相应的mRNA，将来合成相应的蛋白质，即基因的选择性表达。,转录的过程,游离的核糖核苷酸,mRNA,转录与复制有哪些不同点？ 答案：主要是模板、原料、酶的差异。,遗传信息的翻译,1、概念：,游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,mRNA：,碱基的数量,排列顺序,种类,蛋白质：,氨基酸的数量,排列顺序,种类,决定,决定,决定,?种,?种,4种,20种,讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够 决定20种不同的氨基酸？,一个碱基决定一个氨基酸，41 = 4,二个碱基决定一个氨基酸，42 = 16,三个碱基决定一个氨
6、基酸，43 = 64,2、碱基与氨基酸的对应关系,3、密码子,密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的 碱基,密码子表,遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）,一个密码子决定一个特定的氨基酸。,简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。,4、遗传密码的特性,通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。,问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,5、翻译的过程,转运RNA(tRNA),？,甲硫氨酸,核糖体,tRNA作用,细胞质,细胞质中的mRNA
7、,核糖体,mRNA 与核糖体结合,tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置,两个氨基酸分子缩合,缩合,亮氨酸,核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.,亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,亮氨酸,天门冬酰氨,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,亮氨酸,天门冬酰氨,异亮氨酸,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质,小结：,场所：,产物：,模板：,原料：,条件：,细胞质（核糖体）,mRNA,蛋白质,氨基酸,ATP、酶,、转运RNA（tRNA）,碱基互补配对：,GC、CG、UA、AU
8、,遗传信息流动：,基因控制蛋白质合成的过程,DNA的遗传信息,mRNA的遗传信息,蛋白质的氨基酸排列顺序,转录,翻译,数量,n,3n,6n,例1 某生物基因表达过程如图所示，已知图中标注的肽链含有68个氨基酸残基。下列叙述与该图相符的是( ) A在RNA聚合酶的作用 下DNA双螺旋解开 BDNARNA杂交区 域中A应与T配对 C核糖体移动的方向由 a到b，且翻译产生了两条氨基酸序列不同的肽链 D与该肽链合成相关的mRNA和基因的碱基数目分别为204和408,A,A 解析 RNA聚合酶是复合酶，具有解开DNA双螺旋的作用，如图所示当它与DNA分子的某一启动部位相结合时，包括一个或者几个基因的DN
9、A 片段的双螺旋解开， A项正确；根据碱基的组合和互补配对原则，DNARNA杂交区域中，DNA单链中的A与RNA单链中的U配对，DNA单链中的T与RNA单链中的A配对， B项错误；图中先合成的肽链较长，所以核糖体移动的方向是由b到a，两条肽链都以此mRNA为模板合成，所以氨基酸序列是相同的，C项错误；由于mRNA上终止密码子的存在等原因，相对应的mRNA和基因上的碱基数目分别大于204和408，D项错误。,变式题 2013成都诊断 如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是( ) A图示mRNA中起始 密码子位于RNA链上的左侧 BmRNA上决定甘氨 酸的密码子都是GGU C图
10、示过程中碱基的 配对方式有AU、CG、AT D图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶,A,A 解析 从图中可以看出，核糖体在mRNA上移动的方向是从左向右，所以起始密码子应位于RNA链上的左侧，A项正确；从图中可以看出，甘氨酸是位于天冬氨酸之前的氨基酸，即对应天冬氨酸密码子(GAC)之前的密码子(GGU)，但由于密码子具有简并性，因此不能说明其他位置上的甘氨酸对应的密码子也是GGU，B项错误；图中所示的过程为翻译，该过程中无AT之间的配对，C项错误；翻译过程中不需要RNA聚合酶，D项错误。,【规律技巧】 解答翻译相关的题目时，应注意以下几点： (1)mRNA与核糖体的数量关系：翻译过程中，
11、一个模板mRNA先后与4个核糖体结合，形成多聚核糖体，4个核糖体合成了4条相同的肽链。,(2)存在上述关系的意义：一个mRNA可同时结合多个核糖体，这样少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，大大提高了翻译的效率。 (3)蛋白质合成方向的判断：翻译的方向可依据肽链的长短来判断，长的翻译在前，短的翻译在后。,考点二 基因与生物性状的关系的理解 1中心法则的内容及各种生物的遗传信息传递途径 (1)中心法则中遗传信息传递的图解,(2)各类生物遗传信息的传递过程,提醒 DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物和DNA病毒遵循的遗传信息传递法则；一般，RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒
12、寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。中心法则中每一过程都遵循碱基互补配对原则，所以每一过程都能准确进行。,2基因、蛋白质与性状的关系 (1)基因的基本功能 储存遗传信息。 遗传信息的传递：发生在生物繁殖后代的过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。 遗传信息的表达：发生在生物生命活动进行过程中，基因通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，蛋白质体现生物性状，进而实现基因中的遗传信息对生物体性状的控制。 (2)基因与性状的关系 基因是遗传物质结构和功能的基本单位，特定基因控制相应的性状。一般而言，一个基因只决定一种性状。,生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50
13、多个基因有关，又如图所示，基因1和基因2共同控制花的颜色。 有些基因则会影响多种性状，如豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。,图61914,3基因、蛋白质与性状的关系,(1)基因通过控制,_来控制代谢过程，从而控,制生物的性状，如白化病。,酶的合成,(2)基因通过控制 性状，如囊性纤维病。,_来直接控制,RNA 的自我复制和逆转录只发生在 RNA 病毒在宿主细 胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与才能,进行。,蛋白质的结构,变式题 2013东北三省四市联考 如图61916所示为与神经递质合成酶有关的基因复制表达的过程，下列相关分析中错误的是 ( ) A过程需要模板、原料、酶和能量四个条件 B若要获得该基因的mRNA，则可以选择口腔上皮细胞作实验材料 C图中过程一定发生碱基互补配对 D镰刀型细胞贫血症体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,B,B 解析 是DNA的复制，需要模板、原料、酶和能量这四个条件；依题意，该图表示与神经递质合成酶相关的基因的表达过程，该过程只发生在神经细胞里，所以要获得该基因的mRNA，应选择神经细胞作实验材料；分别为DNA复制、转录和翻译过程，都遵循碱基互补配对原则；镰刀型细胞贫血症患者控制血红蛋白合成的基因发生突变，导致表达出的蛋白质分子结构与正常人的不同，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。,
