基因的表达

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1、一、【知识点梳理】：第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、0、N、P2、 RNA 的结构和种类基本组成单位：核糖核苷酸（4种）（1）化学组成核糖组成物质：磷酸含氮碱基A腺瞟吟G鸟瞟吟C胞唏喘碱基：A、U （RNA 特有）、G、C2）空间结构：单链结构信使RNA （mRNA）:单链结构，携带遗传密码。（3）种类专运RNA （t RNA）：三叶草结构，由一条RNA折叠围绕而成，运载特定氨基酸。核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分，与蛋白质结合成核糖体（4） DNA与RNA的比较核酸项目DNARNA名称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于细胞核，少

2、数位 于细胞质的线粒体、叶绿体主要位于细胞质，少数存在于 细胞核化 学 组 成基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌吟腺嘌吟（A）鸟嘌吟（G）腺嘌吟（A）鸟嘌吟（G）嘧啶胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构分类通常只有一类信使RNA：转运RNA： 核糖体RNA：产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制功能主要遗传物质贮存、传递和表达遗传信息遗传物质（生物体内无DNA 时），辅助DNA完成功能（生 物体内有DNA时）催化作用相同点：化学组成中都有磷酸及碱基A、C、G二者都是核酸，核酸中的碱基序列就是遗传信息

3、联系：RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA二、基因：是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上三、基因控制蛋白质合成：1、转录：(1) 概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。(注：叶 绿体、线粒体也有转录)(2) 过程：4 个步骤 DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。 游离的核糖核苷酸与供转录的DNA的一条链上的碱基互补配对，两者以氢键结合 在RNA聚合酶的作用下，新合成的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上 合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复(3) 条件：模板：DNA的一条链(模板链)原料：

4、4种核糖核苷酸能量：ATP 酶：解旋酶、RNA聚合酶等(4) 原则：碱基互补配对原则(AU、TA、GC、CG)(5) 产物：RNA(6) 意义：使DNA上的遗传信息传递到mRNA2、翻译：(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (注：叶绿体、线粒体也有翻译)( 2)过程：(看书)(3) 条件：模板：mRNA原料：氨基酸(20种)能量：ATP酶：多种酶搬运工具：tRNA装配机器：核糖体(4) 原则：碱基互补配对原则(5) 产物：多肽链：3、与基因表达有关的计算(1) 转录时形成的RNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2(2) 基因中

5、碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数=6: 3: 1计算中“最多”和“最少”的分析(1) 翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说,mRNA上碱基数目比蛋白质中氨基 酸数目的 3 倍还要多一些。(2) 基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3) 在回答有关问题时，应加上最多或最少等字如，mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多 有 n/3 个氨基酸。4、密码子 概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子. 特点：专一性、简并性、通用性 密码子J起始密码：AUG

6、、GUG（64 个）终止密码：UAA、UAG、UGA注：决定氨基酸的密码子有 61个，终止密码不编码氨基酸。5转运工具：转运 RNA（tRNA） tRNA的3个与mRNA上的特定的三个碱基（密码子）配对的碱基叫反密码子 tRNA 有 61 种，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。一种氨基酸可以对应一种或几种 tRNA。 6产物：多肽链（从核糖体上脱离下来的多肽链，还要在相应的细胞器：内质网、高尔基体内加工，如 盘曲、折叠、螺旋，最后合成具有一定空间结构的蛋白质分子。）7.意义： mRNA 的碱基排列顺序决定氨基酸的排列顺序，遗传信息得以表达。归纳：遗传信息与遗传密码 存在的位置不同：遗传信息存

7、在于基因中，指基因（DNA）中的碱基排列顺序遗传密码位于mRNA上，指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 作用不同：遗传信息决定氨基酸的排列顺序是间接作用遗传密码直接控制蛋白质中氨基酸的排列顺序密码子 概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。 位置： mRNA 种类： 64 种起始密码子：2种，AUG、GUG,也编码氨基酸I 61种，编码氨基酸普通密码子：59种，只编码氨基酸终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸只是终止信号 特点：通用性：不同生物密码子基本相同，即公用一套密码子。说明生命有共同的起源。 简并性：大多数氨基酸都可以具有多个密码子。不重叠：两个密码子间

8、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， 个不漏地一直读到终止信号。方向性：在 mRNA 上按照一定方向进行读码。反密码子 概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。位置： tRNA 种类： 61 种，反密码子与 61 种决定氨基酸的密码子对应。 特点：反密码子的3个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA链上碱基T的位置在 tRNA 上为 U。在生物个体发育过程中，基因是选择性表达的。即：同一生物不同组织器官、细胞中所含的基因相同， 但选择性表达的基因不同，如胰岛素基因存在于肝细胞、脑细胞、胰岛B细胞等细胞中，但只在胰岛B 细中表达，合成胰岛

9、素。原核生物与真核生物转录和翻译的场所和时间比较 原核生物的转录和翻译均在细胞质进行，两个过程常同时发生。 真核生物的转录在细胞核，翻译在细胞质，先转录后翻译DNA分子的复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间有丝分裂和减数第 一次分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶（DNA解旋酶、DNA 聚合酶等）、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA一个单链 RNA（mRNA、 tRNA、 rRNA）多肽链模板去向分别进入2个子代DNA分子中恢

10、复原样，与非模板 链重新绕成双螺旋 结构分解成单个核苷酸特点半保留 边解旋边复制只解旋一部分一个mRNA上结合多 个核糖体，顺次合成 多条肽链碱基配对A-T、T-A、G-C、C-GA-U、T-A、G-C、C- GA-U、 U-A、 G-C、 C-G遗传信息 的传递DNADNADNAmRNAmRNA 蛋白质意义使遗传信息从亲代 传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状第 2节 基因对性状的控制 一、中心法则及其发展1、提出者：克里克2、内容：遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质， 即遗传信息的转录和翻译。但是2 一遗传信息不能从蛋白质流向

11、蛋白质2 一也丕能从蛋白质一流向 DNA一或RNA。 近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA （即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA （即逆转录）。 二、基因控制性状的方式：（1）间接控制：通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；如白化病等。（2）直接控制：通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血等。注：生物体性状的多基因因素：基因与基因；基因与基因产物；与环境之间多种因素存在复杂的相互作用， 共同地精细的调控生物体的性状。二、【经典例题】一、选择题1DNA 分子的复制、转录和翻译分别形成（）A. DNA、RNA、蛋白质B. DNA、RNA、氨基酸

12、C. DNA、RNA、核糖体D.核苷酸、RNA、蛋白质2. 对于中心法则，经科学家深入研究后，发现生物中还存在着逆转录现象，它是指遗传信息的传递 从（ ）A.蛋白质一RNAB. RNADNAC. DNARNAD. DNADNA3. 遗传密码是指（）A. DNA 分子决定蛋白质合成的有意链上的碱基排列顺序B. 转运RNA分子一端决定一个氨基酸的三个碱基排列顺序C. 信使RNA上的碱基排列顺序D. 蛋白质分子的氨基酸排列顺序4. 决定信使RNA中核苷酸顺序的是（）A. 转运RNA中核苷酸的排列顺序B. 蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C. 核糖体RNA中的核苷酸排列顺序D. DNA 分子中脱氧核苷酸的

13、排列顺序5. 在翻译过程中，不属于信使RNA与转运RNA的碱基配对的一组是（）A. U-AB. A-UC. G-CD. A-T6. 在蛋白质合成过程中，碱基互补配对的原则体现在（）A. DNA的复制过程中B.转录过程中C.翻译过程中D.以上各种过程中7. 个转运RNA的一端三个碱基是CGA，此转运RNA转运的氨基酸是（）A.精氨酸（密码子CGA）B.丙氨酸（密码子GCU）C.酪氨酸（密码子UAU）D.谷氨酸（密码子GAG）8. 下列对DNA的叙述正确的是（） 在人白细胞的DNA上含有人的全部遗传信息 DNA是一切生物的遗传物质 同种个体间的 DNA 是完全相同的 一个DNA分子可以控制许多性状

14、 翻译是以DNA的一条链为模板A.B.C.D.9. 人的促黑色素细胞激素是一个22肽化合物,它的合成过程中需要的转运RNA最多有多少种（）A. 60 种B. 22 种C. 4 种D. 64 种10. 在细胞核内从DNA中的 A-TGC 转录成RNA中的 UACG 这 一具体过程中共有核苷酸（ ）A. 2 种B. 4 种C. 5种D. 8 种11. 一个DNA分子片段有碱基2 400个，它指导合成的肽链最多有氨基酸（）A. 200 个B. 400 个C. 600 个D. 800 个12. 种RNA病毒引起艾滋病，被称为HIV病毒。HIV病毒的RNA在宿主细胞内的逆转录酶的作用下，能转录为DNA。下列叙述正确的是（） 感染了 HIV病毒的细胞中，有逆转录的DNA合成 感染了 HIV病毒的细胞中，有病毒的RNA合成 逆转录形成的DNA被转录、翻译为病毒的蛋白质A.B.C.D.13. 一条多肽链中有1 500个氨基酸，那么在合成过程中，所用模板和信使RNA的分子组成依次至少 需要核苷酸（ ）A. 4 500 个， 9 000 个B. 3 00