第3讲基因的表达

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1、第3 讲 基因的表达SHUANGJIZIZHULUOSHI 双基自主落实结构基本单位：RNA知识点一 遗传信息的转录 磷酸含氮碱基： 、五碳糖：.空间结构：一般是链信使RNA （_种类彳 （tRNA）、想一想：三种RNA都携带遗传信息吗？ 概念：在中，以场所： （主要）转 模板：录的一条链为模板合成命的过程原料：产物：配对方式：、CG、GC、比一比：DNA的转录和复制的主要区别有哪些？知识点二 遗传信息的翻译一为模板，；产物”以概念:游离在细胞质中的各种_合成具有的过程场所:;模板：原料匸，运载工具：；配对方式*（概念：上3个相邻碱基决定1个氨基酸，此3个相邻碱基称作w密码子w ；位置:种类；

2、种，其中决定氨基酸的密码子有种，终止密码子有种反密码子V概念:每个的互补配对，称为种类:通上的3个碱基可以与的昇立置越议一议： 若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定反映到蛋白质的 结构上？知识点三 基因对性状的控制错误!想一想： 中心法则中几个生理过程准确进行的原因是什么？II名师助学II1. tRNA、mRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。mRNA携带遗传信息tRNA运送氨基酸rRNA核糖体的成分2. 每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运；但一种密码子只能决 定一种氨基酸（特例：终止密码子无对应的氨基酸），且一种tRNA只能转运

3、一种氨基酸。II图说考点II转录、翻译9 去基因与性状关系基因 产物 性状蛋白质合成影响多种性状和夬达同一性状:许多基因只控制一秒性H自我校对：核糖核苷酸 A、U、C、G 核糖 单mRNA 转运RNA 核糖体 RNA（rRNA）细胞核DNA QRNA细胞核DNA的一条链4种游离的核 糖核苷酸RNA （主要是mRNA）AUT-A氨基酸m RNA一定氨基 酸顺序的蛋白质 核糖体 QmRNA Q20种游离的氨基酸 Q蛋白质（或多肽链）Q tRNA QAU、UA、CG、G-C QmRNA Q一个密码子QmRNA Q64 Q61 Q3 QtRNA QmRNA Q 密码子 Q 反密码子 QtRNA Q61

4、 Q克里克和沃森复制电鯉RNA业蛋白质闆聲蠶聲蛋白质紂J逆转录jQ代谢Q蛋白质Q基因Q环境条件 Q细胞质基因 Q叶绿体基因想一想：三种RNA中只有mRNA携带遗传信息，mRNA在翻译过程中起模板的作用。其 余二种 RNA 分别为核糖体的组成成分和作为运载氨基酸的工具。比一比：转录是以DNA的一条链为模板，形成的是一个单链RNA。复制是以DNA分子的两条链为模板，形成的是两个双链DNA。议一议： 不一定，因为密码子有简并性。想一想： 前者为后者的产生提供了一个精确模板。严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。（I. HEXINHUDONGTUPO 讹 核心互动突破研析考点

5、：揭秘高考崇考点，基因指导蛋白质的合成过程高考地位：5年29考 （2011江苏、安徽，2010天津、海南、江苏）1DNA 复制、转录、翻译的比较DNA功能传递遗传信息（复制）表达遗传信息转录翻译时间有丝分裂间期； 减I前的间期生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体； 原核细胞主要在拟核细胞质（核糖体）原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸二十种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP过程DNA边解旋边以两条链 为模板，按碱基互补配对 原则，合成两条子链，子 链与对应母链螺旋化DNA解旋，以一条链为模 板，按碱基互补配对原则形 成mRNA （单链

6、），mRNA进 入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板,tRNA 一端的碱基与mRNA 上的密码子配对，另一 端携带相应氨基酸，在 核糖体合成有一定氨基 酸序列的蛋白质DNA转录mRNA翻译蛋口质表性I因Iv脱氧核昔酸序列一核糖核苛酸用列现状 、出 氨基酸序列模板去向分别进入两个子代DNA 分子中恢复原样，与非模板链重新 形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制;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，依次合 成多肽链产物两个双链DNA分子一个单链RNA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2.联

7、系遗传信息遗传密码遗传性状3遗传信息、(1)区别密码子和反密码子的比较存在位置含义生理作用遗传信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺 序直接决定mRNA中碱基排列顺 序，间接决定氨基酸的排列顺序密码子mRNAmRNA上决定一个氨基酸的3 个相邻的碱基直接决定氨基酸的排列顺序反密码子tRNA与密码子互补的三个碱基识别密码子(2)联系 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖 核苷酸的排列顺序上。 m RNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。 (3)对应关系提醒 一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。 翻

8、译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 翻译终点：识别到终止密码子（不决定氨基酸）翻译停止。 翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，而mRNA不移动。命题揭秘 对基因表达的考查是高考中常考的内容之一，对这一知识的考查主要体现在以下 几个方面：一是转录和翻译过程中的相关变化，二是二者之间的联系和区别，三是DNA （或 基因）、mRNA、tRNA之间的关系，四是基因结构与蛋白质结构或基因与性状之间的关系。【典例1】（2010.江苏卷）铁蛋白是细胞内储存多余Fe3 +的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离 的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上

9、游 的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时， 铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA 一端 结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译（如下图所示）。回答下列问题。:AUG为起始密码UAA为终止密码 表示甘氨酸 表示天冬氨酸 表示色氨酸 表示丙氨酸图中甘氨酸的密码子是，铁蛋白基因中决定”的模板链碱基序列为。Fe3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了，从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA 能够翻译。这种调节机制既可以避免对细胞的毒

10、性影响，又可以减少。（3）若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是 。（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为 UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由。解析 本题考察了遗传信息的传递过程及同学们的识图能力以及从新情景中获取信息分析 问题、解决问题的能力，（1）根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子 CCA可以判断甘氨酸的密码子为 GGU, 对应的密码子为GGUGACUGG ,判断模板链碱基序列为CCACTGACC。当Fe3 +浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，使蛋白质的翻译 缺少

11、起始代码，从而阻止核糖体在mRNA上移动，遏制铁蛋白的合成，由于Fe3 +具有很强的氧化性，因此这种机制既能减少其毒性，又能在其含量较低时减少铁蛋白的合成从而减少 细胞内物质和能源的浪费。(3)mRNA并不是所有序列都参与蛋白质的翻译，有一部分是不 具有遗传效应的。(4)色氨酸密码子为UUG,对应模式链碱基序列为ACC，当第二个碱基 C一A时，此序列对应的密码子变为UUG,恰为亮氨酸密码子。答案 (1)GGU GGUGACUGG (CCACTGACC)(2)核糖体上的mRNA上的结合与移动Fe3+细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存 在不翻译的序列(4)CA方法技巧 数密码子个数的规则：

12、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46个碱基。如下：示例：图示 mRNA 中包含三个遗传密码子，分别为 UAG、CUA、GAA。【训练1】(2011上海单科，20)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的 翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理 解释是( )。A. 原核生物的tRNA合成无需基因指导B 真核生物tRNA呈三叶草结构C. 真核生物的核糖体可进入细胞核D. 原核生物的核糖体可以靠近DNA解析由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很 近。答案 D考点,基

13、因对性状的控制高考地位：5年6考(2010山东卷、广东卷，2009重庆卷、广东卷)1中心法则的理解与分析图解表示出遗传信息的传递有5个过程。转录篦:翻译疋宀千顕站制I 9蛋白质翻译蛋白质(1) 以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递DNA 转录RNA(2)以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递菁RNA蛋白质RNA逆转录嚼希A旦RNA週巴蛋白质提醒逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。(3)中心法则与基因表达的关系控制蛋白质合成(表达遗传信息)复制DNARNA复制转录转录转运RNA 核糖体RNA，(mRNA译者翻译核 糖 体蛋白

14、质(性状)(场所脱氧核苛酸序列一核糖核昔酸序列氨基酸序列遗传信息-遗传密码(密码羽 DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。 DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。 2基因对性状控制的方式(1) 直接途径：基因控也蛋白质结构軋生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。(2) 间接途径：基因軋酶的合成也细胞代谢生物性状，如白化病、豌豆的粒形。 3基因与性状的对应关系(1) 一般而言，一个基因只决定一种性状。(2) 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 多个不同基因 有关。(3) 有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。 4基因和性状的关系基因等位基因一控制性状f相对性状f显性基因控制