第3讲　基因的表达-3.ppt

1、第第3讲基因的表达讲基因的表达2015备考备考四川最新考纲四川最新考纲 1遗传信息的转录遗传信息的转录()2.遗传信息的翻译遗传信息的翻译()3.中心法则的提出及其发展中心法则的提出及其发展()4.基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系()考点考点1RNA的种类功能及的种类功能及RNA与与DNA的区别的区别(5年年9考考)1RNA与与DNA的比较的比较DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要在主要在 中中(在线粒体在线粒体、叶绿体中也有少量、叶绿体中也有少量)_和和_中中(包包括线粒体、叶绿体括线粒体、叶绿体)细胞核细胞核 链数及结链数及结构构碱基碱基

2、五碳糖五碳糖组成单位组成单位代表生物代表生物真核生物、原核生物、噬菌真核生物、原核生物、噬菌体体烟草花叶病毒、艾滋病烟草花叶病毒、艾滋病病毒、病毒、H7N9病毒病毒两条链，规则的双螺旋结构两条链，规则的双螺旋结构 一条链一条链 A、G、C、T A、G、C、U 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖 细胞核细胞核细胞质细胞质脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸 特别提醒特别提醒:细胞中的极少数细胞中的极少数RNA还具有还具有催化催化作用作用。遗传信息遗传信息 蛋白质蛋白质 识别并运载氨基酸识别并运载氨基酸 核糖体核糖体 3密码子和反密码子密码子和反密码子(1)密码子存在于密码子存在于 上，共有上

3、，共有 种。决定氨基酸的密码种。决定氨基酸的密码子有子有 种；终止密码有种；终止密码有 种，不决定氨基酸；起始密码子种，不决定氨基酸；起始密码子有有 种，决定氨基酸。种，决定氨基酸。(2)反密码子存在于反密码子存在于 上上(如下图如下图)mRNA 64 61 3 2 tRNA 判断正误判断正误(1)若核酸中出现碱基若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA()。(2)若若AT、CG，则为单链，则为单链DNA；若；若AT、CG，则一般认为是双链，则一般认为是双链DNA ()。(3)若出现碱基若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为或五碳糖为核糖，则必为RNA()。(4

4、)要确定是要确定是DNA还是还是RNA，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率双链，还必须知道碱基比率()。(5)mRNA、tRNA、rRNA都是以都是以DNA链为模板转录而来的，都携带有遗传信息链为模板转录而来的，都携带有遗传信息 ()。(6)H7N9病毒的病毒的RNA对宿主细胞具有感染能力对宿主细胞具有感染能力()。(7)密码子位于密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对应关系应关系()。(8)决定氨基酸的密码子有决定氨基酸的密码子有64

5、种，反密码子位于种，反密码子位于tRNA上，也有上，也有64种种()例例1(2013新课标全国卷新课标全国卷)关于蛋白质生物合成的叙述，正关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是确的是()。A一种一种tRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核内合成的聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于反密码子是位于mRNA上相邻的上相邻的3个碱基个碱基D线粒体中的线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成能控制某些蛋白质的合成D延伸思考延伸思考mRNA、tRNA、rRNA的由来及各自的作用分别是什么？的由来及各自的作用分别是什么？提示提示mRNA、tRNA、rRNA均是转录的产物。均是转录

6、的产物。但但携带遗传信息的只有携带遗传信息的只有mRNA。它们都参与了翻译过程。它们都参与了翻译过程。mRNA是翻译的模板，是翻译的模板，mRNA上上3个相邻碱基组成一个密码个相邻碱基组成一个密码子，决定一个氨基酸。子，决定一个氨基酸。tRNA是运载工具，呈三叶草结构，上面有是运载工具，呈三叶草结构，上面有“反密码子反密码子”(能能与密码子配对与密码子配对)。rRNA是核糖体的组成成分。是核糖体的组成成分。考点考点2聚焦基因的表达聚焦基因的表达转录和翻译转录和翻译(5年年14考考)1转录转录动漫演示更形象见课件动漫演示更形象见课件解旋酶解旋酶 一一 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 RNA（主要指（

7、主要指mRNA）DNA模板链模板链图一转录过程模式图图一转录过程模式图 2翻译翻译(1)识图并回答问题识图并回答问题图二翻译过程模式图图二翻译过程模式图20种游离的氨基酸种游离的氨基酸 tRNA 模板模板(2)根据图一、图二转录、翻译过程中碱基配对关系，完善下根据图一、图二转录、翻译过程中碱基配对关系，完善下表。表。DNACTTTGCmRNA(密码子密码子)UGC反密码子反密码子GAU氨基酸氨基酸半胱氨酸半胱氨酸亮氨酸亮氨酸谷氨酸谷氨酸ACG GAT CTA GAA CUA GAA ACG CUU 易错警示！易错警示！与转录、翻译有关的与转录、翻译有关的5个注意点个注意点转录的产物有三种转录的

8、产物有三种RNA，但只有，但只有mRNA携带遗传信息，并且携带遗传信息，并且三种三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。都参与翻译过程，只是分工不同。密码子的密码子的专一性专一性和和简并性简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。遗传性状的稳定性。翻译进程中核糖体沿着翻译进程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。不移动。遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：解答蛋白质合成的相关计算时，应看清是解答蛋白质合成的相关计算时，应看清是DNA上上(或基因

9、中或基因中)的碱基对数还是个数；是的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。思维激活思维激活下图中表示转录过程的是哪一幅？下图中表示转录过程的是哪一幅？提示提示均是在核糖体上以均是在核糖体上以mRNA为模板翻译蛋白质的过为模板翻译蛋白质的过程；是以程；是以DNA的两条链为模板进行的两条链为模板进行DNA复制的过程；是以复制的过程；是以DNA的一条链为模板转录合成的一条链为模板转录合成RNA的过程。的过程。例例2(2013浙江卷浙江卷)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述某生物

10、基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是与该图相符的是()。A在在RNA聚合酶作用下聚合酶作用下DNA双螺旋解开双螺旋解开BDNARNA杂交区域中杂交区域中A应与应与T配对配对CmRNA翻译只能得到一条肽链翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中该过程发生在真核细胞中A互动探究互动探究右图为翻译过程，图中所示的右图为翻译过程，图中所示的各物质中哪两类物质的化各物质中哪两类物质的化学本质相同？学本质相同？水解后哪类物质的水解产物种类最多？水解后哪类物质的水解产物种类最多？提示提示图中所示为翻译过程，图中所示为翻译过程，代表的代表的是是_，它彻底水解的产物它彻底水解的产物是是_；代表的代表

11、的是是_，是由蛋白质和是由蛋白质和RNA组成，组成，它彻底水解的产物它彻底水解的产物是是_；代表的代表的是是_，它彻底水解的产物它彻底水解的产物是是_；代表的代表的是是_，它彻底水解的产物它彻底水解的产物是是_。故。故_水水解的产物最多解的产物最多，_水水解产物相同。解产物相同。mRNA四种碱基、核糖、磷酸四种碱基、核糖、磷酸核糖体核糖体四种碱基、核糖、磷酸和四种碱基、核糖、磷酸和20种氨基酸种氨基酸tRNA四种碱基、核糖、磷酸四种碱基、核糖、磷酸多肽链多肽链20种氨基酸种氨基酸列表比较复制、转录、翻译的区别与联系列表比较复制、转录、翻译的区别与联系1三者的区别三者的区别复制复制转录转录翻译翻

12、译时间时间场所场所模板模板原料原料条件条件细胞分裂的间期细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程生物个体发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核核糖体核糖体DNA的两条单链的两条单链DNA的一条链的一条链mRNA4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、聚合酶、ATP解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶、聚合酶、ATP酶、酶、ATP、tRNA续表续表复制复制转录转录翻译翻译产物产物模板去模板去向向碱基配碱基配对对特点特点意义意义_，使生物表现，使生物表现出各种性状出各种性状2个双链个双链DNA1个单链个单链RNA多肽链多肽链

13、分别进入两个子分别进入两个子代代DNA分子中分子中水解成单个水解成单个核糖核苷酸核糖核苷酸AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU UACG GC传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息表达遗传信息边解旋，边复制边解旋，边复制半保留复制半保留复制边解旋，边转录边解旋，边转录恢复原样，重新恢复原样，重新组成双螺旋结构组成双螺旋结构2.三者的联系三者的联系例例3(2013黄山二检黄山二检)下列关于甲、乙、丙三个与下列关于甲、乙、丙三个与DNA分子相分子相关的图形的说法不正确的是关的图形的说法不正确的是()。D考点考点3透析中心法则及基因对性状的控制透析中心法则及基因对性状的控制(5年年7考考)

14、1中心法则的理解与分析中心法则的理解与分析DNA的复制；的复制；翻译；翻译；。图解表示出遗传信息的传递有图解表示出遗传信息的传递有5个过程。个过程。转录转录 RNA复制复制 逆转录逆转录(1)书写以书写以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递(所有细胞生物所有细胞生物及及DNA病毒病毒)(2)书写以书写以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递(RNA病毒病毒)有两种情况，举例如下：有两种情况，举例如下：写出烟草花叶病毒等大部分写出烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则病毒的中心法则写出写出HIV等逆转录病毒的中心法则等逆转录病毒的中心法

15、则特别提醒特别提醒：(1)DNA的复制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。过程中。(2)DNA的转录和翻译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。中。(3)RNA复制和逆转录复制和逆转录只发生在只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。充和完善。(4)进行碱基互补配对的过程进行碱基互补配对的过程上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即上述五个都有；进行互补配对的场所有四个

16、，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(5)需要解旋酶的过程：需要解旋酶的过程：DNA复制复制(两条链都作为模板两条链都作为模板)和转录和转录(DNA的一条链作为的一条链作为模板模板)。(6)逆转录需要逆转录酶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。，该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。蛋白质蛋白质 激素合成激素合成 细胞代谢细胞代谢 思维激活思维激活1利用图示分类剖析中心法则利用图示分类剖析中心法则(1)图示中图示中1、8为为 过程；过程；2、5、9为为 过程；过程；3、10为为过程；过程；4、6为为 过程；过程；7为为 过程。过程。(2

17、)若甲、乙、丙为病毒，则甲为若甲、乙、丙为病毒，则甲为 病毒，如噬菌体；乙病毒，如噬菌体；乙为为 病毒，如烟草花叶病毒；丙为病毒，如烟草花叶病毒；丙为 病毒，如病毒，如HIV。转录转录 翻译翻译 DNA复制复制 RNA复制复制 逆转录逆转录 DNA RNA 逆转录逆转录 2识图分析基因与性状的对应关系识图分析基因与性状的对应关系基因编号基因编号分析：分析：(1)由由、号基因分别控制性状号基因分别控制性状F、G、H可判定，大可判定，大多数情况下多数情况下 。(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至少与50多个不

18、同基因有关，上图基因多个不同基因有关，上图基因 控制和表达控制和表达同一性状。同一性状。(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；上图基因灰色的种子；上图基因 影响性状影响性状ABCD。一个基因只决定一种性状一个基因只决定一种性状、特别提醒特别提醒：基因与性状的关系并不都是简单的线性关系基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着

19、生物体的相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。性状。例例4(2013四川资阳模拟四川资阳模拟)下图为人体内基因对性状的控制过程，下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是()。A图中图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变C人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降D该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而控制代该图反映了基因对性状的控制是通过

20、控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的谢活动来进行的D对点强化对点强化例例5、如图表示模拟中心法则的一些过程，下列有关叙述中不正、如图表示模拟中心法则的一些过程，下列有关叙述中不正确的是确的是()。A若甲是若甲是DNA，乙是，乙是RNA，则该过程发生的基本条件是模，则该过程发生的基本条件是模板、原料、能量、酶、适宜的温度和板、原料、能量、酶、适宜的温度和pHB该图模拟的过程可以在任何生物体内发生该图模拟的过程可以在任何生物体内发生C判断该过程的类型可从模板、原料及产物三方面考虑判断该过程的类型可从模板、原料及产物三方面考虑D如果甲是如果甲是RNA，乙是蛋白质，则此过程为翻译，发生的场，乙是蛋白质

21、，则此过程为翻译，发生的场所是核糖体所是核糖体B 1.辨析遗传信息、密码子和反密码子辨析遗传信息、密码子和反密码子点拨点拨遗传信息、密码子遗传信息、密码子(遗传密码遗传密码)、反密码子的区分、反密码子的区分遗传信息，密码子，反密码子的位置，可用如图表示：遗传信息，密码子，反密码子的位置，可用如图表示：2.辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系(1)每种氨基酸对应每种氨基酸对应_密码子密码子(密码子简并性密码子简并性)，可由，可由_种种tRNA转运。转运。(2)一种密码子只能决定一种密码子只能决定_氨基酸，一种氨基酸，一种tRNA只能转运只能转运_氨基酸。氨

22、基酸。(3)密码子有密码子有_(3种终止密码子；种终止密码子；_种决定氨基酸的密种决定氨基酸的密码子码子)；反密码子理论上有；反密码子理论上有_种。种。特别提醒特别提醒 由于基因中有的片段不转录以及转录出的由于基因中有的片段不转录以及转录出的mRNA中有中有终止密码子等原因，所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目终止密码子等原因，所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的的6倍多倍多(631的计算方法应注意前提条件的计算方法应注意前提条件)。一种或几种一种或几种一种或几一种或几一种一种一种一种64种种6161易错点易错点1混淆六类酶混淆六类酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、聚合酶、限制酶、DN

23、A连接连接酶、酶、RNA聚合酶聚合酶 “解旋酶解旋酶”是是DNA分子复制时使分子复制时使_断裂。断裂。“限制酶限制酶”是使两个脱氧核苷酸之间的是使两个脱氧核苷酸之间的_断裂。断裂。“DNA聚合酶聚合酶”是是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使分子复制时依据碱基互补配对原则使_连成脱氧核苷酸链。连成脱氧核苷酸链。“DNA连接酶连接酶”是将是将_的末端的末端“缝合缝合”起来起来形成形成_。“RNA聚合酶聚合酶”是是RNA复制或复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将转录时依据碱基互补配对原则将_连接成连接成RNA链。链。“逆转录酶逆转录酶”是某些是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的病毒在宿

24、主细胞内利用宿主细胞的_合成合成DNA的一种酶。的一种酶。氢键氢键磷酸二酯键磷酸二酯键单个脱氧单个脱氧核苷酸核苷酸两个两个DNA分子片段分子片段磷酸二酯键磷酸二酯键单个核糖核苷酸单个核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸例例6.下图为下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作连接酶、解旋酶作用的正确顺序是用的正确顺序是()。A.BC.DA易错点易错点2正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图(1)图图1表示表示_细胞的翻译过程。图中细胞的翻译

25、过程。图中是是_，是是_，、表示正在合成的表示正在合成的4条条_，翻译的方向是翻译的方向是_。(2)图图2表示表示_细胞的转录和翻译过程，图中细胞的转录和翻译过程，图中是是_，、表示正在合成的表示正在合成的4条条_，在，在_上同时进行翻译过程。上同时进行翻译过程。真核真核mRNA核糖体核糖体多肽链多肽链自右向左自右向左原核原核DNA模板链模板链mRNA核糖体核糖体例例7、识别下图，深化对翻译的理解，并回答相关问题。、识别下图，深化对翻译的理解，并回答相关问题。(1)mRNA与核糖体的数量关系：与核糖体的数量关系：_。(2)存在上述关系的意义：存在上述关系的意义：_。(3)蛋白质合成的方向：从蛋

26、白质合成的方向：从_(据上图据上图)，判断依据是根据，判断依据是根据_。(4)图示中合成了几条肽链？图示中合成了几条肽链？_是否相同？是否相同？_。一条一条mRNA可相继结合多个核糖体可相继结合多个核糖体可同时进行多条肽链的合成，从而使得少量的可同时进行多条肽链的合成，从而使得少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质可以迅速合成出大量的蛋白质左向右左向右肽链自左向右逐渐加长肽链自左向右逐渐加长4条条相同相同思考思考上述翻译过程，合成的物质是多肽还是蛋白质？上述翻译过程，合成的物质是多肽还是蛋白质？提示提示合成的仅是多肽链，要形成蛋白质合成的仅是多肽链，要形成蛋白质(具有生物活性具有生物活性)还需要还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。