1、基因的表達知識精講一. 本周學習內容： 基因的表達二. 本周學習重點與難點：（一）學習重點：1. 基因與遺傳信息的關系2. 基因控制蛋白質的合成（二）學習難點：1.基因與遺傳信息的關系2.中心法則與逆轉錄三. 學習內容及疑難解析：基因的表達（一）基因：1. 基因的發(fā)現(xiàn)：（1）基因概念的提出：19世紀60年代，遺傳學的奠基人孟德爾運用邏輯推理的方法首先提出了遺傳因子的概念，即我們今天所說的基因。孟德爾認為： 生物的性狀是由遺傳因子控制的。 遺傳因子在體細胞成對存在。 配子中只有這一對遺傳因子中的一個。 雌、雄配子結合后，遺傳因子恢復成對。（2）基因與染色體的關系：20世紀初科學家們逐漸發(fā)現(xiàn)了基因

2、與染色體的關系。 基因存在于染色體上，染色體是基因的載體。 基因是染色體上的遺傳單位。 基因在染色體上呈直線排列。（3）基因的化學本質：直到20世紀50年代，沃森和克里克提出DNA的分子結構以后，人們才徹底揭示出基因的化學本質。 基因是有遺傳效應的DNA片斷。 基因是由脫氧核糖核苷酸構成的反向平行的雙螺旋雙鏈結構。 遺傳信息來自基因中堿基對的排列順序。2. 基因的概念： 基因是決定生物性狀的基本單位，是有遺傳效應的DNA片斷。 在這里請同學們注意：生物的DNA中還有大部分的片斷沒有直接的遺傳效應，但它們對生物基因的表達具有調節(jié)作用。（二）基因的表達：基因的表達是通過基因控制蛋白質的合成實現(xiàn)的。

3、通過DNA分子的復制，親代成功地將自己的遺傳信息傳遞給了下一代；通過基因控制蛋白質的合成，遺傳信息又被進一步反映到蛋白質的分子結構上，從而實現(xiàn)基因的表達。 1. 基因控制蛋白質的合成：（1）RNA：RNA在基因控制蛋白質的合成過程中起著十分重要的作用。RNA的種類與功能：項目信使RNA（mRNA）核糖體RNA（rRNA）轉運RNA（tRNA）來源以DNA雙鏈中的一條鏈為模板，在細胞核內合成，然后通過核孔進入細胞質。也是以DNA分子中的某些部分作為模板合成的。也是以DNA分子中的某些部分為模板，遵循堿基互補配對原則在細胞核內合成的。功能將DNA中的遺傳信息（細胞核）傳遞到蛋白質上（細胞質的核糖體

4、中合成）。rRNA與蛋白質結合在一起，構成核糖體。是運載氨基酸的工具。tRNA有61種，一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，轉運那一種氨基酸由tRNA上的反密碼子有關。結構單鏈結構，由核糖核苷酸構成，其中相鄰的三個堿基組成一個密碼子，共有61種密碼子，兩種起始信號（兼職），三種終止信號（專職）。所有的生物共用一套遺傳密碼，但不同的信使RNA密碼子的排列順序不同。也是單鏈結構基本上是單鏈結構，但某些部分由于堿基配對形成雙鏈，外形似三葉草。它的一端能與氨基酸結合，它的另一端具有由三個堿基組成的反密碼子，反密碼子具有兩個作用，與信使RNA上的密碼子配對與轉運RNA轉運那一種氨基酸有關。 轉運RNA

5、在這里請同學們注意：密碼子具有簡并性，大多數(shù)的氨基酸都可以具有幾組不同的密碼子。（2）核糖體：核糖體是氨基酸合成蛋白質的場所。 核糖體由大小兩個亞基和信使RNA構成。 核糖體只有容納兩個轉運RNA的位置。 核糖體內具有縮合酶，可以催化兩個轉運RNA轉運來的氨基酸之間脫水縮合形成肽鍵。 每形成一個肽鍵，核糖體沿信使RNA向后移動三個堿基的位置。（3）基因控制蛋白質合成的過程： 轉錄：A. 轉錄的概念：以DNA的一條鏈為模板，合成信使RNA的過程。B. 轉錄的意義：使遺傳信息由細胞核傳遞到細胞質（核糖體）中。C. 轉錄的地點：主要是細胞核。細胞質中的線粒體和葉綠體也可以進行。D. 轉錄的過程解旋：

6、解旋酶的作用下，氫鍵斷裂，DNA分子的一部分解旋。轉錄：模板：以解旋后的DNA的一條鏈為模板。原料：細胞核中游離核糖核苷酸。能量：ATP酶：RNA聚合酶等原則：A與U，G與C的堿基互補配對原則。信使RNA合成后脫離模板，通過核孔出細胞核進入細胞質；DNA恢復成雙螺旋結構。 翻譯：A. 翻譯的概念：以信使RNA為模板，控制合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質的過程。B. 翻譯的意義：使遺傳信息傳遞到蛋白質的分子結構上。C. 翻譯的地點：細胞質（核糖體）D. 翻譯的過程：a. 信使RNA從核孔進入細胞質，核糖體與信使RNA起始端結合。b. 轉運RNA攜帶氨基酸，通過反密碼子與信使RNA上的密碼子配對

7、決定正確的氨基酸順序。c. 氨基酸放在正確的位置，tRNA離開核糖體，去轉運下一個氨基酸，由另一個轉運RNA新轉來的氨基酸在縮合酶的作用下通過肽鍵連接到上一個氨基酸上。d. 第二個氨基酸移動到第一個氨基酸位置，核糖體在mRNA上移動三個堿基對位置，接受下一個tRNA與氨基酸的復合體。e. 核糖體每次能容納兩個氨基酸，按密碼子順序，沿信使RNA合成多肽，直到遇到終止密碼子，核糖體從mRNA上脫落。f. 合成的多肽經過一定的盤曲折疊，形成有一定氨基酸順序的，有一定空間結構的，具有生物功能的蛋白質。在這里請同學們注意：密碼子不重疊，兩個密碼子間沒有標點符號，讀碼必須按照一定的讀碼框架，從正確的起點開

8、始，一個不漏地一直讀到終止信號。2. 中心法則及其發(fā)展：（1）克里克提出的“中心法則”：遺傳信息可以DNA從流向DNA，即完成的自我復制過程，也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即完成遺傳信息的轉露和翻譯過程。（2）中心法則的補充和發(fā)展： 在某些病毒中，RNA也可以自我復制。 在一些病毒蛋白質合成的過程中，RNA可以在逆轉錄酶的作用下，合成DNA。 在這里請同學們注意：遺傳信息可以從DNA流向DNA DNA的自我復制遺傳信息可從DNA流向RNA 轉錄過程遺傳信息可從RNA流向蛋白質 翻譯過程遺傳信息可從RNA流向DNA 逆轉錄過程 （病毒中出現(xiàn)）遺傳信息可從RNA流向RNA RNA的自我

9、復制（病毒中出現(xiàn)）3. 基因對性狀的控制：基因對性狀有兩種不同的控制方式。 直接控制作用 結構蛋白 細胞結構 結構基因 性狀 酶或激素 細胞代謝調節(jié)基因 間接控制作用（1）間接控制方式：控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀。如： 酪氨酸酪氨酸酶 黑色素若基因不正常，缺乏酪氨酸酶，就不能合成黑色素，從而導致白化病的發(fā)生。（2）直接控制方式：控制蛋白質分子的結構直接影響性狀。如：鐮刀貧血細胞病就是由于基因缺陷造成合成的血紅蛋白不正常，直接導致血紅細胞結構不正常?！镜湫屠}講析】例1 從單尾鰭鯉魚的成熟卵中提取一種RNA，注入雙尾鰭金魚受精卵中，結果幼小金魚中有一些出現(xiàn)單尾鰭性狀。這種RNA

10、之所以對性狀遺傳有明顯作用是因為（ ）A. 它是魚類的主要遺傳物質B. 是有關蛋白質合成的工具C. 是核糖體的基本化學成分D. 它攜帶特定的遺傳信息解析：信使RNA和DNA 上都有遺傳信息答案：D例2 實驗室模擬生物體內RNA轉錄的必須條件是（ ） 酶 游離的核糖核苷酸 ATP DNA分子 信使RNA 轉運RNA 適宜的溫度 適宜的酸堿度A. B. C. D. 解析：轉錄的基本條件，還需要適宜的PH值答案：D例3 密碼子存在于下列那種結構上（ ）A. DNA分子上 B. mRNA分子上 C. tRNA分子上 D. 多肽鏈上解析：密碼子存在于信使RNA 答案：B一. 選擇題 1. 某基因有堿基1

11、200個，則它控制合成的蛋白質所具有的氨基酸數(shù)目最多為（ ）A. 100個 B. 200個 C. 300個 D. 400個 2. 酪氨酸酶可以催化酪氨酸轉變?yōu)椋?）A. 苯丙氨酸 B. 苯丙酮酸 C. 色氨酸 D. 黑色素3. 提出中心法則的科學家是（ ）A. 格里菲思 B. 艾弗里 C. 沃森 D. 克里克4. 在核糖體中，所有密碼子與反密碼子之間的氫鍵數(shù)目不會超過（ ）A. 3個 B. 9個 C. 18個 D. 無法確定5. 核糖體中起主要作用的酶應該是（ ）A. DNA聚合酶 B. RNA聚合酶 C. 解旋酶 D. 縮合酶6. 只具有1種密碼子的是（ ）A. 苯丙氨酸 B. 酪氨酸 C.

12、 色氨酸 D. 亮氨酸7. 一段多核苷酸鏈中的堿基組成為20A，20%的C，30%的G，30%的T它是一段（ ） A. 雙鏈DNA B. 單鏈DNA C. 雙鏈RNA D. 單鏈RNA8. 構成DNA的堿基有4種，下列哪項堿基數(shù)量比因生物的種類不同而不同（ ） A.（A+G）/（T+C） B.（A+C）/（T+G）C.（A+T）/（G+C） D. A/T9.某基因中有脫氧核苷酸900個，則由它控制合成的蛋白質最多有多少種氨基酸（ ） A. 20 B. 150 C. 300 D. 90010. 某遺傳效應的DNA片段有堿基960個，此片段轉錄、翻譯合成一條肽鏈，則此肽鏈在形成時應脫去的水分子數(shù)為

13、（ ）A.480 B. 240 C. 160 D. 15911. 某多肽鏈含有99個肽鍵，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有（ ）A. 297 B. 300 C. 594 D. 60012. 某信使RNA的堿基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10，則作為它的模板的DNA分子中胞嘧啶占全部堿基的（ ） A. 30% B. 35% C. 70% D. 無法計算13. 一種轉運RNA只能轉運（ ）A. 不同種氨基酸 B. 一種氨基酸 C. 各種氨基酸 D. 一個氨基酸14. 關于基因的概念，下列哪種說法是錯誤的（ ）A. 基因在染色體上呈線性排列B. 基因是控制生物性狀的基本單位 C. 基因是染色體的一段 D. 基因是有遺傳效應的DNA片段15. 由堿基A，C和T可以組成的核苷酸種類是（ ）A. 8 B. 6 C. 5 D. 316.若測得精氨酸轉運RNA分子上的反密碼子為GCU，則DNA分子模板鏈上決定這個精氨酸的相應堿基是（ ） A