基因的表達

概念：基因通過控制蛋白質的合成來控制性狀中心法則及其補充1.元素組成：2.基本單位：3.單體種類：C、H、O、N、P核糖核苷酸磷酸基團腺嘌呤核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸P核糖含氮堿基AUGC（一）RNA的結構和種類A核糖POCPUPGPOOO磷酸二酯鍵4.結構：一般是

，長度比DNA

；能通過

從細胞核轉移到細胞質中。核糖核糖核糖單鏈短核孔（一）RNA的結構和種類5.種類mRNA：

RNA。以密碼子的形式，攜帶來自DNA的

，是

合成的

模板。tRNA：

RNA。攜帶的

能與mRNA上的

。

互補配對，轉運

。

（每種tRNA只能識別并轉運

種氨基酸。）rRNA：

RNA。

的組成成分，還能催化

的形成。信使遺傳信息蛋白質轉運氨基酸反密碼子一核糖體密碼子核糖體肽鍵（一）RNA的結構和種類直接mRNAtRNArRNA（一）RNA的結構和種類（一）RNA的結構和種類知識延伸1.病毒RNA：是RNA病毒的

。2.RNA類酶：

作用，降低化學反應的

。遺傳物質催化活化能DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本單位

核苷酸

核苷酸五碳糖含氮堿基結構

結構大多為

結構脫氧（核糖）核糖脫氧核糖核糖A、C、G、TA、C、G、U雙螺旋單鏈知識回顧（一）RNA的結構和種類DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）分布真核生物：

原核生物：

顯色反應與

呈綠色與

在沸水浴加熱條件下呈

。與

反應呈

。主要在細胞核（線粒體、葉綠體）主要在擬核（質粒）主要存在于細胞質甲基綠反應二苯胺藍色吡羅紅紅色知識回顧（一）RNA的結構和種類DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）功能

是主要的

，攜帶和復制

，并指導

的合成。

①是RNA病毒的

。

②mRNA：攜帶

，傳遞

。

③tRNA：運輸

。

④rRNA：組成

，

。

肽鍵形成（肽酰轉移酶）⑤少數作為

，具有

作用遺傳物質遺傳信息蛋白質遺傳物質密碼子遺傳信息氨基酸核糖體催化酶催化知識回顧（一）RNA的結構和種類【例】下列與真核生物中核酸有關的敘述，錯誤的是（B）A．線粒體和葉綠體中都含有DNA分子B．合成核酸的酶促反應過程中不消耗能量C．DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯鍵D．轉錄時有DNA雙鏈解開和恢復的過程（一）RNA的結構和種類（二）基因指導蛋白質合成的過程1.轉錄：通過

酶以

為模板合成

的過程。RNA聚合一條DNA鏈RNA（二）基因指導蛋白質合成的過程①過程（二）基因指導蛋白質合成的過程②要點（以真核生物為例）場所：產物：模板：條件原料：酶：能量：信息流動方向：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體mRNA（還有tRNA和rRNA）DNA的

鏈一條核糖核苷酸RNA聚合酶（作用于

鍵）游離四種

。磷酸二酯鍵和氫ATPDNA→mRNA（遺傳信息）（密碼子）教材中的隱性知識

源于必修2P63“圖4－4”(1)遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程

(填“需要”或“不需要”)解旋酶。(2)一個基因轉錄時以基因的

條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈

(填“一定”或“不一定”)相同。(3)轉錄方向的判定方法：

為轉錄的起始方向。不一定不需要已合成的mRNA釋放的一端一2.翻譯：游離在細胞中的各種

，以

為模板合成具有

的蛋白質的過程。

氨基酸mRNA一定氨基酸序列（二）基因指導蛋白質合成的過程過程mRNAtRNAmRNAtRNA終止密碼脫離（二）基因指導蛋白質合成的過程②要點（以真核生物為例）場所：產物：模板：條件原料：酶：能量：信息流動方向：核糖體有一定

順序的蛋白質mRNA氨基酸rRNA（催化

）游離20種

。ATPmRNA→蛋白質（密碼子）（控制性狀）氨基酸肽鍵形成（二）基因指導蛋白質合成的過程③密碼子概念：信使RNA上決定1個氨基酸的

。種類：共

種，其中決定氨基酸的密碼子有

種。含

種

起始密碼子（AUG甲硫氨酸，GUG纈氨酸），

種

終止密碼子（不決定氨基酸：UAA、UAG、UGA）。數量關系：1種密碼子只對應

種氨基酸以及

種tRNA；而1種氨基酸卻可對應

種密碼子以及

種tRNA。3個相鄰堿基646123111種或多1種或多（二）基因指導蛋白質合成的過程色氨酸甘氨酸

GGUGGCGGAGGG絕大多數氨基酸都有幾個密碼子，這一現象稱為密碼子的簡并。即：密碼子具有

性?！救纭縐GG簡并④tRNA結構：

結構種類：共

種數量關系：1種tRNA只能轉運

種氨基酸；

1種氨基酸可由

種tRNA

轉運。（二）基因指導蛋白質合成的過程三葉草葉形6111種或多⑤翻譯效率（特點：

）數量關系：方向：意義：結果：（二）基因指導蛋白質合成的過程多同時短長左到右1個mRNA可相繼結合

個核糖體，

進行多條肽鏈的合成，稱為多聚核糖體；從

到

（如圖：從

）；少量的mRNA分子可以迅速合成出

的蛋白質；大量合成多條

的肽鏈。（理由：

相同）相同快速高效模板mRAN教材中的隱性知識

源于必修2P66“圖4－5”a.tRNA

(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中

(填“是”或“不是”)只有三個堿基。b.反密碼子的讀取方向為

。含有不是由氨基酸連接端開始讀(由長臂端向短臂端讀取)(1)(源于必修2P62～63“正文”)RNA適合做信使的原因是______________________________________________________________________________________________________________。(2)分析DNA轉錄和翻譯過程

闡述基本原理，突破長句表達

連接而成，可以儲存遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中RNA由核苷酸①圖中翻譯方向是

，判斷依據是__________________________。②圖示信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，其意義是____________________________________________。從左向右多肽鏈的長短，長的翻譯在前少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質③翻譯過程中，

在

上移動并依次讀取密碼子，進行肽鏈的合成，直到讀取到

上的

，合成才能終止。從核糖體上脫落下來的是有特定功能的成熟蛋白質嗎？提示剛從核糖體上脫落下來的只能稱之為多肽，必須經過一定的加工才能成為具有特定功能的成熟蛋白質。核糖體mRNAmRNA終止密碼（二）基因指導蛋白質合成的過程【例】（2019·海南卷）下列與蛋白質、核酸相關的敘述，錯誤的是（A）

A.一個核糖體上可以同時合成多條多肽鏈B.一個蛋白質分子可以含有多個金屬離子C.一個mRNA分子可以結合多個核糖體D.一個DNA分子可以轉錄產生多個RNA分子（二）基因指導蛋白質合成的過程【例】（2018全國Ⅰ卷，2）生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是（B）A.真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物B.真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有C.若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶D.若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶（二）基因指導蛋白質合成的過程3.相關計算①堿基、密碼子、氨基酸等的計算（不考慮非編碼區(qū)和內含子）

（二）基因指導蛋白質合成的過程DNA（基因）:

mRNA:

密碼子

:tRNA

:氨基酸堿基個數堿基個數個數個數個數6:

3

:

1

:

1

:

1②轉錄過程中堿基的計算（繪圖法）（二）基因指導蛋白質合成的過程【例】假設某一段mRNA上有60個堿基，其中A有15個，G有25個，那么轉錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中，“C+T”的個數以及該mRNA你翻譯成的蛋白質所含有氨基酸的個數分別是（不考慮終止密碼子）（A）A.60、20B.80、40C.40、20D.40、30（二）基因指導蛋白質合成的過程注意1.已知氨基酸數目求其他，一般用至少；2.已知基因中堿基的數目求其他，一般用至多；3.解題時，若沒有特殊提示通常不考慮終止密碼子?！纠恳欢卧松锏膍RNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數及合成這段多肽需要的tRNA個數以及轉錄此mRNA的基因中至少含堿基數，依次為（B）

A．32；11；66 B．36；12；72C．12；36；24 D．11；36；72（二）基因指導蛋白質合成的過程【例】

(2009·上海，17)某條多肽的相對分子質量為2778，若氨基酸的平均相對分子質量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是（D）

A．75對堿基B．78對堿基

C．90對堿基D．93對堿基（二）基因指導蛋白質合成的過程【解析】設有氨基酸x個，則：

110x－18（x－1）=2778x=30基因至少含有30×6=180個堿基，但要考慮終止密碼子，則：

180+6=186個堿基=93個堿基對（二）基因指導蛋白質合成的過程原核生物的基因表達（邊轉錄邊翻譯）知識延伸mRNADNA模板鏈RNA聚合酶（二）基因指導蛋白質合成的過程4.遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較

遺傳信息密碼子反密碼子存在位置在

上，是基因中

的排列順序。（除RNA病毒）在

上，決定1個氨基酸的3個

堿基。在

上，是與

互補配對的3個堿基。作用決定氨基酸的排列順序的

原因。（間接決定）決定氨基酸的排列順序的

原因。與mRNA上的密碼子互補，以

氨基酸在

上面的位置。DNAmRNA脫氧核苷酸相鄰tRNA密碼子根本直接確定（二）基因指導蛋白質合成的過程5.復制、轉錄和翻譯的聯系

（二）基因指導蛋白質合成的過程6.復制、轉錄和翻譯的比較

復制轉錄翻譯時間細胞分裂(有絲分裂和

)的

期個體生長發(fā)育的

過程場所真核細胞：主要在

，以及

；原核細胞：主要在

，以及

。

（例如：

）模板DNA的

條鏈DNA的

條模板鏈減數第一次分裂前整個細胞核間線粒體、葉綠體擬核細胞質核糖體兩一mRNA質粒（二）基因指導蛋白質合成的過程

復制轉錄翻譯原料4種

。4種

。20種

。條件酶（

酶）、ATP酶（

酶）、ATP酶（

）、ATP和

。產物2個

。1個

。（mRNA、tRNA、rRNA）脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸解旋酶、DNA聚合RNA聚合rRNAtRNA雙鏈DNA單鏈RNA多肽鏈6.復制、轉錄和翻譯的比較

（二）基因指導蛋白質合成的過程

復制轉錄翻譯特點

復制（多起點邊解旋邊雙向復制）邊

邊轉錄（原核細胞：邊轉錄邊翻譯）一個mRNA上結合多個

，依次合成多條

。堿基配對遺傳信息傳遞半保留解旋核糖體肽鏈DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質A－T、T－AG－C、C－GA－U、T－AG－C、C－GA－U、U－AG－C、C－G6.復制、轉錄和翻譯的比較

三中心法則補充后的圖解克里克三中心法則1.能分裂的細胞及噬菌體等DNA病毒

2.不能分裂的細胞三中心法則3.煙草花葉病毒等大部分RNA病毒

4.HIV等逆轉錄病毒四基因控制生物的性狀（一）基因控制性狀的途徑

1.直接控制

基因蛋白質的結構控制生物的性狀直接控制（一）基因控制性狀的途徑一般過程基因結構蛋白控制生物性狀表現囊性纖維化病CFTR基因缺失3個堿基508位缺少苯丙氨酸蛋白質空間結構變化CFTR轉運氯離子的功能異?；颊咧夤軆瑞ひ涸龆啵芮皇茏?，細菌繁殖，肺部感染鐮刀型細胞貧血癥血紅蛋白基因中1個堿基對被替換血紅蛋白中谷氨酸被纈氨酸替換，空間結構改變紅細胞呈鐮刀型紅細胞易破裂，使人患貧血組成細胞形態(tài)、結構（一）基因控制性狀的途徑2.間接控制

基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制（一）基因控制性狀的途徑一般過程基因酶的合成控制生物性狀表現白化病病編碼酪氨酸酶基因異常缺少酪氨酸酶不能合成黑色素出現白化癥狀皺粒豌豆的形成編碼支鏈淀粉酶的基因被插入的DNA序列打亂支鏈淀粉酶異常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆，失水皺縮控制代謝過程（二）基因與性狀的關系1.一般而言1個基因決定

種性狀，但有時1個基因可影響

個性狀；（如：下圖中的基因1就會影響性狀B和C）2.生物體的1種性狀有時受

個基因的影響；（如玉米葉綠體的形成至少與50多個不同的基因有關）3.生物的性狀是

與