第1課時

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯第29講

基因的表達學(xué)習(xí)目標：概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成動子區(qū)域會有比較特定的堿基序列，這段比較特殊的堿基序列，會被一些叫做轉(zhuǎn)錄因子（Transcriptionfactors,TFs）的蛋白質(zhì)識別。在細胞感受到外界環(huán)境刺激時，這些轉(zhuǎn)錄因子，就會去識別以及結(jié)合這段特定的堿基序列。激活基因的表達。比如，上圖白色的東東，就可以看做是TF，TF結(jié)合到啟動子上的特定序列以后，召集各種翻譯所需要的蛋白（主要是轉(zhuǎn)錄酶，黑紫色東東），然后mRNA(紫色鏈狀)就從DNA（蒂芙尼藍色雙鏈）上轉(zhuǎn)錄下來一、RNA的結(jié)構(gòu)和功能

核糖核苷酸蛋白質(zhì)氨基酸密碼子核糖體遺傳物質(zhì)一、RNA的結(jié)構(gòu)和功能提醒DNA和RNA的區(qū)別(1)正確判斷DNA和RNA①含有堿基T或脫氧核糖?DNA；②含有堿基U或核糖?RNA。(2)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推斷正在進行DNA的合成；若大量利用U，可推斷正在進行RNA的合成。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念：在細胞核中，通過RNA聚合酶以______________為模板，合成RNA的過程。[提醒]以基因為單位進行，在同一個細胞內(nèi)的不同基因可以選擇性轉(zhuǎn)錄。不同的基因轉(zhuǎn)錄使用的模板不一定在DNA的同一條鏈上。(2)場所：主要在________中，在________中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。DNA的一條鏈細胞核細胞質(zhì)游離的核糖核苷酸RNAmRNA（3）過程[提醒]真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。三、遺傳信息的翻譯(1)概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以________為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。(2)場所：核糖體。mRNA（3）過程：核糖體tRNA核糖體終止密碼子四、遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關(guān)系結(jié)合氨基酸的部位反密碼子5′3′tRNAPOHACA5′3′mRNA共64種共61種四、遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關(guān)系(2)密碼子、tRNA和氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系①密碼子有64種，其中AUG既可以編碼__________，又是起始密碼子；GUG在_________中，可以作為起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸；在其他情況下，它編碼纈氨酸；UGA在正常情況下是終止密碼子，在特殊情況下可以編碼_______________。②一種密碼子只能決定

氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運

氨基酸。③每種氨基酸對應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性)，可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運。甲硫氨酸原核生物硒代半胱氨酸一種一種3.基因表達中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系DNA堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)＝

。6∶3∶1提醒實際基因表達過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因①DNA中有的片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②在基因片段中，有的片段(如非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。③合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。④轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，正常情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。A.若③上的某一個堿基發(fā)生了改變，一定會引起生物性狀的改變B.組成②的單體是核糖核苷酸C.該圖表示翻譯過程，丙氨酸的密碼子是CGAD.若合成蛋白質(zhì)的基因中有3000個堿基對，則合成的蛋白質(zhì)中最多有氨基酸500個D深挖教材（1）（P67思考·討論）密碼子具有簡并性，你認為這對生物的生存有何意義？試分析：_______________________________________________________。（2）(教材必修2P69“拓展應(yīng)用”)紅霉素、環(huán)丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細菌的生長，它們的抗菌機制如下表所示，其中，紅霉素影響

過程，環(huán)丙沙星影響

過程，福利平影響

過程。提示：在一定程度上能防止由于堿基改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變，有利于保持蛋白質(zhì)(或生物性狀)的穩(wěn)定性提示：翻譯、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄長句應(yīng)答（1）根據(jù)mRNA中堿基的排列順序能否準確寫出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否確定mRNA中的堿基排列順序？

.（2）水母熒光基因通過基因工程能在小鼠體內(nèi)表達，原因是

。提示：前者可以，后者不能確定。因為一種密碼子只對應(yīng)一種氨基酸(在一般情況下，終止密碼子沒有對應(yīng)的氨基酸)，但一種氨基酸可以有多種密碼子。提示：所有生物共用一套遺傳密碼(2021·湖南卷改編)細胞內(nèi)不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述中錯誤的是(

)A．細胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因BB．真核生物核基因表達的①和②過程分別發(fā)生在細胞核和細胞質(zhì)中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子D課后作業(yè)1．下圖表示某生物細胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理變化，X表示某種酶，請據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是()A．X為RNA聚合酶B．圖中最多含5種堿基、8種核苷酸C．過程Ⅰ在細胞核內(nèi)進行，過程Ⅱ在細胞質(zhì)內(nèi)進行D．b部位發(fā)生的堿基互補配對方式可有T—A、A—U、C—G、G—CC真核生物：先轉(zhuǎn)錄，后翻譯DNAmRNA邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯原核生物：拓展真核細胞與原核細胞轉(zhuǎn)錄與翻譯的區(qū)別2.如圖表示真核細胞中核基因遺傳信息的傳遞和表達過程,下列敘述正確的是(

)A.甲、乙兩圖所示生理過程都需要解旋酶和DNA聚合酶B.甲、乙兩圖所示生理過程中，所需模板完全相同C.乙、丙兩圖表示的是核基因遺傳信息的表達過程D.甲、乙、丙三圖所示生理過程中，原料不同，堿基配對情況完全相同C3.(2022·湖北咸寧高三月考)病毒EV71為單股正鏈RNA(＋RNA)病毒，下圖為該病毒在宿主細胞內(nèi)增殖的示意圖。下面說法不合理的是()A．＋RNA上至多含有64種密碼子B．物質(zhì)M的合成場所是宿主細胞的核糖體C．過程①②分別是指逆轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄D．若EV71的＋RNA含有1000個堿基，其中堿基C和G占400個，以該＋RNA為模板合成一條子代＋RNA的過程共需要堿基A和U1200個CmRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系圖，據(jù)圖回答問題：(1)上圖反映的數(shù)量關(guān)系是________________________。(2)上圖中翻譯的方向從____向____，判斷依據(jù)是________________________。(3)圖中所示的翻譯特點，其意義是________________________。答案：(1)一個mRNA分子上可結(jié)合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈(2)左右多肽鏈的長短，長的翻譯在前(3)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)

第2課時

中心法則及基因表達與性狀的關(guān)系第29講

基因的表達學(xué)習(xí)目標：(1)概述細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。（2）概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。一、中心法則(1)總表達式①DNA的復(fù)制；②________；③翻譯；④___________；⑤___________。轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制RNA逆轉(zhuǎn)錄一、中心法則(2)分別寫出下列相關(guān)中心法則表達式①寫出噬菌體等病毒的中心法則_________________________________

。②寫出煙草花葉病毒等病毒的中心法則________________________

。③寫出HIV等病毒的中心法則___________________________________________

。一、中心法則④寫出洋蔥表皮細胞內(nèi)的遺傳信息傳遞方式__________________________。⑤寫出洋蔥根尖分生區(qū)細胞內(nèi)的遺傳信息傳遞方式_______________________________

。提醒高度分化的細胞不可進行DNA復(fù)制過程，如神經(jīng)元、葉肉細胞等?！叭捶ā迸袛嘀行姆▌t各過程

都遵循堿基互補配對的原則二、基因控制性狀的途徑實例1：豌豆的圓粒與皺?；蛎复x過程性狀編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成為淀粉，淀粉含量降低淀粉含量低，失水皺縮編碼淀粉分支酶的基因外來DNA插入二、基因控制性狀的途徑實例2：人的白化病基因酶代謝過程性狀控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶合成酪氨酸能轉(zhuǎn)化為黑色素含有黑色素表現(xiàn)正?？刂蒲t蛋白的基因正常血紅蛋白結(jié)構(gòu)正常正常紅細胞血紅蛋白基因堿基序列發(fā)生改變血紅蛋白蛋白結(jié)構(gòu)異常紅細胞形狀變?yōu)殓牭稜?，易破裂使人患溶血性貧血鐮刀型細胞貧血病基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性狀表現(xiàn)正常二、基因控制性狀的途徑二、基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示)(2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)酶的合成代謝過程三、基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系(1)大多數(shù)情況下，基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系。①一個基因

________性狀。②一個基因

________性狀(如基因間相互作用)。③多個基因

________性狀(如身高、體重等)。④生物體的性狀也不完全是由基因決定的，________對性狀也有著重要影響。(2)基因與基因、基因與__________________、基因與________之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細地調(diào)控著生物體的性狀。一種多種一種環(huán)境基因表達產(chǎn)物環(huán)境保持不變甲基化四、表觀遺傳深挖教材（1）(必修2P73思考·討論T3)資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？這對你認識基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？_______________________________________________________________。（2）(必修2P74批判性思維)你如何評價基因決定生物體的性狀這一觀點？___________________________________________________________________________________。（3）(教材必修2P72“思考·討論”)表格中3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？提示：DNA甲基化修飾可以遺傳給后代?；蛲ㄟ^其表達產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀提示：要客觀全面地評價基因決定論的觀點，認識到性狀的形成往往是內(nèi)因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結(jié)果提示：細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。長句應(yīng)答1．囊性纖維化的發(fā)病原因說明了基因控制生物體性狀的途徑之一是____________________________________________________________________________________。2.同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。原因是_______________________________________________________。提示：基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀提示：基因控制生物的性狀，而性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響典例1、下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，據(jù)圖分析正確的是()A．人體成熟的紅細胞中只進行①②過程而不進行③④過程B．X1與X2的區(qū)別主要是脫氧核苷酸排列順序的不同C．人體衰老引起白發(fā)的原因是③④過程不能完成D．上圖反映了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及酶的合成來控制生物體的性狀D典例2、(2020·重慶模擬)柳穿魚是一種園林花卉，其花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達直接相關(guān)。A、B兩株柳穿魚體內(nèi)Lcyc基因的堿基序列完全相同，只是植株A的Lcyc基因在開花時表達，植株B的Lcyc基因被高度甲基化(Lcyc基因有多個堿基連接了甲基)，開花時不能表達，從而導(dǎo)致A、B植株的花明顯不同。將A、B植株作為親本進行雜交，F(xiàn)1的花與植株A相同，F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A相同，少部分植株的花與植株B相同，科學(xué)家將這種特殊的遺傳方式稱作表觀遺傳。據(jù)此判斷，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．上述柳穿魚的雜交情況說明植株B的Lcyc基因發(fā)生了隱性突變B．細胞中基因表達與否以及表達水平的高低會導(dǎo)致生物的性狀發(fā)生差異C．表觀遺傳能夠使生物體在基因的堿基序列不變的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變D．基因組成完全相同的同卵雙胞胎具有的微小差異可能與表觀遺傳有關(guān)A(2020·全國卷Ⅲ，1)關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是()B1．(2021·安徽六校二聯(lián))如圖是中心法則示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．果蠅精原細胞的基因突變主要發(fā)生在a過程B．洋蔥根尖細胞的b過程可以發(fā)生在細胞核和線粒體中C．c、d過程所需的原料分別是氨基酸、脫氧核苷酸D．d、e過程可分別發(fā)生在HIV和煙草花葉病毒體內(nèi)D2．(2022·山東菏澤高三月考)牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：從圖中不能得出的是(

)A．花的顏色由多對基因共同控制B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝C．生物性狀由基因決定，也受環(huán)境影響D．若基因①不表達，則基因②和基因③不表達D3．(2022·山東煙臺模擬)在一個蜂群中，少數(shù)幼蟲一直取食蜂王漿才能發(fā)育成蜂王，大多數(shù)幼蟲以一般的蜂蜜為食而發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團，如圖1所示，圖2是被甲基化的DNA片段。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲不取食蜂王漿也可直接發(fā)育成蜂王。下列分析錯誤的是()A．蜂王漿的作用可能是抑制DNMT3基因的表達B．胞嘧啶甲基化可能會干擾RNA聚合酶與DNA結(jié)合，