一轮复习基因的表达概述

基因的表达复习课标．概述遗传信息的转录和翻译（1）能说明遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。（2）能说明基因控制蛋白质合成的过程。（3）能说明遗传密码的特点。考纲（1）基因的的概念Ⅱ（2）遗传信息的转录和翻译Ⅱ（3）基因与性状的关系Ⅱ一、基因控制蛋白质的合成的过程㈠RNA的种类及功能主要存在于中。主要存在于的中.在DNA的生物体内是遗传物质，在有DNA的生物体内辅助DNA完成遗传功能是主要的，携带。通常只有种分为、和三种.通常为.通常为.㈡DNA与RNA的比较比较项目DNARNA化学组成基本单位五碳糖碱基无机酸结构分类功能存在4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、T、C、GA、U、C、G磷酸磷酸双螺旋结构单链结构一mRNAtRNArRNA遗传物质遗传信息细胞核染色体细胞质无㈢遗传信息的转录⑴、转录概念：.⑵、时间。⑶、场所:。⑷、模板:。⑸、原料:。⑹、酶:。⑺、产物:。⑻、特点:。细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要RNA聚合酶单链的RNA边解旋边转录个体发育的各个阶段在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。⑼、原则:。碱基互补配对原则:A=U，T=AC=GG=C⑽、能量：。细胞呼吸氧化分解有机物释放能量形成的ATP⑾遗传信息传递：。DNA传递给RNA⑿、模板去路：。与DNA模板对应链恢复双螺旋DNA⒀、双链DNA分子中，配对的两个碱基之和在各单链中的比例与总链的比例及mRNA的比例相等。。即：(A+T)α%=(A+T)β%=(A+T)总%=(A+U)mRNA%；(G+C)α%=(G+C)β%=(G+C)总%=(G+C)mRNA%⑹、酶:。⑴、翻译概念：⑵、时间。⑶、场所:。⑷、模板:。⑸、原料:。⑺、产物:。⑻、原则:。⑼、能量：。⑽遗传信息传递：。⑾、模板去路：。在细胞质的核糖体上,以mRNA为模板,以转运RNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程个体发育的各个阶段细胞质的核糖体以信使RNA为模板20种氨基酸特定的多种酶特定氨基酸顺序的蛋白质mRNA与tRNA配对,A=U，U=AC=GG=C细胞呼吸氧化分解有机物释放能量形成的ATPRNA传递给蛋白质多肽分解成四种核糖核苷酸㈣遗传信息的翻译⑿、上核糖核苷酸（碱基）的排列顺序叫。mRNA遗传密码⒀、过程：。⒁mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。②目的、意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。③方向：从左向右(见上图),判断依据是根据多肽链的长短,长的翻译在前。④结果：合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同,所以合成了4条相同的肽链,而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成,也不是合成出4条不同的肽链。与转录、翻译有关的特别提醒（12个注意点）⑴转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。⑵密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。⑶翻译进程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。以一个密码子(3个碱基)位置为单位移动⑷遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下⑸转录时，RNA聚合酶识别基因上的启动子，沿着DNA模板链移动，边解旋边转录。⑹mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为一个密码子。由于密码子的简并性，不同的密码子可能决定相同的氨基酸.⑺转录的产物是RNA，故与DNA中起点结合的酶是RNA聚合酶；一个细胞周期中，核DNA只复制一次，而基因可进行多次表达。⑻反密码子存在于tRNA上；AUG是起始密码，新合成的多肽链首端应是甲硫氨酸，但新生肽链经过内质网和高尔基体的加工后，甲硫氨酸被切除。⑼碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子,故A—U,U—A配对,不能出现T。⑽翻译起点：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。⑾解答蛋白质合成的相关计算时，应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA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。⑿tRNA有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子部分的是3个。二、基因、性状的概念及关系控制基因性状等位基因显性基因隐性基因控制显性性状控制隐性性状相对性状基因型表现型等位基因分离导致性状分离+环境实例一：豌豆的圆粒与皱粒㈠、基因、蛋白质与性状的关系实例编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）实例二：人的白化病遗传控制酶形成的基因异常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病表现正常结论2：基因通过控制蛋白质的合成来控控制生物体的性状基因对性状控制的方式(1)直接途径：基因――→控制蛋白质结构――→控制生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。(2)间接途径：基因――→控制酶的合成激素合成――→控制细胞代谢――→控制生物性状，如白化病、豌豆的粒形。控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血实例三镰刀型细胞贫血症mＲＮＡ氨基酸结构蛋白质正常异常缬氨酸谷氨酸ＤＮＡＧＡＡＣＴＴＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突变ＧＵＡCFTR基因缺失了3个碱基结构蛋白(CFTR蛋白)异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染基因通过控制直接控制生物体的性状结论2：蛋白质的结构实例四---囊性纤维病基因结构蛋白细胞结构生物性状酶或激素细胞代谢生物性状蛋白质直接作用间接作用总之：a.生物性状主要是由蛋白质体现b.蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由基因控制的人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也很重要。㈢生物体性状的多基因因素基因与基因、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。㈣基因与性状的三种对应关系：其中最常见的是：______(即一个基因___________性状)。一对一只决定一种(1)不同生物的中心法则是不同的，但凡是有细胞结构的生物，不论是真核生物还是原核生物，其遗传信息流动的方向是相同的。(2)RNA复制和逆转录只会出现在RNA病毒繁殖后代过程中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。由于基因中有的片段不转录以及转录出的mRNA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的6倍多(6∶3∶1的计算方法应注意前提条件)。基因概念中的“遗传效应”是指控制生物的性状,而基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的；组成蛋白质的氨基酸约有20种,基因不能只决定一种氨基酸的位置,而是决定组成蛋白质的所有氨基酸的位置。对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体也是基因的载体；对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。特别提醒(1)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。(2)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。(3)RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。(4)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，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。(5)需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作为模板)和转录(DNA的一条链作为模板)。(6)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。⑺高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径,但具体到不同细胞情况不尽相同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。⑻RNA的复制和逆转录只发生在RNA病毒在宿主细胞内的增殖过程中，而且逆转录过程必须有逆转录酶的参与.⑼DNA复制过程，碱基互补配对方式为A—T、G—C转录，碱基互补配对方式为A—U、G—C、T—A；⑽转录主要发生在细胞核中，还可发生在叶绿体和线粒体中;翻译主要发生在细胞质中的核糖体上；⑾DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶;转录过程需要RNA聚合酶；根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右。⑿有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA中；凡是有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，逆转录过程只存在于少数以RNA为遗传物质的病毒内。⒀核糖体上合成的只是肽链，肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，才成为具有一定空间结构的蛋白质。⒁中心法则体现了DNA的两大基本功能①对遗传信息的传递功能通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。②对遗传信息的表达功能通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。DNA复制只发生在细胞分裂间期，高度分化的细胞中不再发生。只要是活细胞(哺乳动物成熟红细胞等无核细胞除外)均可进行转录和翻译。(1)写出细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则四、中心法则的提出及其发展1、1957年克里克提出中心法则：2、利用流程图分类剖析中心法则(2)写出烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则(3)写出HIV等逆转录病毒的中心法则遗传信息由传递到,然后由决定的特异性。DNARNARNA蛋白质复制逆转录DNA蛋白质RNA转录翻译复制2、含义he内容(4)所有生物的中心法则3、DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录比较DNA复制转录翻译RNA复制逆转录概念时间在细胞质的核糖体上,以mRNA为模板,以转运RNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。在细胞核内，以DNA的两条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成DNA的过程。以RNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成DNA的过程。以RNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。个体发育的各个阶段个体发育的各个阶段有丝分裂和减数分裂间期侵染宿主细胞增殖时侵染宿主细胞增殖时DNA复制转录翻译RNA复制逆转录场所原料模板能量细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNA为模板四种核糖核苷酸20种氨基酸细胞核宿主细胞宿主细胞四种核糖核苷酸四种脱氧核糖核苷酸四种脱氧核糖核苷酸DNA的两条链RNA单链RNA单链细胞氧化分解有机物形成的ATP细胞氧化分解有机物形成的ATP细胞氧化分解有机物形成的ATP宿主细胞氧化分解有机物形成的ATP宿主细胞氧化分解有机物形成的ATPDNA复制转录翻译RNA复制逆转录酶原则特点过程逆转录酶RNA聚合酶DNA的一条链与mRNA配对mRNA与tRNA配对RNA单链与DNA单链配对RNA单链与RNA单链配对DNA的两条链与DNA子链配对解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶…A-G-C–T……T-C–G-A……A-G-C–T……U-C–G-A…A-G-C–U…U-C–G-A…A-G-C–U…U-C–G-A…A-G-C–U…T-C–G-A…半保留复制边解旋边转录边解旋边复制解旋形成子链形成子代DNA分子解旋形成RNA子链形成子代RNA分子起始肽链延长终止形成DNA分子形成子链形成RNA子链形成子代RNA分子基因通过DNA控制蛋