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·1·基因的表达学习目标：1．熟练掌握转录和翻译的过程，弄清与DNA复制之间的关系2．理解中心法则及其发展，弄清基因、蛋白质与性状的关系基础知识一、RNA的化学组成及分类磷酸1．RNA的基本组成单位：碱基：2．RNA的结构：一般是链，而且比DNA，因此能够通过，从细胞核转移到细胞质中。[思考]RNA通过核孔由细胞核进入细胞质，穿过层磷脂分子层3．RNA的分布：主要分布在中，可以用进行染色观察。4．RNA的种类：（1）mRNA→将遗传信息从传递到细胞质中（2）tRNA→，识别密码子（3）rRNA→的组成成分二、遗传信息的转录1．转录的概念：在中，以为模板合成mRNA的过程2．转录的过程：（1）解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。（2）配对：细胞中游离的与DNA链上的碱基互补时，两者以结合。（3）连接：在作用下，游离的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA上。（4）脱离：合成的从DNA链上释放，DNA恢复。3．场所：4.条件：模板：、原料：能量：、酶：5．碱基互补配对原则：6.特点：7．产物：三、遗传信息的翻译1．翻译的概念：游离在中的各种氨基酸，以为模板合成具有一定顺序的蛋白质的过程。2．密码子：（1）位置：在上（2）实质：决定一个氨基酸的三个相邻。（3）种类：种，其中终止密码子个，起始密码子个，能决定氨基酸的是。·2·3．tRNA（1）种类：种（2）结构：三叶草形，一端是携带的部位，另一端有3个碱基可以与mRNA上的密码子，叫。（3）tRNA与氨基酸的关系：一个tRNA一次只能转运个氨基酸，一种tRNA只能识别并转运种氨基酸，一种氨基酸可以由种tRNA来转运。4．过程（1）mRNA进入细胞质与结合。（2）携带氨基酸的tRNA与mRNA的碱基，将氨基酸置于特定位置。（3）2个氨基酸脱水缩合形成（写出结构简式），连接成肽链。（4）沿着mRNA移动，读取下一个密码子，直至读取到合成终止。（5）肽链合成后，从核糖体上脱离，经过一系列“加工”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的。5．场所：6.条件：模板：、原料：能量：、酶、工具：7．碱基互补配对原则：8．产物：[思考]①翻译的时间在细胞分裂的期，个体发育的整个过程。②翻译是一个快速的过程，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，原因是。③肽链需要细胞器进一步加工才能成为具有一定空间结构的蛋白质。[练习1]对于右图的说法，不正确的是（）①表示DNA复制过程②一定需要逆转录酶③共有5种碱基④共有6种核苷酸⑤遵循碱基互补配对原则⑥A均代表同一种核苷酸A.①②③B.④⑤⑥C.①②⑥D.③⑤⑥[练习2]DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处是（）A.利用的模板都相同B.利用的原料都相同C.所利用的酶都相同D.都遵循碱基互补配对原则[练习3]遗传信息的“转录”和“翻译”过程分别是指（）A.DNA→DNA，DNA→RNAB.RNA→RNA，RNA→蛋白质C.DNA→RNA，RNA→蛋白质D.RNA→蛋白质，蛋白质→性状[练习4]若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为（）A.UACB.AUGC.ATGD.TAC·3·四、中心法则的提出及其发展1.提出者：2．内容图解3.发展（1）存在RNA复制酶的病毒遗传信息的流向：（2）存在逆转录酶的病毒遗传信息的流向：（3）疯牛病病原体（朊病毒）的遗传信息的流向：4.完善后的中心法则五、基因、蛋白质、性状的关系基因通过控制蛋白质的合成来控制性状，有两条途径：1、间接途径：基因通过控制的合成来控制过程，从而控制性状，实例：白化病是由于控制的基因异常而引起的。2、直接途径：基因通过控制来直接控制性状，实例：囊性纤维病是由于编码的基因缺失3个碱基引起的。3.基因与性状的关系（1）基因与性状的关系并不都是简单的关系。有些性状由多个基因决定，有些基因也可能影响决定多个性状（2）基因与、基因与、基因与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。[练习5]已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是()A．DNA→DNA→RNA→蛋白质B．RNA→RNA→蛋白质C．DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质→RNA[练习6]下列关于基因的说法，正确的是()A．真核细胞的基因都存在于染色体上B．基因中的3个相邻的碱基构成一个密码子C．基因中的一个碱基发生变化，必将导致密码子的改变，从而引起生物性状的改变D．有些性状是由多对基因控制的[练习7]下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答：·4·（1）图中涉及的遗传信息传递方向为：_________________________________(以流程图的形式表示)。(2)转录过程主要发生在________（填场所）。(3)mRNA是以图中的③为模板，在[]________的催化作用下，以4种游离的________为原料，依次连接形成的。(4)能特异性识别mRNA上密码子的分子是________，它所携带的小分子有机物可用于合成图中[]________________。(5)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：基因中一个G—C对被A—T对替换，导致由此转录形成的mRNA上________个密码子发生改变，经翻译形成的④中__________________________发生相应改变。知识探究一：DNA分子的复制、转录、翻译之间的区别、联系和应用[例题1]下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：（1）甲图表示的过程是，乙图表示的过程是（2）乙过程的模板是[]________中的________链，进行的场所是________，所需要的原料是________。（3）甲过程的场所是[]______，需要的模板是[]_____，运载氨基酸的工具是[]_______，以③中已知序列为模板翻译后的产物是________肽，翻译过程中需要________个tRNA来运载。（4）DNA分子复制需要酶，转录需要酶。（5）甲、乙表示的过程的意义是。[例题2]（2013·海南生物）甲(ATGG)是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙(A-P～P～P)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是A．甲、乙、丙的组分中均有糖B．甲、乙共由6种核苷酸组成C．丙可作为细胞内的直接能源物质D．乙的水解产物中含有丙[思维拓展]（1）上题（3）中翻译的产物最多需要种tRNA、个密码子、种密码子；若翻译的产物由78个氨基酸构成，则需要个密码子、最多种密码子（2）若图中的④所示的分子中有600个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有个碱基，合成的蛋白质中最多有氨基酸个·5·[归纳总结]（1）复制、转录和翻译的区别复制转录翻译时间细胞分裂的期个体生长发育的整个过程（细胞分裂和分化过程）场所主要在主要在细胞质的模板DNA的条链DNA的一条链原料4种核苷酸4种核苷酸20种氨基酸其他条件酶和ATP酶和ATP酶、ATP和产物2个双链DNA一个单链RNA特点、边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸碱基配对A—T，T—A，G—C，C—G，T—A，G—C，C—GA—，—A，C—G，G—C意义遗传信息遗传信息，使生物表现出各种性状（2）氨基酸与密码子、反密码子的对应关系一种氨基酸可以由种密码子决定，一种密码子只能决定种氨基酸；一种氨基酸可以由种tRNA转运，一种tRNA只能转运种氨基酸。（3）氨基酸与碱基的数量关系DNA中的碱基个数：mRNA中的碱基个数：氨基酸的个数＝注意：因为DNA、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸（如mRNA上的终止密码子等），所以实际上编码1个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3个，基因上的碱基数目大于6个，故一般求氨基酸数有“最多”，求碱基数有“至少”等字样。[变式训练1]大肠杆菌某生命活动中具有如图所示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有（）①表示DNA复制过程②图中共有5种碱基、8种核苷酸③表示DNA转录过程④图示过程需要RNA聚合酶⑤图中的A均代表同一种核苷酸⑥若X链中的碱基改变，则密码子一定改变⑦若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变A．③④⑤⑦B．②③④⑥C．②③④⑦D．①③⑤⑥[变式训练2]已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：A－U－U－C－G－A－U－G－A－C……（40个碱基）……C－U－C－U－A－G－A－U－C－U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸数最多为（）A．20个B．15个C．16个D．18个知识探究二：对中心法测的理解[例题3]1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是()·6·[思维拓展]大肠杆菌和禽流感病毒（含RNA复制酶）的遗传信息又是怎么传递的？请用图解表示①大肠杆菌②禽流感病毒[变式训练3]中心法则包括下列遗传信息的转变过程，其中揭示生物遗传实质的是（）A．从DNA→DNA的复制过程B．从DNA→RNA的转录过程C．从RNA→蛋白质的翻译过程D．从RNA→DNA的逆转录过程[思维拓展]（1）中心法则体现了基因的两大功能是、。（2）通过中心法则可以看出，基因能够控制蛋白质的合成从而控制生物的性状，通过哪些途径得以实现？①基因通过控制的合成来控制过程，从而间接控制性状。②基因通过控制来直接控制性状。（3）基因与性状之间数量关系怎样？性状只受基因控制吗？[变式训练4]下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中不正确的是()A．生物体的性状完全由基因控制B．蛋白质的功能可以体现生物性状C．蛋白质的结构可直接影响生物性状D．基因与性状不都是简单的线性关系[变式训练5]香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因（A和a、B和b）共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。（1）从图可见，紫花植株必需同时具有和基因，方可产生紫色物质。（2）基因型为AaBb和aaBb的个体，其表现型分别是和。（3）AaBb×AaBb的子代中，紫花植株与白花植株的比例分别为和。（4）本图解说明，基因与其控制的性状之间的数量对应关系是。·7·习题巩固：1.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是()A.一个密码子可以决定多个氨基酸B.DNA复制就是基因表达的过程C.一个mRNA只能结合一个核糖体D.转录和翻译都可发生在线粒体内2.根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（）A.TGUB.UGAC.ACUD.UCU3.某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是()A．75对碱基B．78对碱基C．90对碱基D．93对碱基4．在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向可以用下图表示，下列相关说法正确的是()A．①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶B．能进行④或⑤过程的生物不含DNAC．①过程可能发生基因突变和基因重组D．③过程不发生碱基互补配对5．如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。对此过程的叙述不正确的是()A．此过程主要是在细胞质中进行的B．此过程表示多个核糖体参与形成一条肽链C．此过程需要tRNA和ATPD．此过程遵循碱基互补配对原则6．四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素均阻断了下列哪种过程()A．染色体活动B．DNA复制过程C．转录过程D．翻译过程7.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因可以（）A．控制蛋白质的合成，从而直接控制生物性状B．控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状C．控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状D．