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第19讲基因的表达一、RNA的结构与分类1.基本单位及组成(1)填写图中序号名称：①_____；②_____；③碱基：_________；④___________。(2)构成DNA的基本单位与构成RNA的基本单位的区别在于图中_______(填写序号)。磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸②、③2．结构一般是，比DNA______。有的存在局部__________现象，从而具有局部双链和局部环状结构。3．分布主要在内合成，通过进入细胞质。单链细胞核核孔短碱基配对4.分类名称功能mRNA将遗传信息从_________传递到细胞质中tRNA___________，识别密码子rRNA_______的组成成分细胞核内转运氨基酸核糖体[想一想]三种RNA的来源相同吗？提示：相同，都来自于转录。二、遗传信息的转录和翻译1.试写出与①②有关的知识过程①②名称__________场所主要是______________模板________________原料4种游离的______________________产物___________转录翻译细胞核细胞质mRNA核糖核苷酸20种氨基酸RNA蛋白质DNA的一条链2.密码子(1)位置：_____上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。(2)作用：决定_______。(3)种类：___种。其中决定氨基酸的密码子有___种(__种起始密码子)，_________有3种。3.反密码子存在于_______上，有_____种。mRNA氨基酸64612终止密码子tRNA61[想一想]转录、翻译和DNA复制过程中碱基互补配对方式相同吗？不相同。转录：A—UT—AG—CC—G；翻译：A—UU—AG—CC—G；DNA复制：A—TT—AG—CC—G。三、基因对性状的控制1.根据中心法则及其发展图解填写：提出人：__________。①__________；②_____；③_____；④__________；⑤__________。DNA的复制转录翻译RNA的复制RNA逆转录克里克2．基因控制性状(1)基因通过来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病。(2)基因还能通过控制直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。控制酶的合成蛋白质的结构（3）基因与性状的关系并不都是简单的_____关系，生物体的性状有时受____基因的影响，如人的身高等。性状是由_______和_____共同作用的结果。线性基因型环境多个1.遗传信息转录的产物只有mRNA。()【分析】转录合成的RNA有三种类型：mRNA、tRNA、rRNA。2.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。()【分析】tRNA有61种，其功能是识别并转运特定的氨基酸，即细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。×√3.转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。()【分析】对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料，以DNA的一条链作为模板合成的；除细胞核外，叶绿体和线粒体中也能合成RNA。原核生物中RNA是在细胞质中合成的。4.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。()【分析】DNA病毒中没有RNA，但其遗传信息的传递仍遵循中心法则，包括DNA的复制、转录和翻译三个过程。××5.决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。()【分析】密码子有64种，但决定氨基酸的密码子只有61种。反密码子是指位于tRNA上，可以与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的三个相邻碱基，反密码子的个数与决定氨基酸的密码子的个数相同，有61种。6.每种氨基酸仅由一种密码子编码。()【分析】一种氨基酸可由一种或多种密码子编码。××1.转录、翻译过程中有关图形解读考点一DNA复制、转录和翻译的比较①翻译时碱基配对双方是_____________和_______________，故不能出现T。②一个核糖体与mRNA的结合部位形成___个tRNA结合位点。③翻译起点：___________决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到_____________(不决定氨基酸)翻译停止。④翻译进程：_______沿着_______移动，读取下一个密码子，但_______不移动。mRNA上密码子tRNA上反密码子2终止密码子起始密码子核糖体mRNAmRNA⑤mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图：a.数量关系：一个_______可同时结合多个________，形成多聚核糖体。b.目的意义：少量的_________可以迅速合成出______________。c.方向：从左向右(见上图)，判断依据是_____________________________。d.结果：合成的仅是________，要形成蛋白质往往还需要运送至___________________等结构中进一步加工。e.图示中4个核糖体合成的4条多肽链____。mRNA核糖体mRNA分子大量的蛋白质多肽链的长短，长的翻译在前多肽链内质网、高尔基体相同2、区别：复制转录翻译时间细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、能量RNA聚合酶、能量酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链复制转录翻译模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸特点边解旋边复制半保留复制边解旋边转录1条mRNA上同时结合多个核糖体合成多条肽链遗传信息的传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状3、联系：【典例1】关于基因表达的叙述中，正确的是()A．基因表达的最终场所都是核糖体B．DNA聚合酶催化DNA转录为RNAC．遗传信息只能从DNA传递到RNAD．tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来A【典例2】下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相关叙述正确的是()A．①②过程中碱基配对情况相同B．②③过程发生的场所相同C．①②过程所需要的酶相同D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右D4、遗传信息、密码子和反密码子的比较对应关系：4、基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系：蛋白质中氨基酸的数目＝1/3mRNA中的碱基数目＝1/6DNA(基因)中的碱基数目【典例3】根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()A.TGUB.UGAC.ACUD.UCUC【典例3】一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数目、合成蛋白质时脱去的水分子数目最多分别是()A.m、(m/3)-1B.m、(m/3)-2C.2(m-n)、(m/3)-1D.2(m-n)、(m/3)-2D【变式训练】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为()A.3311B.3612C.1236D.1136B考点二基因与性状的关系1.中心法则图解及解读(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等部分RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：2.基因控制性状的途径(1)直接途径：①机理：基因蛋白质结构生物体性状。②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病病(2)间接途径：①机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状。②实例：白化病、豌豆的粒形。控制控制控制控制控制【高考警示】(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如基因1可影响B和C性状。(4)性状是基因和环境共同作用的结果。【典例3】下图为细胞膜上神经递质受体基因的复制、表达等过程。不正确的是()A.①过程需要模板、原料、酶和能量等条件B.为方便起见，获得该基因mRNA的最佳材料是口腔上皮细胞C.图中①②③过程一定发生碱基互补配对D.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状B【变式训练】下列有关生物体内基因、酶与性状的关系，正确的是()A.绝大多数酶是基因转录的产物B.一种性状只能由一种基因控制C.基因控制性状可通过控制酶的合成来实现D.细胞只要含有某种酶的基因，就会有相应的酶C实验平台—模拟中心法则中的遗传信息传递1．概念模拟是自然科学研究中一种常用方法。在模拟生理过程时，要特别注意生理过程发生的场所、所需物质及相关条件。项目复制转录逆转录翻译DNA复制RNA复制场所细胞核细胞质细胞核细胞质细胞质条件模板DNA的两条链RNADNA的一条链RNAmRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸20种氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶逆转录酶缩合酶能量ATPATPATPATPATP项目复制转录逆转录翻译DNA复制RNA复制信息传递方向DNA→DNARNA→RNADNA→RNARNA→DNARNA→蛋白质产物两个相同的DNA一个RNA一个mRNA一条单链DNA蛋白质(多肽)实例绝大多数生物以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒绝大多数生物某些致癌病毒如艾滋病病毒所有生物【典例】为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。【典例】下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：(1)图中甲、乙模拟的生理过程分别是________、________。(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有______、_____。(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。实验步骤：转录翻译tRNA核糖体第一步：取A、B、C、D中4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液；第二步：__________________________________________________________________________________________________________第三步：_________________________________________________________________；第三步：________________________________________________________________________________________________________；向A、C试管中滴加等量且适量一定浓度的该抗生素水溶液，向B、D试管中滴加等量的蒸馏水；向A、B试管中加入等量相同的细菌DNA，向C、D试管中加入等量相同的人体DNA把A、B、C、D4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试管中有无RNA的生成预期实验结果并得出实验结论：该实验有可能会出现________种实验结果，如果出现________________________________________________________________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。4A试管中无RNA生成，B试管中有RNA生成，C、D试管中均有RNA生成【方法归纳】中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过程，下面从模板、原料、产物三个方面来分析。(1)从模板分析：①如果模板是DNA，生理过程可能是____________________________；②如果模板是RNA，生理过程可能是____________________________。DNA复制或DNA转录RNA复制或RNA逆转录或翻译(2)从原料分析：①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是__，生理过程可能是___