高中生物必修二-第四章-基因的表达

高中生物必修二第四章基因的表达一、基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，将这一过程称为基因的表达。二、RNA1、元素组成：C、H、O、N、P2、基本单位：4种核糖核苷酸3、含氮碱基种类：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）4、种类：①信使RNA（mRNA）：蛋白质的合成模板②转运RNA（tRNA）：识别并转运氨基酸【右图为tRNA结构图】③核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分（注：tRNA中的碱基不止反密码子的三个碱基）5、与DNA的区别：①五碳糖的不同，DNA是脱氧核糖，RNA是核糖②含氮碱基的不同，DNA中特有胸腺嘧啶（T），RNA中特有尿嘧啶（U）三、遗传信息的转录1、定义：以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，叫做转录。2、转录过程：（1）解旋：在RNA聚合酶作用下，DNA双链解开，DNA双链的碱基暴露。（2）配对：①根据碱基互补配对原则；②以解开的DNA双链中的一条链为模板；③以游离的4种核糖核苷酸为原料④游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，互补时，两者以氢键结合（3）连接：在RNA聚合酶作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。3、转录不一定发生在细胞核中，也可以在叶绿体、线粒体中4、转录的产物不一定是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息。四、遗传信息的翻译1、定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，叫做翻译。2、场所：核糖体3、原料：游离在细胞质中的各种氨基酸4、运输工具：tRNA5、模板：mRNA6、能量供应：由ATP供能，有酶的参与7、产物：多肽8、注意事项：（1）翻译过程中mRNA不移动，移动的是核糖体，核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子，肽链随之加长。（2）转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T而是A—U（3）不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。（4）多肽的合成都是从-NH2的一端的氨基酸开始，终止于最后氨基酸的-COOH端（5）第一个合成的氨基酸总是甲硫氨酸（但在多肽合成之后可被切除）（6）一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。（37°时，细菌细胞内合成肽链的速度约为15个每秒）（7）右图中，右端的多肽链比左端长，故核糖体由左向右移动。9、①在真核细胞中：先转录后翻译②在原核细胞中：边转录边翻译五、密码子与反密码子密码子反密码子位置mRNAtRNA作用直接决定蛋白质中的氨基酸的序列识别密码子，从而转运氨基酸互补关系与DNA模板链上的碱基互补与mRNA上的碱基互补1、密码子表：（1）一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸（2）一种氨基酸可以由多种密码子来决定，可由多种tRNA转运（2）决定氨基酸的密码子只有61个，有3个终止密码子。（3）具体密码子表（共有64个密码子）（4）密码子表的特性：①通用性：地球上几乎所有生物都共用一套密码子表。②简并性：一种氨基酸有可能有多个密码子。——提高遗传的容错率六、DNA复制、转录和翻译的比较：遗传信息的传递遗传信息的表达复制转录翻译场所主要是细胞核中主要是细胞核主要是细胞质模板亲代DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸20种氨基酸模板的去向子代的DNA分子中DNA链重新聚合降解成核糖核苷酸产物两个相同的DNA分子RNA多肽碱基互补配对A—T；T—A；C—G；G—CA—U；T—A；C—G；G—CA—U；U—A；C—G；G—C特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一条mRNA上可同时结合多个核糖体同时合成多条肽链信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质七、中心法则（克里克提出）：①DNA半保留复制②转录③翻译④RNA复制（存在于自我复制型RNA病毒，需要RNA聚合酶）⑤逆转录（存在于逆转录型RNA病毒，需要逆转录酶）1、不同类型生物遗传信息的传递方式不同:八、基因对性状的控制1、表现型是基因型和环境相互作用调控性状。2、基因控制生物体性状的两种途径：①间接控制：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物体的性状。例如：豌豆的粒型、人的白化病（控制酪氨酸酶的基因异常，缺少酪氨酸酶则不能将酪氨酸转变为黑色素）②直接控制：基因通过控制蛋白质的结构（结构蛋白）直接控制生物体性状。例如：囊性纤维病（编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基，导致CFTR蛋白结构异常）镰刀型细胞贫血症3、细胞质基因：线粒体和叶绿体中的基因叫做细胞质基因（1）细胞质基因能够进行半自主的自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。（2）线粒体DNA的缺陷会导致遗传病：线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调、眼视网膜炎等特点：只能通过母亲遗传给后代，母患子女患。