高中生物 第3章 遗传信息的复制与表达 第11课时 遗传信息的表达(ⅲ)课件 北师大版必修2

第11课时遗传信息的表达 第3章遗传信息的复制与表达 目标导读1 阅读教材 结合实例概述基因表达的调控机理 2 分析图3 12 归纳 中心法则 的主要内容 重难点击1 原核生物基因表达的调控 2 中心法则的主要内容 一基因表达的调控 二中心法则 内容索引 当堂检测 一基因表达的调控 在生命活动中 基因表达是严格有序的 它受调节基因和其他调节因素的控制与影响 阅读教材P40 42内容 结合材料 试归纳基因表达调控的规律 1 基因表达调控的概念及意义 1 概念 对基因表达过程的就称为基因表达的调控 2 意义 每个细胞都有复杂的基因调控系统 使各种蛋白质只有在 才被合成 这样就能使生物 防止生命活动中的浪费现象和有害后果的发生 保持体内代谢过程的正常状态 3 不同的生物或同一种生物细胞分化发育的不同时期 其调控机制是 调节作用 需要时 适应多变的环境 不同的 2 调控原理 大肠杆菌染色体上存在着 它由一个 O P 和 I 组成 三个结构基因分别是 编码半乳糖苷酶 编码半乳糖苷透过酶 和 编码半乳糖苷转乙酰酶 培养基中乳糖的存在与否 直接影响三个结构基因的表达 2 原核生物基因表达的调控阅读教材P40 41内容 以乳糖分解代谢基因表达调控 如图 为例 探讨原核生物基因表达的调控原理 1 发生时间 主要发生在过程中 乳糖操纵子 操纵基因 三个结构基因 启动子 调节基因 LacZ LacY LacA 转录 当培养基中存在时 乳糖可以与调节基因的产物结合 使调节蛋白 能 不能 与操纵基因结合 从而使RNA聚合酶顺利地与结合 三个结构基因的转录 也就促进了半乳糖苷酶的 使乳糖被分解为葡萄糖和半乳糖 供给大肠杆菌生长的需要 3 调控过程 当培养基中没有乳糖时 调节基因的产物 会与结合 从而 与启动子的结合 使三个结构基因 也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶 操纵基因 调节蛋白 阻碍 RNA聚合酶 无法转录 只有乳糖 不能 启动子 调节蛋白 促进 合成 3 真核生物基因的表达调控阅读教材P41 42内容 归纳真核生物基因表达调控的特点 1 真核生物基因表达的调控机制与原核生物有相似之处 但比原核生物的调控机制 2 调控特点 真核生物的含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息 在调节因素的作用下 随着生物体的生长发育 遗传信息表达 一般在胚胎时期 基因表达的数量 但在以后的生长发育过程中 有些基因表达增强 有些基因表达减弱或被抑制 即真核生物的基因表达具有选择性 受精卵 复杂得多 最多 有序地 基因表达的调控是生物体生存必不可少的 尤其是当周围的营养 温度 湿度及pH等条件发生变化时 生物体就要在调节因素的作用下 调整自身的基因表达 产生相应功能的蛋白质 通过改变生物体自身的代谢以适应环境 1 下列关于基因表达调控的叙述中 错误的是A 基因表达的调控是生物体必不可少的B 原核生物的基因表达调控机制和真核生物的完全一样C 乳糖操纵子由操纵基因 结构基因 启动子和调节基因组成D 当调节基因的表达产物与操纵基因结合以后 结构基因无法表达 答案 解析 解析基因表达的调控对生物体的生长和发育非常重要 使生物体能适应复杂多变的环境 乳糖能否被利用与乳糖操纵子关系密切 乳糖操纵子由操纵基因 结构基因 启动子和调节基因四部分组成 只要调节基因的表达产物不与操纵基因结合 则结构基因可以表达 原核生物的基因表达调控机制与真核生物的相似 但真核生物的基因表达调控机制比原核生物的复杂得多 二中心法则 1 对中心法则的早期认识中心法则表示的是生物体内遗传信息的主要流动方向 是由克里克首先提出来的 当时对中心法则的认识如图所示 据图回答 由中心法则可以看出 遗传信息可以由DNA流向 完成DNA的 也可以由DNA流向 完成遗传信息的 然后由RNA流向 完成遗传信息的过程 自我复制 DNA RNA 转录 蛋白质 翻译 2 中心法则的发展伴随着科学的发展 中心法则得到了补充和发展 结合材料 完成下面的思考 材料11965年 科学家发现 很多RNA病毒在感染宿主细胞后 它们的RNA在宿主细胞内进行复制 这种复制是以导入的RNA为模板 而不是通过DNA 材料21970年 巴尔的摩和梯明在致癌的RNA病毒中 发现一种酶 能以RNA为模板合成DNA 他们称这种酶为依赖RNA的DNA多聚酶 现在一般称为逆转录酶 这说明 遗传信息流也可以反过来 即从RNA DNA 这是一项重要的发现 巴尔的摩和梯明于1975年荣获诺贝尔奖 1 材料1说明遗传信息还可以从流向 2 材料2说明遗传信息还可以从流向 3 结合以上内容试着完善下面的中心法则 并思考遗传信息传递的5个途径 DNA DNA 或基因到基因 是过程 表示遗传信息的传递 遗传信息的过程 RNA RNA RNA DNA RNA DNA DNA的复制 转录 RNA 发生在细胞质上的过程 其中 共同完成遗传信息的表达 少数RNA病毒 如HIV 等在宿主细胞内的过程 RNA RNA 大多数以RNA作为遗传物质的生物的过程 蛋白质 RNA DNA 核糖体 逆转录 翻译 RNA自我复制 1 实线表示的 途径在自然界中普遍存在 发生在以DNA为遗传物质的生物体内 虚线表示的 途径是后来发现的 是对中心法则的补充 发生在以RNA为遗传物质的生物体内 2 逆转录需要逆转录酶催化 逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶 它能以已知的mRNA为模板合成目的基因 这是获得目的基因的重要手段 3 中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则 小贴士 4 中心法则体现了DNA的两大基本功能 传递功能 图中 体现了遗传信息的传递功能 通过DNA复制完成 发生在细胞增殖过程或亲代产生子代的生殖过程中 表达功能 图中 共同体现了遗传信息的表达功能 通过转录和翻译完成 发生在个体发育过程中 中心法则中几个过程的比较 2 中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程 下列说法不正确的是A a b c d所表示的四个过程依次分别是DNA复制 转录 翻译 逆转录B 需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c 需要逆转录酶参与的过程是dC a b c过程只发生在真核细胞中 d e过程只发生在原核细胞和一些病毒中D 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所相同 但需要的关键酶种类不同 答案 解析 问题导析 问题导析 1 中心法则中涉及的生理过程有DNA的 RNA的 RNA的复制 2 翻译过程中三种RNA都用到 逆转录过程会用到酶 3 细胞生物的遗传物质为 这样的生物能够发生DNA复制 转录和翻译 4 真核生物中能够进行DNA复制的场所为 复制 转录 翻译 返回上页 答案 逆转录 逆转录 细胞核 DNA 线粒体 叶绿体 解析图解中a b c d e分别表示DNA的复制 转录 翻译 逆转录 RNA的复制 其中c过程进行的场所是核糖体 在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸 a b c在细胞生物中均能发生 d e只发生在RNA病毒中 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核 但所需的关键酶不同 前者需要DNA聚合酶 而后者需要RNA聚合酶 两者都需要解旋酶 返回上页 生物基因表达的调控生物基因表达的调控 转录 翻译 蛋白质 逆转录 课堂小结 原核 真核 基因表达的调控 中心法则 当堂检测 1 下列关于中心法则的叙述中 不正确的是A 它是指遗传信息在生物大分子间的传递过程B 它首先由英国科学家克里克提出C 遗传信息的传递方向不可能从RNA传向DNAD 遗传信息最终要流向蛋白质 使其表达 2 3 4 1 答案 解析 解析遗传信息可以从RNA传递给DNA 故此题的答案为C 2 某种RNA病毒在增殖过程中 其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中 物质Y与脱氧核糖核苷酸结构相似 可抑制该病毒的增殖 但不抑制宿主细胞的增殖 那么Y抑制该病毒增殖的机制是A 抑制该病毒RNA的转录过程B 抑制该病毒蛋白质的翻译过程C 抑制该RNA病毒的逆转录过程D 抑制该病毒RNA的自我复制过程 答案 解析 2 3 1 4 2 3 1 解析RNA病毒的遗传物质需要经逆转录过程形成DNA 然后整合到真核宿主的基因组中 Y物质与脱氧核糖核苷酸结构相似 应抑制该病毒的逆转录过程 4 3 下列不是真核生物基因表达调控结果的是A 使生物更好地适应变化的环境B 使细胞分裂 数量增加C 使细胞分化D 使开花植物先营养生长后生殖生长 答案 2 3 1 4 4 如图所示 在a b试管内加入的DNA都含有30对碱基 四支试管内都有产物生成 请据图回答下列问题 1 a d两试管内的产物是相同的 但a试管内模拟的是 过程 d试管内模拟的是 过程 2 3 4 1 答案 DNA复制 逆转录 解析 2 3 4 1 解析因为a与d两试管中加入的原料都是脱氧核糖核苷酸 所以其产物相同 该产物是DNA 而a试管中加入的模板是DNA 故模拟的是DNA复制过程 d试管内加入的模板是RNA 故模拟的是逆转录过程 2 b c两试管内的产物都是 但b试管内模拟的是 过程 c试管内模拟的是 过程 b试管的产物中最多含有 个碱基 有 个密码子 2 3 1 答案 解析 RNA RNA复制 30 转录 10 4 2 3 4 1 解析因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核苷酸 所以两试管中的产物都是RNA 而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA 因此 b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程 由于转录是以DNA的一条链为模板进行的 RNA含有的碱基应为DNA的一半 即30个 每3个相