高二生物基因的表达人教版知识精讲

用心 爱心 专心 高二生物高二生物基因的表达基因的表达人教版人教版 同步教育信息同步教育信息 一 本周学习内容 基因的表达 二 本周学习重点与难点 一 学习重点 1 基因与遗传信息的关系 2 基因控制蛋白质的合成 二 学习难点 1 基因与遗传信息的关系 2 中心法则与逆转录 三 学习内容及疑难解析 基因的表达 一 基因 1 基因的发现 1 基因概念的提出 19 世纪 60 年代 遗传学的奠基人孟德尔运用逻辑推理的方法 首先提出了遗传因子的概念 即我们今天所说的基因 孟德尔认为 生物的性状是由遗传因子控制的 遗传因子在体细胞成对存在 配子中只有这一对遗传因子中的一个 雌 雄配子结合后 遗传因子恢复成对 2 基因与染色体的关系 20 世纪初科学家们逐渐发现了基因与染色体的关系 基因存在于染色体上 染色体是基因的载体 基因是染色体上的遗传单位 基因在染色体上呈直线排列 3 基因的化学本质 直到 20 世纪 50 年代 沃森和克里克提出 DNA 的分子结构以 后 人们才彻底揭示出基因的化学本质 基因是有遗传效应的 DNA 片断 基因是由脱氧核糖核苷酸构成的反向平行的双螺旋双链结构 遗传信息来自基因中碱基对的排列顺序 2 基因的概念 基因是决定生物性状的基本单位 是有遗传效应的 DNA 片断 在这里请同学们注意 生物的 DNA 中还有大部分的片断没有直接的遗传效应 但它们对生物基因的表达具 有调节作用 二 基因的表达 基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成实现的 通过 DNA 分子的复制 亲代成功地将自己的遗传信息传递给了下一代 通过基因控制 蛋白质的合成 遗传信息又被进一步反映到蛋白质的分子结构上 从而实现基因的表达 1 基因控制蛋白质的合成 用心 爱心 专心 1 RNA RNA 在基因控制蛋白质的合成过程中起着十分重要的作用 RNA 的种类与功能 项目信使 RNA mRNA 核糖体 RNA rRNA 转运 RNA tRNA 来源 以 DNA 双链中的一 条链为模板 在细 胞核内合成 然后 通过核孔进入细胞 质 也是以 DNA 分子中 的某些部分作为模板 合成的 也是以 DNA 分子中的某些部分 为模板 遵循碱基互补配对原则 在细胞核内合成的 功能 将 DNA 中的遗传信 息 细胞核 传递 到蛋白质上 细胞 质的核糖体中合成 rRNA 与蛋白质结合 在一起 构成核糖体 是运载氨基酸的工具 tRNA 有 61 种 一种 tRNA 只能识别并转 运一种氨基酸 转运那一种氨基 酸由 tRNA 上的反密码子有关 结构 单链结构 由核糖 核苷酸构成 其中 相邻的三个碱基组 成一个密码子 共 有 61 种密码子 两 种起始信号 兼职 三种终止信号 专职 所有的 生物共用一套遗传 密码 但不同的信 使 RNA 密码子的排 列顺序不同 也是单链结构基本上是单链结构 但某些部分 由于碱基配对形成双链 外形似 三叶草 它的一端能与氨基酸结 合 它的另一端具有由三个碱基 组成的反密码子 反密码子具有 两个作用 与信使 RNA 上的 密码子配对 与转运 RNA 转运 那一种氨基酸有关 转运 RNA 在这里请同学们注意 密码子具有简并性 大多数的氨基酸都可以具有几组不同的密码子 2 核糖体 核糖体是氨基酸合成蛋白质的场所 用心 爱心 专心 核糖体由大小两个亚基和信使 RNA 构成 核糖体只有容纳两个转运 RNA 的位置 核糖体内具有缩合酶 可以催化两个转运 RNA 转运来的氨基酸之间脱水缩合形成 肽键 每形成一个肽键 核糖体沿信使 RNA 向后移动三个碱基的位置 3 基因控制蛋白质合成的过程 转录 A 转录的概念 以 DNA 的一条链为模板 合成信使 RNA 的过程 B 转录的意义 使遗传信息由细胞核传递到细胞质 核糖体 中 C 转录的地点 主要是细胞核 细胞质中的线粒体和叶绿体也可以进行 D 转录的过程 解旋 解旋酶的作用下 氢键断裂 DNA 分子的一部分解旋 转录 模板 以解旋后的 DNA 的一条链为模板 原料 细胞核中游离核糖核苷酸 能量 ATP 酶 RNA 聚合酶等 原则 A 与 U G 与 C 的碱基互补配对原则 信使 RNA 合成后脱离模板 通过核孔出细胞核进入细胞质 DNA 恢复成双螺旋结构 翻译 A 翻译的概念 以信使 RNA 为模板 控制合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的 过程 B 翻译的意义 使遗传信息传递到蛋白质的分子结构上 C 翻译的地点 细胞质 核糖体 D 翻译的过程 用心 爱心 专心 a 信使 RNA 从核孔进入细胞质 核糖体与信使 RNA 起始端结合 b 转运 RNA 携带氨基酸 通过反密码子与信使 RNA 上的密码子配对决定正确的氨基 酸顺序 c 氨基酸放在正确的位置 tRNA 离开核糖体 去转运下一个氨基酸 由另一个转运 RNA 新转来的氨基酸在缩合酶的作用下通过肽键连接到上一个氨基酸上 d 第二个氨基酸移动到第一个氨基酸位置 核糖体在 mRNA 上移动三个碱基对位置 接受下一个 tRNA 与氨基酸的复合体 e 核糖体每次能容纳两个氨基酸 按密码子顺序 沿信使 RNA 合成多肽 直到遇到 终止密码子 核糖体从 mRNA 上脱落 f 合成的多肽经过一定的盘曲折叠 形成有一定氨基酸顺序的 有一定空间结构的 具有生物功能的蛋白质 在这里请同学们注意 密码子不重叠 两个密码子间没有标点符号 读码必须按照一定的读码框架 从正确 的起点开始 一个不漏地一直读到终止信号 2 中心法则及其发展 1 克里克提出的 中心法则 遗传信息可以 DNA 从流向 DNA 即完成的自我复制过程 也可以从 DNA 流向 RNA 进而流向蛋白质 即完成遗传信息的转露和翻译过程 2 中心法则的补充和发展 在某些病毒中 RNA 也可以自我复制 在一些病毒蛋白质合成的过程中 RNA 可以在逆转录酶的作用下 合成 DNA 在这里请同学们注意 遗传信息可以从 DNA 流向 DNA DNA 的自我复制 遗传信息可从 DNA 流向 RNA 转录过程 遗传信息可从 RNA 流向蛋白质 翻译过程 遗传信息可从 RNA 流向 DNA 逆转录过程 病毒中出现 遗传信息可从 RNA 流向 RNA RNA 的自我复制 病毒中出现 3 基因对性状的控制 基因对性状有两种不同的控制方式 直接控制作用 结构蛋白 细胞结构 结构基因 性状 酶或激素 细胞代谢 调节基因 间接控制作用 1 间接控制方式 控制酶的合成来控制代谢过程 从而控制生物性状 如 用心 爱心 专心 酪氨酸 酪氨酸酶 黑色素 若基因不正常 缺乏酪氨酸酶 就不能合成黑色素 从而导致白化病的发生 2 直接控制方式 控制蛋白质分子的结构直接影响性状 如 镰刀贫血细胞病就是由于基因缺陷造成合成的血红蛋白不正常 直接导致血红 细胞结构不正常 典型例题讲析典型例题讲析 例 1 从单尾鳍鲤鱼的成熟卵中提取一种 RNA 注入双尾鳍金鱼受精卵中 结果幼小金 鱼中有一些出现单尾鳍性状 这种 RNA 之所以对性状遗传有明显作用是因为 A 它是鱼类的主要遗传物质 B 是有关蛋白质合成的工具 C 是核糖体的基本化学成分 D 它携带特定的遗传信息 解析 解析 信使 RNA 和 DNA 上都有遗传信息 答案 答案 D 例 2 实验室模拟生物体内 RNA 转录的必须条件是 酶 游离的核糖核苷酸 ATP DNA 分子 信使 RNA 转运 RNA 适宜的温度 适宜的酸碱度 A B C D 解析 解析 转录的基本条件 还需要适宜的 PH 值 答案 答案 D 例 3 密码子存在于下列那种结构上 A DNA 分子上 B mRNA 分子上 C tRNA 分子上 D 多肽链上 解析 解析 密码子存在于信使 RNA 答案 答案 B 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 某基因有碱基 1200 个 则它控制合成的蛋白质所具有的氨基酸数目最多为 A 100 个 B 200 个 C 300 个 D 400 个 2 酪氨酸酶可以催化酪氨酸转变为 A 苯丙氨酸 B 苯丙酮酸 C 色氨酸 D 黑色素 3 提出中心法则的科学家是 A 格里菲思 B 艾弗里 C 沃森 D 克里克 4 在核糖体中 所有密码子与反密码子之间的氢键数目不会超过 A 3 个 B 9 个 C 18 个 D 无法确定 5 核糖体中起主要作用的酶应该是 A DNA 聚合酶 B RNA 聚合酶 C 解旋酶 D 缩合酶 6 只具有 1 种密码子的是 A 苯丙氨酸 B 酪氨酸 C 色氨酸 D 亮氨酸 7 一段多核苷酸链中的碱基组成为 20 A 20 的 C 30 的 G 30 的 T 它是一段 用心 爱心 专心 A 双链 DNA B 单链 DNA C 双链 RNA D 单链 RNA 8 构成 DNA 的碱基有 4 种 下列哪项碱基数量比因生物的种类不同而不同 A A G T C B A C T G C A T G C D A T 9 某基因中有脱氧核苷酸 900 个 则由它控制合成的蛋白质最多有多少种氨基酸 A 20 B 150 C 300 D 900 10 某遗传效应的 DNA 片段有碱基 960 个 此片段转录 翻译合成一条肽链 则此肽链 在形成时应脱去的水分子数为 A 480 B 240 C 160 D 159 11 某多肽链含有 99 个肽键 则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有 A 297 B 300 C 594 D 600 12 某信使 RNA 的碱基中 尿嘧啶占 20 腺嘌呤占 10 则作为它的模板的 DNA 分 子中胞嘧啶占全部碱基的 A 30 B 35 C 70 D 无法计算 13 一种转运 RNA 只能转运 A 不同种氨基酸 B 一种氨基酸 C 各种氨基酸 D 一个氨基酸 14 关于基因的概念 下列哪种说法是错误的 A 基因在染色体上呈线性排列 B 基因是控制生物性状的基本单位 C 基因是染色体的一段 D 基因是有遗传效应的 DNA 片段 15 由碱基 A C 和 T 可以组成的核苷酸种类是 A 8 B 6 C 5 D 3 16 若测得精氨酸转运 RNA 分子上的反密码子为 G