第四章 基因表达 对性状的控制

1、考纲点击考纲点击考情示例考情示例遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译2013新课标新课标1、浙江、浙江3、天、天津津7、江苏、江苏322012新课标新课标1、安徽安徽5、上海、上海72011安徽安徽5、江苏江苏7、浙江、浙江32基因与性状的关系基因与性状的关系2011天津天津6、广东、广东272015高考导航高考导航第第19讲基因的表达讲基因的表达 基因主要存在于细胞的哪个部分？基因主要存在于细胞的哪个部分？ 蛋白质合成的场所是什么？蛋白质合成的场所是什么？ 思考与讨论思考与讨论 信使信使RNA（mRNA） 转运转运RNA（tRNA）核糖体核糖体RNA （rRNA）由由DNA转录来的，有遗

2、传密码转录来的，有遗传密码运载特定的氨基酸，有反密码子运载特定的氨基酸，有反密码子参与核糖体的构成参与核糖体的构成DNADNA与与RNA RNA 的区别的区别DNARNA基本单位基本单位无机酸无机酸 五碳糖五碳糖 碱基碱基分类分类存在部位存在部位结构结构功能功能鉴别鉴别通常是双链结构通常是双链结构脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4种）种）A、G、C、T脱氧核糖脱氧核糖通常是单链结构通常是单链结构核糖核苷酸（核糖核苷酸（4种）种）核糖核糖A、G、C、U核核DNA、mRNA、质质DNAtRNA、rRNA主要的遗传物质主要的遗传物质遗传物质、运输工具、组分遗传物质、运输工具、组分细胞核、细胞核、线粒体、叶绿

3、体线粒体、叶绿体主要存在与细胞质中主要存在与细胞质中二苯胺二苯胺吡罗红吡罗红PiPi一、转录一、转录细胞核（主要细胞核（主要)核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链mRNAATPGC、CG、TA、DNAmRNA转录转录解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶碱基互补配对的原则碱基互补配对的原则边解旋边转录边解旋边转录（一）概述：（一）概述：细胞核细胞核核糖体核糖体细胞质细胞质DNAmRNA氨基酸氨基酸 由谁来完成由谁来完成运送氨基酸运送氨基酸?游离在细胞质中游离在细胞质中的各种氨基酸就的各种氨基酸就以以mRNA为模板为模板合成具有一定氨合成具有一定氨基酸顺序的蛋白基酸顺序的蛋白质的过程。叫做质的

4、过程。叫做翻译。翻译。转运转运RNA（tRNA）的结构和功能）的结构和功能： U AU反密码子反密码子氨基酸氨基酸mRNAU GC A U A CCGA U三个碱基三个碱基识别识别：碱基：碱基 互补配对互补配对6 6、遗传密码表、遗传密码表（七）遗传密码表：（七）遗传密码表：第一个第一个 字母字母第二个字母第二个字母第三个第三个 字母字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 终止终止 终止终止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸 终止终止 色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮

5、氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA 异亮氨酸异亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天门冬酰胺天门冬酰胺天门冬酰胺天门冬酰胺 赖氨酸赖氨酸 赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 谷氨酸谷氨

6、酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG遗传密码的特点：遗传密码的特点：1 1、有、有 _ _ 个密码子，只有个密码子，只有_个个为决定氨基酸的为决定氨基酸的密密码子码子， 3 3个为个为终止密码终止密码即即_；2 2、密码子、密码子_既是既是甲硫氨酸甲硫氨酸的密码子，又是的密码子，又是起始密码起始密码3 3、每种氨基酸可以有一个或多个的密码子；但每个密、每种氨基酸可以有一个或多个的密码子；但每个密码子只能对应一种氨基酸。（转运码子只能对应一种氨基酸。（转运RNARNA呢？）呢？）4 4、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密

7、码 子，说明生物彼此之间子，说明生物彼此之间亲缘亲缘关系。关系。6461UAA ,UAG ,UGAAUG过程详解：过程详解：核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体 U A U C G U C U G G G A U A CUAAAAUACAGUCACCGGAUmRNA U A C C G U G G A C U G多肽链多肽链翻译翻译细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶转运转运RNARNA（tRNAtRNA）GC、CG、多聚核糖体的理解多聚核糖体的理解1 1概念：概念：1 1条条mRNAmRNA分子中同时连接多个核糖体的现象。分子中同时连接多个核糖体的现

8、象。2 2翻译方向的判断：翻译方向的判断：依多聚核糖体上翻译出来的肽链长依多聚核糖体上翻译出来的肽链长度进行判断。度进行判断。3 3意义：意义：经多聚核糖体合成的多条肽链最终相同，因此，经多聚核糖体合成的多条肽链最终相同，因此，在单位时间内可以合成大量的多肽，提高了翻译的速率。在单位时间内可以合成大量的多肽，提高了翻译的速率。DNA的转录和翻译的转录和翻译转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较项目项目DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料其他其他条件条件主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核细胞质的核细胞质的核糖体糖体DNA的两条链的两条链DNA的一条链的

9、一条链mRNA4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸酶酶(解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等)和和ATP酶酶(解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶等聚合酶等)和和ATP酶、酶、ATP和和tRNA项目项目DNA复制复制转录转录翻译翻译碱基碱基配对配对方式方式信息信息传递传递时间时间DNADNAATTACGGCDNAmRNAAUTACGGCmRNAtRNAAUUACGGCDNADNADNAmRNA mRNA蛋白质蛋白质细胞分裂间期细胞分裂间期生物生长发育的过程中生物生长发育的过程中项目项目DNA复制复制转录转录翻译翻译产物产物特点特点2个相同的个相同的DNARNA(m

10、RNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排有一定氨基酸排列顺序的蛋白质列顺序的蛋白质边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制边解旋边转录边解旋边转录DNA仍保留仍保留1个个mRNA分子可分子可结合多个核糖体，结合多个核糖体，提高合成蛋白质提高合成蛋白质的速度的速度结论结论:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码反密码子反密码子氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 信使信使RNARNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸

11、 = =6 3 1信息链信息链1.关于转录和翻译的叙述，错误的关于转录和翻译的叙述，错误的 A转录时以核糖核苷酸为原料转录时以核糖核苷酸为原料 B转录时转录时RNA聚合酶能识别聚合酶能识别DNA中特定碱中特定碱基序列基序列 CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质在核糖体上移动翻译出蛋白质 D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性的容错性C高考真题高考真题2下列是某同学关于真核生物基因的叙述携带遗传信息 能转运氨基酸 能与核糖体结合 能转录产生RNA 每相邻三个碱基组成一个反密码子 可能发生碱基对的增添、缺失、替换 其中正确的是A B C DB3. 将牛催乳素

12、基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是A小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n+1D该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等C4.关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是的是A.一个含一个含n个碱基的个碱基的 DNA分子，转录的分子，转录的mRNA分分子的碱基数是子的碱基数是n/2 个个B.细菌的一个基因转录时两条细菌的一个基因转录时两条DNA 链可同时作为链

13、可同时作为模板，提高转录效率模板，提高转录效率C.DNA聚合酶和聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在聚合酶的结合位点分别在DNA和和RNA 上上D.在细胞周期中，在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发的种类和含量均不断发生变化生变化D一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展1 1、19571957年年克里克克里克提出中心法则：提出中心法则： 基基因、蛋白质与性状有何关系？因、蛋白质与性状有何关系？ 中心法则的地位：是生命体系中最核心、中心法则的地位：是生命体系中最核心、最最本质的规律本质的规律二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 DNA DNA中插入了一段外

14、来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了编码淀粉分支酶的列，打乱了编码淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（而显得皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高有效保留水分，豌淀粉含量高有效保留水分，豌豆显得圆圆胖胖豆显得圆圆胖胖（性状：圆粒）性状：圆粒）控制酶形成的基因基因异常酪氨酸酪氨酸酶酶不能正常合成酪氨酸

15、不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病白化病控制酶形成的基因基因正常酪氨酸酪氨酸酶酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常表现正常 由这二个实例大家可以总结出由这二个实例大家可以总结出什么共同点？什么共同点？结论：结论：基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来来控制代谢的过程，进而控制生物控制代谢的过程，进而控制生物体的体的性状性状间接控制间接控制CFTR基因缺失了3个碱基CFTRCFTR蛋白蛋白结构异常结构异常，导致功能异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 控制血红蛋白形成的控制血红蛋白形成的基因基因中一个碱基变化中一个碱基变化血红蛋白的结构血红蛋

16、白的结构发生变化发生变化红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血 由这二个实例大家又可以总结由这二个实例大家又可以总结出什么共同点？出什么共同点？结论：基因还能通过结论：基因还能通过控制蛋白质控制蛋白质的结构的结构而直接控制生物体的而直接控制生物体的性状性状直接控制直接控制基因对性状的控制基因对性状的控制控制酶的合成来控制代谢过程而控制性状。控制酶的合成来控制代谢过程而控制性状。控制蛋白质分子的结构而直接影响性状。控制蛋白质分子的结构而直接影响性状。多基因控制某性状多基因控制某性状如，人的身高、智力、长相、如，人的身高、智力、长相、性格等。性格等。表现型表现型

17、= = 基因型基因型 + + 外界环境外界环境生物体性状的多基因因素生物体性状的多基因因素DNADNA的分布的分布主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）例：紫茉莉例：紫茉莉叶色的遗传叶色的遗传1 1、下图所示的过程，正常情况下在动植下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都物细胞中都不可能不可能发生的是（发生的是（ ） A、 B、 C、 D、 B 2 2已知甲、乙、丙三种病毒，它们的遗传信息传递和表达过已知甲、乙、丙三种病毒，它们的遗传信息传递和表达过程如图，请据图回答下面的问题。程如图，请据图回答下面的问题。(1)(1)这三种病毒的遗传物质依次是：这三种病毒的遗传物质依次是：