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文档简介
2026届新高考生物冲刺复习基因的表达、基因与性状的关系考情分析1.从命题题型和内容上看,本章知识点在选择题和非选择题中均有考查,是常考内容。主要从以下几方面考查:转录和翻译的场所和过程、遗传物质的具体传递过程及特点、基因表达与性状的关系等。2.从命题思路上看,从以下几个方面进行考查(1)以真实科研案例或生活现象为背景,考查基因表达如何受环境因素的影响,或探究基因表达异常导致性状的变化。(2)结合具体情境,让学生运用解释生命现象,体现知识迁移能力。复习目标1.掌握遗传信息的传递过程,从分子水平阐述生命的延续性,理解生命的延续和发展规律。(生命观念)2.通过遗传信息传递过程中的相关数量计算,培养逻辑推理与分析计算能力。(科学思维)3.通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传现象。(生命观念)4.通过分析吸烟会使DNA甲基化水平升高,认识到吸烟有害健康。(社会责任)考情解码·考点定标
?蛋白质DNA(基因)RNA转录翻译基因如何指导蛋白质的合成?核糖体合成基因的表达即基因控制蛋白质的合成,包括转录和翻译两个过程RNA适合做信使的原因是:①RNA由核糖核苷酸连接而成,可以携带遗传信息;②一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中一、遗传信息的转录和翻译CHONP4种核糖核苷酸元素组成基本单位核糖核苷酸链RNA(常为单链)A、U、G、C碱基名称+核糖核苷酸聚合能通过核孔转移到细胞质中信使RNA(mRNA):转运RNA(tRNA):核糖体RNA(rRNA):运输特定氨基酸,识别密码子核糖体的组成成分氨基酸氢键病毒RNA:酶:蛋白质合成的直接模板RNA病毒的遗传物质少数酶为RNA,可降低化学反应的活化能(起催化作用)要点1、RNA的结构、种类和功能一、遗传信息的转录和翻译3.DNA和RNA的主要区别DNARNA全称:基本单位:全称:基本单位:DNA一般为规则的双螺旋结构RNA通常呈单链核糖P含氮碱基腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)脱氧核糖核酸脱氧核糖核苷酸核糖核酸核糖核苷酸P脱氧核糖含氮碱基腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)结构:结构:分布(真核细胞):细胞核(主要)线粒体、叶绿体分布(真核细胞):细胞质(主要)一、遗传信息的转录和翻译真核生物:原核生物:拟核、细胞质(质粒)通过
酶以DNA的
为模板合成
的过程。1.概念:2.场所:细胞核(主要)叶绿体和线粒体(基质)3.产物:mRNA、rRNA、tRNA等RNA聚合一条链RNA4.过程:
要点2、遗传信息的转录解旋
→配对
→连接
→释放一、遗传信息的转录和翻译一、遗传信息的转录和翻译(形成磷酸二酯键)解旋配对连接释放RNA聚合酶DNA双链解开,暴露碱基原料:模板:能量:酶:RNA聚合酶DNA的一条链4种游离的核糖核苷酸ATP原则:(A—U、T—A、C—G、G—C)碱基互补配对原则结果:形成一个RNA合成的RNA从DNA链上释放酶:结果:DNA双螺旋恢复(识别并结合启动子)核糖核苷酸注意:不需要解旋酶转录方向:(mRNA、tRNA、rRNA)从子链5′→3′延伸释放的一端为5'-端一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同4.过程:
一、遗传信息的转录和翻译(5)特点:边解旋边转录(6)条件①原料:③能量:②模板:④酶:4种游离的核糖核苷酸DNA一条链的片段一般是ATPRNA聚合酶(作用于磷酸二酯键和氢键)(7)原则:碱基互补配对(A-U,T-A,C-G,G-C)注意:每次转录的只是DNA分子特定的片段,
该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。DNA→RNA(8)遗传信息流动:一、遗传信息的转录和翻译Q1、转录是转录整个DNA分子吗?Q3、细胞核中转录形成的RNA进入细胞质穿过几层膜?思考•讨论转录的基本单位是基因,而非整个DNA;细胞中不是所有基因都会转录,转录是有选择的。
细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。RNA通过核孔进入细胞质,穿过0层膜,
需要消耗能量Q2、一个DNA分子上的不同基因的模板链是相同的吗?一个基因转录时以基因的一条链为模板;每一个基因的模板链是固定的。一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。(一个基因可被多次转录)一、遗传信息的转录和翻译1.概念:2.场所:以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程核糖体3.密码子:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,叫做一个密码子。要点3、遗传信息的翻译一、遗传信息的转录和翻译第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸(起始)苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸谷氨酸甘氨酸G
第1个碱基第2个碱基第3个碱基密码子苯丙氨酸UUUUUU
精氨酸AGGAGG第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸(起始)苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸谷氨酸甘氨酸G
终止密码子(3种):
种类
一般不编码氨基酸
起始密码子(2种):
(甲硫氨酸)、(
种)编码氨基酸
_____(缬氨酸、甲硫氨酸)
编码氨基酸的密码子___________种64UAA、GUGAUGUGA(硒代半胱氨酸)61或62UAG、(1)密码子的特性①(一般)一个密码子只对应一种氨基酸②一种氨基酸可对应一个或多个密码子③地球上几乎所有生物都共用一套密码子(专一性)(简并性)(通用性)增加密码子的容错性、保证翻译的速度生物有共同的起源、生命的统一性3个终止密码:(一般不决定氨基酸)UAA、UAG、UGA2个起始密码:AUG(甲硫氨酸)、GUG(缬氨酸、甲硫氨酸)43=64种(2)密码子的种类【特别注意】一般情况下3个终止密码子(UAA、UAG、UGA)不决定氨基酸,特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下,决定氨基酸的密码子61种,特殊情况下62种。一、遗传信息的转录和翻译(1)形态:RNA链经过折叠,形成三叶草形(2)功能:识别并转运氨基酸
(3)反密码子:3'5'反密码子碱基配对结合氨基酸的部位密码子AGG位于tRNA上,其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。折叠后的RNA部分碱基之间会形成氢键4.转运工具:tRNA【特别注意】反密码子读取方向:3’→5’tRNA与氨基酸的对应关系:①1种tRNA只能转运一种氨基酸。②1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输一、遗传信息的转录和翻译5.翻译的过程:一、遗传信息的转录和翻译5.翻译的过程:UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸核糖体mRNACUUAGGAAUC1号2号(1)mRNA进入细胞质,与核糖体结合。(形成两个位点),携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。(2)携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点25’3’一、遗传信息的转录和翻译UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号2号(3)甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上。脱水缩合5’3’一、遗传信息的转录和翻译(4)核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子,原占位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号AUG异亮氨酸脱水缩合5’3’2号一、遗传信息的转录和翻译就这样,随着核糖体的移动,tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来,以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子,合成才告终止甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号2号AUG异亮氨酸5’3’CUUAGGAAUC一、遗传信息的转录和翻译模板:mRNA原料:21种氨基酸能量:由细胞呼吸提供
酶:多种酶场所:细胞质的核糖体
转运工具:tRNA特点:翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸条件
碱基互补配对具有特定氨基酸顺序的蛋白质产物原则G-C、C-G、U-A、A-UmRNA-tRNA一、遗传信息的转录和翻译思考1:如何快速高效地进行翻译呢?①②③④⑤⑥一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。思考2:图中①、⑥分别是什么分子或结构?最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗?为什么?mRNA核糖体相同。因为它们的模板是同一条mRNA。思考3:翻译的方向呢?由肽链_____→肽链_____的方向进行短长多聚核糖体一、遗传信息的转录和翻译6.真核生物与原核生物转录、翻译比较:真核生物先转录,后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译(无核膜)原核生物注:真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译一、遗传信息的转录和翻译(1)翻译能精确进行的原因(2)翻译能高效进行的原因①数量:在细胞质中,翻译是一个快速高效的过程。通常,一个mRNA分子上可以结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,形成多聚核糖体。①
为翻译提供了精确的模板。②通过
的碱基互补配对,保证了翻译能够准确地进行。mRNAmRNA上的密码子和tRNA上的反密码子一、遗传信息的转录和翻译遗传信息DNAmRNA密码子
反密码子
tRNA位置转录位置识别位置概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序(RNA病毒除外)概
念mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基概
念tRNA一端与密码子互补配对的3个相邻碱基作
用决定蛋白质中氨基酸序列的间接模板作
用决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板作用识别并转运1种氨基酸7.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系:一、遗传信息的转录和翻译8.模型解读——多聚核糖体(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同,因为这
。(提醒:3个核糖体各合成一条肽链)(2)图中信息显示,一条mRNA分子上可结合多个核糖体,其意义是
。(3)图中核糖体移动的方向为
。(提醒:从肽链短的一侧向肽链长的一侧移动)3条链的模板相同(均为a)少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质由左向右一、遗传信息的转录和翻译A—C—U—G—G—A—U—C—U苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键肽键(假设以B链为模板进行转录)A链B链转录翻译基因中的碱基数:mRNA中的碱基数:蛋白质中的氨基酸数=6∶3∶1转录翻译DNAmRNA蛋白质150300136要点4、理顺基因表达中的相关数量关系一、遗传信息的转录和翻译遗传信息的传递遗传信息的表达
项目DNA复制转录翻译时间场所模板原料模板去向产物碱基配对特点细胞分裂间期活细胞代谢过程主要是细胞核(真核)主要是细胞核(真核)核糖体上亲代DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸与新合成的链形成子代DNA恢复双螺旋结构降解成核糖核苷酸两个DNA分子RNA多肽A-T、T-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CA-U、U-A、C-G、G-C半保留复制;边解旋边复制边解旋边转录多聚核糖体总结:DNA复制、转录和翻译的联系【易错辨析】(1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷,7D)(
)
(2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷,6A)(
)(3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷,6C)(
)
(4)tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ,3C)(
)
×由于密码子的简并,碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。×tRNA分子内部局部双链区存在碱基互补配对。×终止密码子不能决定氨基酸,不能结合tRNA。×二者都是单链结构。习题巩固【易错辨析】(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ,1B)(
)
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考,22C)(
)
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷,20C)(
)
×转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等,其中tRNA和rRNA不能编码多肽。×合成多条多肽链。×携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合,其他都先与核糖体的位点2结合再进入位点1。习题巩固1.如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X表示某种酶,请据图分析,下面有关叙述不正确的是()A.X为RNA聚合酶,具有打开DNA双链的作用B.过程Ⅰ是染色体DNA上的转录过程C.过程Ⅱ的进行与3种RNA有关D.图示的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质不是染色体DNA上的转录过程转录翻译转录和翻译同时进行,不是核基因B习题巩固2.
基因控制蛋白质合成的过程中,mRNA、tRNA和rRNA(核糖体RNA)均参与其中。下列说法正确的是()A.只有mRNA是由DNA转录而来的B.肽链延长时,1位点tRNA上的肽链脱离下来,与2位点tRNA上的氨基酸脱水缩合C.合成肽链时,决定肽链上氨基酸种类的碱基位于tRNA上D.密码子的简并性是指每种氨基酸都有多个密码子与之对应BtRNA、mRNA、rRNA都是mRNA色氨酸只有UGG一种密码子1位点2位点习题巩固3.如图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程。下列叙述正确的是()A.DNA转录形成c的过程发生在细胞核中B.翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①C.在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链D.图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5'-UAG-3'大肠杆菌是原核生物,没有成形的细胞核只需RNA聚合酶5'-GAU-3'翻译方向:mRNA的5'→3'②5'-端①3'-端3'-端5'-端DNAmRNAtRNAB习题巩固克里克DNARNA蛋白质转录翻译复制克里克提出的中心法则内容:1.提出者:2.补充后的内容图解:①DNA的复制;②
;③翻译;④
;⑤
。转录RNA的复制逆转录提醒:④⑤在病毒体内发生二、
中心法则的提出及其发展要点1、中心法则生物(或细胞)类型遗传信息的传递过程以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)高度分化的细胞遗传信息的传递提醒:高度分化细胞不再分裂,不存在DNA的复制过程3.参照中心法则图解,分别写出下列生物或细胞的遗传信息的流向:二、
中心法则的提出及其发展4.生命是物质、能量和信息的统一体:生命是物质、能量和信息的统一体
是信息的载体
是信息的表达产物
为信息的流动提供能量在遗传信息的流动过程中DNA、RNA蛋白质ATP二、
中心法则的提出及其发展项目DNA复制转录翻译逆转录RNA复制场所主要细胞核主要细胞核核糖体宿主细胞宿主细胞模板DNA的两条链DNA的一条链RNARNA原料酶缩合反应的酶逆转录酶RNA聚合酶mRNA4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶要点2、DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较二、
中心法则的提出及其发展项目DNA复制转录翻译逆转录RNA复制能量ATP提供碱基互补配对原则G-C、C-GA-T、T-A产物两个子代DNARNA多肽链DNARNA信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质RNA→DNARNA→RNAA-U、T-AA-U、U-AA-T、U-AA-U、U-A二、
中心法则的提出及其发展1、中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径,该途径如下图所示。对它的相关说法,正确的是(
)A.1957年,克里克提出的中心法则内容只包括图中的过程①②③B.图中过程③④均有碱基互补配对,且配对方式不完全相同C.图中过程①和⑤中用到的酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶D.在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中的过程①②③A③tRNA和mRNA之间的碱基互补配对,④RNA和RNA之间的碱基互补配对,两个过程的配对方式完全相同图中①和⑤过程中用到的酶分别是解旋酶、DNA聚合酶和逆转录酶心肌细胞属于高度分化的细胞,不会进行DNA复制过程习题巩固
A.过程①是人感染乙肝病毒后难以根除的主要原因B.过程②需要的原料是4种核糖核苷酸C.过程③需要逆转录酶催化,过程④需要多种RNA参与D.治疗时,通过药物抑制过程④比抑制过程③的副作用小2.下图为乙肝病毒侵染人体肝细胞后的增殖过程。相关叙述错误的是(
)D通过药物抑制过程④,会对人体正常细胞的翻译过程产生影响,副作用较大;抑制过程③,只针对乙肝病毒的逆转录过程,相对来说副作用较小.习题巩固2.如图为中心法则图解,下列有关叙述正确的是()A.过程③发生在含有逆转录酶的病毒体内B.正常植物细胞中能够体现①~⑤过程C.①~⑤过程中都能发生碱基互补配对D.③过程中碱基互补配对时,遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则①DNA复制、②转录、③逆转录、④RNA复制、⑤翻译宿主细胞中没有逆转录、RNA复制过程A—TC习题巩固1.间接控制途径基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状基因酶的合成控制生物的性状间接控制代谢过程控制例如:豌豆的圆粒和皱粒、白化病等2.直接控制途径基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。基因蛋白质的结构控制生物的性状直接控制例如:囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等三、
基因表达产物与性状的关系要点1、基因控制生物性状的途径实例1:人的白化病基因酶代谢过程性状控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸正常转化为黑色素含黑色素而表现正常知识回顾:老人白发的原因酪氨酸酶活性降低,黑色素合成不足(1)间接控制途径的实例:三、
基因表达产物与性状的关系实例2:豌豆的圆粒与皱粒基因酶代谢过程性状编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖→淀粉淀粉含量高,有效保持水分打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖→淀粉淀粉含量低,失水皱缩编码淀粉分支酶的基因外来DNA插入×亲水物质三、
基因表达产物与性状的关系编码CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白转运_______的功能异常支气管黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖,肺功能严重受损CFTR蛋白__________发生变化缺失3个碱基苯丙氨酸空间结构氯离子编码CFTR蛋白的基因基因蛋白质结构性状表现蛋白质功能实例1:囊性纤维病三、
基因表达产物与性状的关系(1)直接控制途径的实例:CFTR蛋白作用原理分析ATPADP功能正常的CFTR蛋白H2O异常关闭的CFTR蛋白稀薄的黏液氯离子黏稠的分泌物不断积累三、
基因表达产物与性状的关系实例2:镰刀型细胞贫血病控制血红蛋白的基因正常血红蛋白结构正常正常红细胞血红蛋白基因碱基序列发生改变血红蛋白蛋白结构异常红细胞形状变为镰刀状,易破裂基因蛋白质结构功能性状表现正常使人患溶血性贫血三、
基因表达产物与性状的关系根据以上实例,归纳总结基因、蛋白质、性状之间的关系。DNARNA蛋白质转录翻译复制逆转录复制基因酶细胞代谢生物性状结构蛋白生物性状蛋白质间接作用直接作用基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。激素三、
基因表达产物与性状的关系1.细胞分化的本质:
。基因的选择性表达2.细胞分化的结果:由于基因的选择性表达,导致来自同一个体的体细胞中
和
不完全相同,从而导致细胞具有不同的
。mRNA蛋白质遗传物质相同形态和功能思考:细胞分化的“变”与“不变”不变:_________________________改变:_________________________①DNA②mRNA③tRNA④rRNA⑤蛋白质的种类
⑥细胞的数目
⑦细胞的形态、结构
⑧细胞的生理功能①
③
④
⑥
②
⑤
⑦
⑧四、
基因表达的调控要点1、基因的选择性表达与细胞分化1.生物多种细胞形成的基础——细胞分化2.表达的基因的分类细胞中表达的基因管家基因奢侈基因在所有细胞中都表达的基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的;如:RNA聚合酶基因,核糖体蛋白基因等。只在某类细胞中特异性表达的基因,这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异;如:胰岛素基因,卵清蛋白基因等。四、
基因表达的调控1.表观遗传生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。定义存在时期类型表观遗传象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。实例②非编码RNA干扰(例如miRNA)①DNA甲基化修饰③组蛋白甲基化、乙酰化等柳穿鱼花形的遗传、某种小鼠毛色的遗传、蜂王和工蜂。属于可遗传变异四、
基因表达的调控要点2、表观遗传及基因与性状间的关系资料1:柳穿鱼花的形态结构正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1F2少部分植株A相似绝大部分PLcyc基因⊗植株A植株B×⊗四、
基因表达的调控资料2:小鼠毛色的遗传某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。黑色体毛aa黄色体毛AvyAvyAvya介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型四、
基因表达的调控研究表明,在Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平,这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时,Avy基因正常表达,小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。5’3’Avy基因特殊碱基序列四、
基因表达的调控2.表观遗传常见的调控机制:①DNA甲基化修饰(主要抑制转录)5`3`3`5`CGGC5`3`3`5`CGGCCH3CH3胞嘧啶甲基化②染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰(影响基因表达)DNA组蛋白甲基化组蛋白甲基化示意图四、
基因表达的调控2.表观遗传常见的调控机制:③非编码RNA非编码RNA:不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA)DNADNAmRNA非编码RNA蛋白质阻止翻译(抑制基因表达)互补配对如下图所示的一种非编码RNA(主要抑制翻译)四、
基因表达的调控3.表观遗传的特征(1)可遗传:基因表达和表型可以遗传给后代。(2)不变性:基因的碱基序列保持不变。(3)可逆性:DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即被修饰的DNA可以发生去甲基化。(4)普遍性:普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。注意:表观遗传可以通过有丝分裂和____________传递被修饰的基因。表观遗传_________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。减数分裂不遵循四、
基因表达的调控4.基因与性状间的关系关系123一个基因
一种性状控制基因的特异性如红绿色盲、白化病等单基因遗传病多个基因
一种性状控制多基因效应如:人的身高是由多个基因决定的,其中每个基因对身高都有一定的作用。一个基因
多种性状控制基因的多效性如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控,而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。注意:基因与性状并不是简单的一一对应的关系生物的表型=基因型+环境,由于受环境影响,导致表型与基因型不符合的现象,发生表型模拟的个体遗传物质没有变化。四、
基因表达的调控基因RNA蛋白质(DNA转录翻译基因的表达体现性状调控表观遗传改变包括父母的精神生活、习惯和环境的改变而引起的身体状况变化,并通过某种途径遗传给了后代意义:表观遗传可使生物打破DNA变化缓慢的限制,提高了生物对环境的适应性,为生物进化提供了原材料,对于种群的繁衍和生存可能有利。环境四、
基因表达的调控表观遗传碱基序列不变,引起的性状变化可遗传仅由环境变化引起的性状变化,不可遗传经典遗传表观遗传可通过改变遗传物质而影响性状可通过表观遗传影响基因的表达环境
表观遗传
vs经典遗传经典遗传DNAmRNA蛋白质性状转录翻译体现碱基序列改变,引起的性状变化可遗传四、
基因表达的调控123456基因产物性状ABCDEF①
一因一效:一个基因控制一种性状基因特异性②
多因一效:多个基因控制同一性状多基因效应③
一因多效:一个基因影响多种性状基因多效性基因在染色体上呈线性分布(1)基因决定生物的性状的类型2.基因与性状对应的关系多数情况下,基因与性状的关系并不是简单一一对应的关系四、
基因表达的调控(2)生物体的性状还受环境条件的影响(表型模拟)案例1:后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。案例3:刚孵化的残翅果蝇幼虫31℃下培养得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫残翅果蝇25℃下培养它们产生的后代案例2:水毛茛两种类型叶不可遗传翅型发育需要酶的催化,酶是在基因的控制下合成的,酶的活性受温度的影响。2.基因与性状对应的关系生物的表型=基因型+环境,由于受环境影响,导致表型与基因型不符合的现象,发生表型模拟的个体遗传物质没有变化。四、
基因表达的调控基因的表达基因指导蛋白质的合成基因与性状的关系RNA遗传信息的转录遗传信息的翻译基因表达产物与性状的关系细胞分化表观遗传组成元素:C、H、O、N、P基本单位:核糖核苷酸种类:mRNA、tRNA、rRNA场所酶:RNA聚合酶原料:4种核糖核苷酸真核细胞:主要在细胞核原核细胞:细胞质场所:核糖体原料:21种氨基酸模板:mRNA产物:多肽链基因对性状的直接控制基因对性状的间接控制实质基因的选择性表达特点不变性可遗传性可逆性课堂小结1.(2024·广东卷)研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfh1的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于(
)A.表观遗传 B.染色体变异C.基因重组 D.基因突变A
真题感知·命题洞见2.(2025·广东·高考真题)VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变(
)A.改变了DNA序列中嘧啶的数目B.没有体现密码子的简并性C.影响了VHL基因的转录起始D.改变了VHL基因表达的蛋白序列该突变将DNA中的CCA变为CCG,原互补链GGT变为GGC,嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类变化D突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现密码子简并性转录起始由启动子调控,突变发生在编码区(外显子),不影响转录起始真题感知·命题洞见3.(2025·河南·高考真题)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白,需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是()A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率D.组蛋白乙酰化发生在翻译后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,会影响翻译效率,但不会影响翻译的准确度C真题感知·命题洞见A.①③ B.①④
C.②③ D.②④编号M的转录产物编号N的转录产物①5'-UCUACA-3'③5'-AGCUGU-3'②5'-UGUAGA-3'④5'-ACAGCU-3'4.(2025·河北·高考真题)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(
)基因转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,其中模板链的方向为3'--5',分析题图基因的转录方向可知,M基因以上面的链为模板,N基因以下面的链为模板,故M基因转录产物为5'-UGUAGA-3',N基因转录产物为5'-AGCUGU-3',②③正确C真题感知·命题洞见5.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是(
)A.转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不同B.转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链C.某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型D.核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点D真题感知·命题洞见一、教材深挖扩展1.一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是
。2.遗传密码具有简并性,其意义:
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