第3講 基因的表達(dá)課件

第3講基因的表達(dá)

備考·最新考綱

1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(Ⅱ)。2.基因與性狀的關(guān)系(Ⅱ)。第3講基因的表達(dá)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成●蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的______者和_____者●性狀的形成離不開(kāi)________(特別是酶)的作用●______控制生物體的性狀●基因

______蛋白質(zhì)_______來(lái)_____性狀！體現(xiàn)承擔(dān)蛋白質(zhì)基因通過(guò)指導(dǎo)的合成直接控制間接控制▲遺傳信息的轉(zhuǎn)錄▲遺傳信息的翻譯

1、基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀2、基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而直接控制生物體的性狀第3講基因的表達(dá)基因蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)細(xì)胞核中的基因如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成？以_____為媒介RNADNA間接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，mRNA直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。決定蛋白質(zhì)合成的根本原因是DNA。a.RNA是由四種核糖核苷酸連接而成，跟DNA一樣能儲(chǔ)存遺傳信息。b.RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。c.RNA與DNA之間也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”。第3講基因的表達(dá)(一)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄在_______內(nèi)，以DNA的______為_(kāi)_____，按照____________的原則合成_____的過(guò)程。細(xì)胞核一條鏈模板堿基互補(bǔ)配對(duì)RNA第3講基因的表達(dá)RNA聚合酶（有解旋酶的作用）轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過(guò)程。第3講基因的表達(dá)在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過(guò)程。DNA解旋后的一條鏈（模板鏈）堿基互補(bǔ)配對(duì)產(chǎn)物：A-U、T-A、G-C、C-G。

轉(zhuǎn)錄小結(jié)定義：場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核內(nèi)模板：原料：四種游離的核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶能量：ATP直接供能mRNA/tRNA/rRNA遺傳信息傳遞方向：

DNA

RNA時(shí)期：在細(xì)胞分裂的間期G1和G2原則：第3講基因的表達(dá)（1）DNA鏈完全解開(kāi)嗎？（2）在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊情況？A—U、T—A、G—C、C—G思考與討論[思維激活1]轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所一定是細(xì)胞核嗎？產(chǎn)物一定是mRNA嗎？

提示含有DNA的部位(細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、擬核、質(zhì)粒)均可轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物有mRNA、tRNA、rRNA等。第3講基因的表達(dá)三種RNA的比較（有的RNA還具有催化作用）。類型mRNAtRNArRNA空間結(jié)構(gòu)單鏈狀三葉草形有部分雙鏈區(qū)單鏈狀，有部分雙鏈區(qū)功能轉(zhuǎn)錄DNA上的遺傳信息，是蛋白質(zhì)合成的直接模板一端以反密碼子識(shí)別mRNA上的密碼子，另一端攜帶一個(gè)特定的氨基酸進(jìn)入核糖體是核糖體的組成成分，參與蛋白質(zhì)的合成第3講基因的表達(dá)在細(xì)胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。

（二）遺傳信息的翻譯

翻譯實(shí)質(zhì)上是將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。第3講基因的表達(dá)20種氨基酸的密碼子UAGUGAUAAAUGGUG▲一種密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子決定▲密碼子改變，tRNA肯定變，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)不一定變。▲3種終止密碼子不決定氨基酸▲2種起始密碼子決定氨基酸▲所以，決定氨基酸的密碼子共有61種第3講基因的表達(dá)總結(jié)：密碼子定義：信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基。種類：起始密碼/終止密碼/決定氨基酸的密碼共64種，其中“決定氨基酸的密碼子”61種(3種“終止密碼”不決定氨基酸，但2種“起始密碼”決定氨基酸)特點(diǎn)：一種密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子決定作用：起始翻譯決定氨基酸終止翻譯決定氨基酸第3講基因的表達(dá)AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一種tRNA只能攜帶一種氨基酸?一種氨基酸只能由一種tRNA攜帶?tRNA有多少種?反密碼子：tRNA上與攜帶氨基酸相對(duì)的一端與mRNA上密碼子配對(duì)的三個(gè)相鄰堿基tRNA也稱為“翻譯官”，61種是不是第3講基因的表達(dá)翻譯小結(jié)定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。原料：______________多種游離的氨基酸場(chǎng)所：_____________________過(guò)程：___________________細(xì)胞質(zhì)中的核糖體（宿主細(xì)胞中的核糖體）起始:

mRNA與核糖體結(jié)合運(yùn)輸：tRNA攜帶氨基酸置于特定位置延伸：核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，由

對(duì)應(yīng)的tRNA運(yùn)輸相應(yīng)的氨基酸加到相應(yīng)的肽鏈上終止:

核糖體到達(dá)mRNA的終止密碼時(shí)，翻譯停止。脫離：肽鏈合成后脫離核糖體和mRNA，盤曲折疊成具有

特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。模板：__________產(chǎn)物：____________遺傳信息傳遞方向：__________________mRNA蛋白質(zhì)（多肽）mRNA蛋白質(zhì)特點(diǎn)：一個(gè)mRNA上可以結(jié)合多個(gè)核糖體，依次合成相同的多肽鏈由少到多第3講基因的表達(dá)思維激:2：根據(jù)mRNA中堿基的排列順序能否準(zhǔn)確寫出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否確定mRNA中的堿基排列順序？

提示前者可以，后者不能確定。因?yàn)橐环N密碼子對(duì)應(yīng)一種氨基酸，但一種氨基酸可以有多種密碼子對(duì)應(yīng)。第3講基因的表達(dá)第3講基因的表達(dá)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間場(chǎng)所模板原料堿基配對(duì)分裂間期整個(gè)生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核核糖體游離的脫氧核苷酸游離的核糖核苷酸氨基酸DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNAA-T、T-AG-C、C-GA-U、T-AG-C、C-GA-U、U-AG-C、C-G遺傳信息傳遞表達(dá)小結(jié)DNARNA蛋白質(zhì)產(chǎn)物解旋酶/DNA聚合酶RNA聚合酶與多肽合成有關(guān)的酶酶特點(diǎn)半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA上結(jié)合多個(gè)核糖體，順次合成多條肽鏈第3講基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄：分裂間期G1+G2翻譯：間期、分裂期▲轉(zhuǎn)錄、翻譯具體發(fā)生于細(xì)胞分裂的什么時(shí)期？▲原核生物、真核生物的轉(zhuǎn)錄翻譯各有什么特點(diǎn)？原核生物：轉(zhuǎn)錄、翻譯可以同時(shí)進(jìn)行。因?yàn)樵松餆o(wú)“以核膜包被”的細(xì)胞核。真核生物：轉(zhuǎn)錄、翻譯不可以同時(shí)進(jìn)行。轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生于細(xì)胞核中，而翻譯必須發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上。第3講基因的表達(dá)A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽鍵肽鍵DNA中堿基數(shù)、RNA中堿基數(shù)和蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)關(guān)系DNA中堿基數(shù)、RNA中堿基數(shù)和蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)關(guān)系631第3講基因的表達(dá)轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所：表達(dá)過(guò)程：真核細(xì)胞和原核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)示意圖（如何區(qū)別）細(xì)胞核、線粒體、葉綠體擬核、質(zhì)粒細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄成的mRNA經(jīng)加工后從核孔出來(lái)，與核糖體結(jié)合邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯真原核基因的異同？第3講基因的表達(dá)①不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA，不能編碼蛋白質(zhì)。：能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA，能編碼蛋白質(zhì)編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)②有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列，在該序列中，最重要的是位于編碼區(qū)上游的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游啟動(dòng)子終止子原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)第3講基因的表達(dá)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子

不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游內(nèi)含子：外顯子：第3講基因的表達(dá)探究互動(dòng)1下圖為蛋白質(zhì)的合成圖示，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)mRNA與核糖體的數(shù)量關(guān)系：一個(gè)mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體。(2)存在上述關(guān)系的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。(3)蛋白質(zhì)合成的方向：從左向右，判斷依據(jù)是多肽鏈的長(zhǎng)短，長(zhǎng)的翻。譯在前(4)蛋白質(zhì)合成的結(jié)果是？是否還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。多肽鏈需要(5)討論：圖示中合成了幾條肽鏈？是否相同？4相同第3講基因的表達(dá)三、 利用流程圖分類剖析中心法則)總結(jié)所有生物的中心法則(2)寫出細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則(3)寫出煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則(4)寫出HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則第3講基因的表達(dá)1、DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯的氨基酸如下表則右圖所示的tRNA所攜帶的氨基酸是A．賴氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．蘇氨酸2．(2013·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅰ，1)關(guān)于蛋白質(zhì)生物合成的敘述，正確的是(

)。 A．一種tRNA可以攜帶多種氨基酸 B．DNA聚合酶是在細(xì)胞核中合成的 C．反密碼子是位于mRNA上相鄰的三個(gè)堿基 D．線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成D第3講基因的表達(dá)3．(2013·浙江卷)某生物基因表達(dá)過(guò)程如圖所示。下列敘述與該圖相符的是 (

)。 A．在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開(kāi) B．DNA－RNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與T配對(duì) C．mRNA翻譯只能得到一條肽鏈 D．該過(guò)程發(fā)生在真核細(xì)胞中

答案

A第3講基因的表達(dá)(2014·四川卷)將牛催乳素基因用32P標(biāo)記后導(dǎo)入小鼠乳腺細(xì)胞，選取僅有一條染色體上整合有單個(gè)目的基因的某個(gè)細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.小鼠乳腺細(xì)胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸B．該基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，遺傳信息通過(guò)模板鏈傳遞給mRNAC．連續(xù)分裂n次后，子細(xì)胞中32P標(biāo)記的細(xì)胞占1/2n＋1D．該基因翻譯時(shí)所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等c第3講基因的表達(dá)

綜合考查DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程2．(2013·江蘇卷)圖①～③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)細(xì)胞中過(guò)程②發(fā)生的主要場(chǎng)所是________。(2)已知過(guò)程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為_(kāi)_______。細(xì)胞核26%

+-已知：@鏈：G+U=54%G=29%

-鏈：G=19%-鏈：C=29%-鏈：C+G=48%-鏈：A+T=52%與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段：A+T=52%A=26%第3講基因的表達(dá)

綜合考查DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程2．(2013·江蘇卷)圖①～③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)細(xì)胞中過(guò)程②發(fā)生的主要場(chǎng)所是________。(2)已知過(guò)程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為_(kāi)_______。(3)由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致過(guò)程③合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG)，則該基因的這個(gè)堿基對(duì)替換情況是________________________(4)在人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞、漿細(xì)胞、記憶細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞中，能發(fā)生過(guò)程②、③而不能發(fā)生過(guò)程①的細(xì)胞是______。(5)人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過(guò)程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中選擇)，其原因是_____________________________________________細(xì)胞核26%

T－A替換為C－G(A－T替換為G－C)漿細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞不完全相同不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)第3講基因的表達(dá)第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂迫私贪姹匦?:第4章基因的表達(dá)★中心法則的提出及其發(fā)展★基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系第3講基因的表達(dá)中心法則是對(duì)遺傳信息的傳遞過(guò)程的概括。你能據(jù)圖找出遺傳信息傳遞的幾條途徑（幾條信息流）？1、DNADNA2、DNARNA3、RNA蛋白質(zhì)4、RNARNA5、RNA

DNA轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)

DNA逆轉(zhuǎn)錄

RNA翻譯轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制DNA復(fù)制RNA復(fù)制中心法則主要內(nèi)容中心法則重要補(bǔ)充第3講基因的表達(dá)特別提醒

(1)DNA的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在細(xì)胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程中。 (2)DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的過(guò)程中。 (3)RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中，是后來(lái)發(fā)現(xiàn)的，是對(duì)中心法則的補(bǔ)充和完善。 (4)進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的過(guò)程——上述五個(gè)都有；進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)的場(chǎng)所有四個(gè)，即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。 (5)需要解旋酶的過(guò)程：DNA復(fù)制(兩條鏈都作為模板)和轉(zhuǎn)錄(DNA的一條鏈作為模板)。 (6)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。第3講基因的表達(dá)細(xì)胞質(zhì)遺傳不符合孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律，后代只表現(xiàn)出母本的性狀因?yàn)槭芫^(guò)程中，受精卵的細(xì)胞質(zhì)主要是接受自母親的卵細(xì)胞②線粒體和葉綠體中的DNA，都能夠進(jìn)行半自主自我復(fù)制，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。都含有自己的DNA、RNA和核糖體。④細(xì)胞質(zhì)基因疾病有什么特點(diǎn)？為什么？３、細(xì)胞質(zhì)基因①定義：細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體、線粒體內(nèi)含有少量的DNA，其上的基因，叫做細(xì)胞質(zhì)基因。細(xì)胞質(zhì)基因能進(jìn)行半自主自我復(fù)制。③線粒體DNA的缺陷與數(shù)十種人類的遺傳病有關(guān)，這些疾病多與腦部和肌肉有關(guān)。第3講基因的表達(dá)基因?qū)π誀畹目刂?、DNA—蛋白質(zhì)—性狀的關(guān)系DNA的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性生物界的多樣性決定導(dǎo)致根本原因直接原因表現(xiàn)形式知識(shí)小結(jié)上述涉及的性狀都是由單個(gè)基因控制的，生物體的很多性狀都是由多個(gè)基因共同決定的，如人的身高等。1基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。2基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。第3講基因的表達(dá)特別提醒：基因與性狀之間并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，有些性狀是由多個(gè)基因決定的，有的基因可決定或影響多個(gè)性狀。

第3講基因的表達(dá)易錯(cuò)點(diǎn)1混淆六類酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、 DNA連接酶、RNA聚合酶

點(diǎn)撥①“解旋酶”是DNA分子復(fù)制時(shí)使氫鍵斷裂。

②“限制酶”是使兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

③“DNA聚合酶”是DNA分子復(fù)制時(shí)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則使單個(gè)脫氧核苷酸連成脫氧核苷酸鏈。

④“DNA連接酶”是將兩個(gè)DNA分子片段的末端“縫合”起來(lái)形成磷酸二酯鍵。

⑤“RNA聚合酶”是RNA復(fù)制或DNA轉(zhuǎn)錄時(shí)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則將單個(gè)核糖核苷酸連接成RNA鏈。

⑥“逆轉(zhuǎn)錄酶”是某些RNA病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)利用宿主細(xì)胞的脫氧核苷酸合成DNA的一種酶。第3講基因的表達(dá)

考查中心法則及其補(bǔ)充2．(2013·天津理綜，