高三生物一轮复习课件第六单元 【知识建构+备课精研】 基因的表达

[课标要求]概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质体现。第六单元

第4课时

基因的表达1.为什么RNA适合做信使？3种RNA的作用分别是什么？与DNA相比RNA特有的化学组成？2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子的位置及作用分别是什么？

3.转录的场所、条件、特点分别是什么？翻译的场所、条件、特点分别是什么？多聚核糖体有什么意义？

4.密码子的概念和特点？密码子简并性对生物体的生存发展有什么意义？

5.写出完整的中心法则，并说明体现了基因的哪两大功能？

6.基因与性状的关系是怎样的？

内容聚焦教材P64-69,步步高P175-176基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。

基因是怎样指导蛋白质的合成呢？DNA核糖体遗传信息储存在细胞核的DNA中，蛋白质的合成发生在核糖体。DNA能否直接从细胞核进入细胞质中指导蛋白质合成？核糖核苷酸蛋白质氨基酸密码子核糖体遗传物质一、RNA的结构和功能①能储存遗传信息。②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中为什么RNA适合做信使？提出问题实验思路加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况（减法原理）；再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况（自身对照）。预期结果加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。实验证据①1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。②1955Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。实验结论RNA就是基因与蛋白质之间的信使。如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？一、RNA的结构和功能转录（mRNA释放，DNA双链恢复）DNA分子

碱基互补配对主要在细胞核四种核糖核苷酸DNA的一条链（供转录的那一条）ATP、RNA聚合酶A-U、T-A、G-C、C-GDNA→mRNA场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：时间：活细胞新陈代谢过程中mRNA转录通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。二、遗传信息的转录（线粒体、叶绿体）①RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来②游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对③在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上④合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复RNA与模板链是互补的mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的二、遗传信息的转录组成人体蛋白质的氨基酸有21种，至少需要3个碱基对应1个氨基酸碱基和氨基酸间的对应关系可能最多编码的氨基酸种类1个碱基→1个氨基酸2个碱基→1个氨基酸3个碱基→1个氨基酸4个碱基→1个氨基酸…………三联体密码的提出三联体密码的实验证据野生型噬菌体插入3个碱基(位置接近)野生型或接近野生型噬菌体野生型噬菌体野生型或接近野生型噬菌体上述实验结果可以用三联体密码解释，但难以用四联体密码解释删去3个碱基(位置接近)，41664256三、遗传信息的翻译碱基序列如何转化为氨基酸序列？1.遗传密码子的破译除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸肽链实验结论：与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。1961年8月，尼伦伯格和马太无细胞蛋白质合成体系破译遗传密码三、遗传信息的翻译密码子（共64个）种类起始密码子普通密码子终止密码子3种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸2种，AUG、GUG，也编码氨基酸59种,只编码氨基酸①正常情况下UGA是不编码氨基酸，特殊情况下编码硒代半胱氨酸。②真核生物用AUG作为起始密码子，原核生物还可用GUG作为起始密码子，此时编码甲硫氨酸mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子三、遗传信息的翻译2.密码子的概念和特点绝大多数氨基酸都有几个密码子1)密码子简并性几乎所有的生物都共用一套密码子2)密码子通用性3)相邻的密码子无间隔、不重叠①由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸;②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。说明当今生物可能有着共同的起源。说明生命在本质上是统一的。三、遗传信息的翻译2.密码子的概念和特点三、遗传信息的翻译3.遗传信息、密码子和反密码子翻译mRNA分子

碱基互补配对细胞质的核糖体mRNAA－U、U－AG－C、C－GmRNA→蛋白质场所：原则：模板：条件：

遗传信息流动：蛋白质转录翻译21种游离氨基酸、ATP、酶tRNA三、遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程4.翻译的概念①mRNA进入细胞质，与核糖体结合。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2。③甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，转移到位点2的tRNA上。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，继续肽链的合成随着核糖体的移动直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止2个tRNA的结合位点5.翻译的过程三、遗传信息的翻译6.翻译过程的三种模型图解读①甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成几个tRNA结合位点？核糖体沿着mRNA移动的方向是？②乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是？图中核糖体移动的方向是？多聚核糖体形成的意义是？③丙是哪一类细胞内内发生的什么过程？特点是？与真核细胞不同的原因是？三、遗传信息的翻译7.“列表法”比较复制、转录和翻译

复制转录翻译场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质(核糖体)模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核糖核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸原则A－T、G－CT－A、A－U、G－CA－U、G－C结果两个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA蛋白质信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息三、遗传信息的翻译实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:A.基因中的内含子转录后被剪切。B.在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。D.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。关注计算中“最多”和“最少”问题三、遗传信息的翻译（多选）下列关于转录和翻译的叙述正确的是（）A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开B.转录和翻译需要的原料都是核苷酸C.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来D.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生E.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生F.基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAG.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNAH.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程I.一个基因在短时间内可表达出多条完全相同的多肽链J.多个核糖体共同完成一条肽链的合成ACDF对位练习1.下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述，错误的是(

)A.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，反密码子位于tRNA上B.一种密码子在不同细胞中决定不同种氨基酸C.不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性D.密码子与反密码子不是一一对应的B对位练习2.

在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如表：实验序号重复的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸种类实验一（UUC）n，即UUCUUC…丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸实验二（UUAC）n，即UUACUUAC…亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是(

)A.上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNAB.实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUUC.通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸D.通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子D对位练习9.图为基因表达过程示意图,Ⅰ、Ⅱ表示基因表达的不同过程,X表示某种酶。据图判断,下列相关叙述正确的是(

)A.X表示DNA聚合酶,能识别DNA特定序列,移动方向是由左向右B.核糖体含有rRNA,能识别mRNA特定序列,移动方向是由左向右C.过程Ⅱ中有多个核糖体和mRNA结合,每个核糖体上形成的肽链是不同的D.过程Ⅰ还未完成,过程Ⅱ即已开始,该现象可能发生在真核细胞的线粒体中D对位练习（2022·湖南·高考）大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译D对位练习1957年克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA或RNA流向DNA生命是物质、能量和信息的统一体逆转录和RNA复制通常发生在RNA病毒中，一般认为正常细胞不发生逆转录和RNA复制。四、中心法则生物种类遗传信息的传递过程原核生物真核生物DNA病毒RNA复制病毒逆转录病毒转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA翻译蛋白质逆转录转录DNARNA翻译蛋白质复制复制RNA各类生物遗传信息传递过程四、中心法则（2022·浙江·高考）“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是A．催化该过程的酶为RNA聚合酶 B．a链上任意3个碱基组成一个密码子C．b链的脱