第3讲 基因的表达课件

第3讲基因的表达

备考·最新考纲

1．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。2.基因与性状的关系(Ⅱ)。第3讲基因的表达基因指导蛋白质的合成●蛋白质是生命活动的______者和_____者●性状的形成离不开________(特别是酶)的作用●______控制生物体的性状●基因

______蛋白质_______来_____性状！体现承担蛋白质基因通过指导的合成直接控制间接控制▲遗传信息的转录▲遗传信息的翻译

1、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2、基因还能通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状第3讲基因的表达基因蛋白质的合成指导细胞核中的基因如何指导细胞质中蛋白质的合成？以_____为媒介RNADNA间接指导蛋白质的合成，mRNA直接指导蛋白质的合成。决定蛋白质合成的根本原因是DNA。a.RNA是由四种核糖核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。b.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。c.RNA与DNA之间也遵循“碱基互补配对原则”。第3讲基因的表达(一)遗传信息的转录在_______内，以DNA的______为______，按照____________的原则合成_____的过程。细胞核一条链模板碱基互补配对RNA第3讲基因的表达RNA聚合酶（有解旋酶的作用）转录：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。第3讲基因的表达在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。DNA解旋后的一条链（模板链）碱基互补配对产物：A-U、T-A、G-C、C-G。

转录小结定义：场所：主要在细胞核内模板：原料：四种游离的核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶能量：ATP直接供能mRNA/tRNA/rRNA遗传信息传递方向：

DNA

RNA时期：在细胞分裂的间期G1和G2原则：第3讲基因的表达（1）DNA链完全解开吗？（2）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？A—U、T—A、G—C、C—G思考与讨论[思维激活1]转录的场所一定是细胞核吗？产物一定是mRNA吗？

提示含有DNA的部位(细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、质粒)均可转录，产物有mRNA、tRNA、rRNA等。第3讲基因的表达三种RNA的比较（有的RNA还具有催化作用）。类型mRNAtRNArRNA空间结构单链状三叶草形有部分双链区单链状，有部分双链区功能转录DNA上的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板一端以反密码子识别mRNA上的密码子，另一端携带一个特定的氨基酸进入核糖体是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成第3讲基因的表达在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（二）遗传信息的翻译

翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。第3讲基因的表达20种氨基酸的密码子UAGUGAUAAAUGGUG▲一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定▲密码子改变，tRNA肯定变，指导合成的蛋白质不一定变。▲3种终止密码子不决定氨基酸▲2种起始密码子决定氨基酸▲所以，决定氨基酸的密码子共有61种第3讲基因的表达总结：密码子定义：信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。种类：起始密码/终止密码/决定氨基酸的密码共64种，其中“决定氨基酸的密码子”61种(3种“终止密码”不决定氨基酸，但2种“起始密码”决定氨基酸)特点：一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定作用：起始翻译决定氨基酸终止翻译决定氨基酸第3讲基因的表达AAU亮氨酸ACU天冬氨酸一种tRNA只能携带一种氨基酸?一种氨基酸只能由一种tRNA携带?tRNA有多少种?反密码子：tRNA上与携带氨基酸相对的一端与mRNA上密码子配对的三个相邻碱基tRNA也称为“翻译官”，61种是不是第3讲基因的表达翻译小结定义：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。原料：______________多种游离的氨基酸场所：_____________________过程：___________________细胞质中的核糖体（宿主细胞中的核糖体）起始:

mRNA与核糖体结合运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由

对应的tRNA运输相应的氨基酸加到相应的肽链上终止:

核糖体到达mRNA的终止密码时，翻译停止。脱离：肽链合成后脱离核糖体和mRNA，盘曲折叠成具有

特定空间结构的蛋白质。模板：__________产物：____________遗传信息传递方向：__________________mRNA蛋白质（多肽）mRNA蛋白质特点：一个mRNA上可以结合多个核糖体，依次合成相同的多肽链由少到多第3讲基因的表达思维激:2：根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？

提示前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以有多种密码子对应。第3讲基因的表达第3讲基因的表达复制、转录、翻译的比较项目复制转录翻译时间场所模板原料碱基配对分裂间期整个生长、发育过程主要在细胞核主要在细胞核核糖体游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸氨基酸DNA的两条链DNA的一条链mRNAA-T、T-AG-C、C-GA-U、T-AG-C、C-GA-U、U-AG-C、C-G遗传信息传递表达小结DNARNA蛋白质产物解旋酶/DNA聚合酶RNA聚合酶与多肽合成有关的酶酶特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA上结合多个核糖体，顺次合成多条肽链第3讲基因的表达转录：分裂间期G1+G2翻译：间期、分裂期▲转录、翻译具体发生于细胞分裂的什么时期？▲原核生物、真核生物的转录翻译各有什么特点？原核生物：转录、翻译可以同时进行。因为原核生物无“以核膜包被”的细胞核。真核生物：转录、翻译不可以同时进行。转录主要发生于细胞核中，而翻译必须发生于细胞质中的核糖体上。第3讲基因的表达A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸转录翻译蛋白质DNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键肽键DNA中碱基数、RNA中碱基数和蛋白质中氨基酸数关系DNA中碱基数、RNA中碱基数和蛋白质中氨基酸数关系631第3讲基因的表达转录场所：表达过程：真核细胞和原核细胞遗传信息表达示意图（如何区别）细胞核、线粒体、叶绿体拟核、质粒细胞核内转录成的mRNA经加工后从核孔出来，与核糖体结合边转录边翻译真原核基因的异同？第3讲基因的表达①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质编码区非编码区原核细胞的基因结构②有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游启动子终止子原核细胞的基因结构第3讲基因的表达真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子外显子能够编码蛋白质的序列叫做外显子

不能够编码蛋白质的序列叫做内含子启动子终止子编码区上游编码区下游内含子：外显子：第3讲基因的表达探究互动1下图为蛋白质的合成图示，请据图回答问题。(1)mRNA与核糖体的数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。(2)存在上述关系的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)蛋白质合成的方向：从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻。译在前(4)蛋白质合成的结果是？是否还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。多肽链需要(5)讨论：图示中合成了几条肽链？是否相同？4相同第3讲基因的表达三、 利用流程图分类剖析中心法则)总结所有生物的中心法则(2)写出细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则(3)写出烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则(4)写出HIV等逆转录病毒的中心法则第3讲基因的表达1、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是A．赖氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．苏氨酸2．(2013·全国新课标卷Ⅰ，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是(

)。 A．一种tRNA可以携带多种氨基酸 B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的 C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基 D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成D第3讲基因的表达3．(2013·浙江卷)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是 (

)。 A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对 C．mRNA翻译只能得到一条肽链 D．该过程发生在真核细胞中

答案

A第3讲基因的表达(2014·四川卷)将牛催乳素基因用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c第3讲基因的表达

综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程2．(2013·江苏卷)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。细胞核26%

+-已知：@链：G+U=54%G=29%

-链：G=19%-链：C=29%-链：C+G=48%-链：A+T=52%与α链对应的DNA区段：A+T=52%A=26%第3讲基因的表达

综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程2．(2013·江苏卷)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是________________________(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是______。(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是_____________________________________________细胞核26%

T－A替换为C－G(A－T替换为G－C)浆细胞和效应T细胞不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达第3讲基因的表达第2节基因对性状的控制人教版必修2:第4章基因的表达★中心法则的提出及其发展★基因、蛋白质与性状的关系第3讲基因的表达中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。你能据图找出遗传信息传递的几条途径（几条信息流）？1、DNADNA2、DNARNA3、RNA蛋白质4、RNARNA5、RNA

DNA转录翻译逆转录蛋白质

DNA逆转录

RNA翻译转录复制复制DNA复制RNA复制中心法则主要内容中心法则重要补充第3讲基因的表达特别提醒

(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。 (2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。 (3)RNA复制和逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。 (4)进行碱基互补配对的过程——上述五个都有；进行互补配对的场所有四个，即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。 (5)需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都作为模板)和转录(DNA的一条链作为模板)。 (6)逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。第3讲基因的表达细胞质遗传不符合孟德尔的遗传规律，后代只表现出母本的性状因为受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞②线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。都含有自己的DNA、RNA和核糖体。④细胞质基因疾病有什么特点？为什么？３、细胞质基因①定义：细胞质中的叶绿体、线粒体内含有少量的DNA，其上的基因，叫做细胞质基因。细胞质基因能进行半自主自我复制。③线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关。第3讲基因的表达基因对性状的控制3、DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因表现形式知识小结上述涉及的性状都是由单个基因控制的，生物体的很多性状都是由多个基因共同决定的，如人的身高等。1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。2基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。第3讲基因的表达特别提醒：基因与性状之间并不是简单的一一对应关系，有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。

第3讲基因的表达易错点1混淆六类酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、 DNA连接酶、RNA聚合酶

点拨①“解旋酶”是DNA分子复制时使氢键断裂。

②“限制酶”是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

③“DNA聚合酶”是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。

④“DNA连接酶”是将两个DNA分子片段的末端“缝合”起来形成磷酸二酯键。

⑤“RNA聚合酶”是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。

⑥“逆转录酶”是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。第3讲基因的表达

考查中心法则及其补充2．(2013·天津理综，