课件：基因的表达.ppt

第4章 基因的表达,考点1 DNA的基本功能,考点2 中心法则及相关计算,考点3 基因对性状的控制,考点1 DNA的基本功能,1DNA的基本功能的比较,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,个体发育过程中,主要在细胞核,主要在细胞核,核糖体,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,20种氨基酸,DNA的两条链,DNA中的一条链,mRNA,特定的酶和ATP,特定的酶，ATP和tRNA,AT、CG、,AU、GC、TA、,AU、GC,. 转录、翻译过程中有关图形解读 (1)转录：指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，其特点是边解旋边转录(如图一)。,(2)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序列的蛋白质的过程。 碱基配对双方是mRNA上密码子和tRNA上反密码子，故AU、UA配对，不能出现T。 一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。 翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。 翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。,2.DNA与RNA (1)DNA分子与RNA分子的区别,通常是双螺旋结构,单链结构,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核 糖,A、G、C、T,A、G、C、U,DNA复制、逆转录,转录、RNA复制,主要位于细胞核中的染色体上，少数位于线粒体和叶绿体中,主要位于细胞质中,(2)三种RNA的比较,与核糖体结合,细胞质中,组成核糖体,带有从DNA上转录下来的遗传信息,一端能与氨基酸结合，另一端有反密码子,由核仁形成,翻译时转运氨基酸,组成核糖体,单链,单链,单链,都是由DNA转录产生；基本单位相同；都与翻译过程有关,3.遗传信息、密码子和反密码子 (1)联系 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。 mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。,作用不同 i)遗传信息：决定氨基酸的排列顺序，是间接作用。 ii)密码子：直接决定蛋白质的氨基酸的排列顺序。 iii)反密码子：识别密码子的作用。,(2)区别 存在位置不同：i)遗传信息：在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。ii)密码子：在mRNA上，是载有DNA遗传信息的mRNA上的相邻的三个核糖核苷酸的排列顺序。iii)反密码子：在转运RNA上，是与密码子互补配对的三个相邻碱基。,(3)对应关系,(1)复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。 (2)转录的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。 (3)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。,特别提醒,(4)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图：,数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 方向；从左向右(见上图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。 图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同而相同。,(6)tRNA的功能 一是转运氨基酸，二是识别密码子，且一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。所以tRNA有61种，一种氨基酸可有一种或几种tRNA来转运。tRNA并非只有三个碱基，有多个碱基，其基本组成单位是核糖核苷酸。,(5)密码子与氨基酸的关系 密码子共有64种，但是编码氨基酸的密码子只有61种，有3种终止密码子；一种氨基酸可以有一种或多种密码子，但是一种密码子只能决定一种氨基酸；起始密码子也能决定氨基酸。密码子是连续的，中间无其他碱基隔开，无论是病毒，还是原核生物和真核生物都共用一套密码子。,1(2012年广东理综)下列叙述正确的是( ) ADNA是蛋白质合成的直接模板 B每种氨基酸仅由一种密码子编码 CDNA复制就是基因表达的过程 DDNA是主要的遗传物质,考点演练,D,解析：本题考查遗传的物质基础的相关知识，意在考查考生的综合分析能力。DNA是蛋白质合成的间接模板，直接模板是mRNA；有的氨基酸可以由几种密码子编码；DNA复制是基因的传递过程，转录和翻译才是基因的表达过程；绝大多数生物以DNA为遗传物质，所以DNA是主要的遗传物质。 答案：D,2如图表示tRNA结构，表示碱基对， 表示三个相邻碱基。下列相关叙述正确的是 ( ) A表示的碱基对有A与T， G与C两种 B表示的三个相邻碱基叫 密码子 C指导该分子合成的DNA片 段叫基因 D一种氨基酸只能由一种 tRNA转运,C,解析：图中表示的碱基对有A与U，G与C；表示反密码子，能与mRNA上密码子进行碱基互补配对；指导该tRNA分子合成的DNA片段为基因；一种氨基酸由一种或多种tRNA来转运。 答案：C,2019/4/19,18,可编辑,3、(2012年课标卷，1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的( ) AtRNA种类不同 BmRNA碱基序列不同 C核糖体成分不同 D同一密码子所决定的氨基酸不同,B,解析 同一种生物不同细胞中所含tRNA是相同的，共有61种，故A不对；两种蛋白质中氨基酸排列顺序不同，而决定氨基酸顺序的直接原因是mRNA碱基序列，故B对；核糖体的组成都是rRNA和蛋白质，故C不对；一种密码子对应一种氨基酸，故D不对。 答案 B,考点2 中心法则及相关计算,1内容图解,明确：、过程发生在细胞生物(真核生物、原核生物)中和以DNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，、只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。,2含义 在遗传学上，把遗传信息的流动方向叫做信息流。包括5个方面的内容，而且均遵循碱基互补配对原则。 (1)DNADNA：以DNA为遗传物质的生物的自我复制。 (2)RNARNA：某些RNA病毒，以RNA为遗传物质的生物的自我复制。 (3)DNARNA：转录过程。,(4)RNADNA：个别病毒在肿瘤细胞中的逆转录过程，在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA。 (5)RNA蛋白质：细胞质核糖体上的翻译过程，以mRNA为模板合成特定的蛋白质，表现生物的性状。,3基因表达中相关数量计算 (1)转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。 在转录时，基因模板链中的AT(或GC)与RNA分子中的UA(或CG)相等。,在DNA分子中：（ AT ）/(GC)n 在mRNA链中： （ AU）/(GC) n 无论在DNA分子中，还是在每一条链中以及RNA中，互补配对的两碱基之和(AT或GC或AU)所占总碱基的量也都是相同的。,(2)翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。 综上可知：蛋白质中氨基酸数目tRNA数目1/3mRNA碱基数目1/6DNA碱基数目。,(3)计算中“最多”和“最少”的分析,翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。 如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。,1已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子，某信使RNA的碱基排列顺序如下；AUUCGAUGAC(不含终止密码子的10个碱基)CUCUAGAUCU，则此信使RNA控制合成的多肽链最多含有多少个肽键( ) A4 B5 C6 D7,考点演练,B,解析：本题的解决需要三个方面的知识：一是起始密码子能决定氨基酸，终止密码子不能决定氨基酸；二是要从所给的信使RNA的碱基排列顺序中确定能决定氨基酸的碱基个数，共有510318(个)；三是要明确信使RNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸，也就能确定氨基酸的数目最多为6个，所以形成的肽键数目最多为615(个)。 答案：B,2、如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：,D,若图中的所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( ) A166和55 B166和20 C333和111 D333和20,错因分析 错选B或C项的原因具体分析如下： 正确解答 选D。,考点3 基因对性状的控制,1基因控制性状的两种方式 (1)间接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。如豌豆的粒型、白化病等。,(2)直接途径基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。,2基因与性状的关系 (1)生物的大多数性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎，由一对等位基因控制)。 (2)生物有些性状是由多个基因决定的(如人的身高)。 (3)生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因型和环境条件共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。,基因对性状控制的复杂性 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。,特别提醒,3人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( ),考点演练,A基因可以通过控制蛋白质的结构来控