基因的表达1
基因的表达与调控(1)
三、基因表达的规律 ——时间性和空间性
1、时间特异性（temporal specificity）
7.2.2 lac Operon的模型及其影响因子
调节基因
操纵位点
ß-半乳糖苷酶 半乳糖苷透性酶 乙酰基转移酶
Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和 半乳糖
Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖 苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质 膜进入细胞内。
A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A 上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳 糖。
按功能需要，某一特定基因的表达严格按 特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间 特异性。
多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶 段特异性(stage specificity)。
2、空间特异性(spatial specificity)
在个体生长全过程，某种基因产物在个体 按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的 空间特异性。
2. 真核生物的调节蛋白
反式作用因子
能直接或间接与顺式作用元件相互作用，进而调控基因转录的
一类调节蛋白，统称为反式（作用）因子。(trans-acting factor) 按其功能不同，常有以下三类：
基本转录因子 转录调节因子 共调节因子
（1） 基本转录因子（TF）
是指能够在启动子部位与核心序列TATA盒和RNA PolⅡ 结合，形成转录前起始复合物（PIC）的一类调节蛋白，以起 动转录。
❖ 可诱导负控制系统 ❖ 可诱导正控制系统 ❖ 可阻遏负控制系统 ❖ 可阻遏正控制系统
高中生物必修2第四章《基因的表达》单元测试(一)
1.下列叙述正确的是( )A.RNA 与ATP 中所含元素的种类不相同B.一个mRNA 分子中只含有一个反密码子C.T2 噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA 上2.下列与人体mRNA 的核苷酸序列互补的是( )A.DNA 分子的一条链的核苷酸序列B.DNA 分子两条链的核苷酸序列C.所有tRNA 分子的核苷酸序列D.某tRNA 分子的核苷酸序列3.人或动物PrP 基因编码一种蛋白(PrP c) ，该蛋白无致病性。
PrP c 的空间结构改变后成为PrP sc(朊粒) ，就具有了致病性。
PrP sc 可以诱导更多的PrP c 转变为PrP sc ，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。
据此判断，下列叙述正确的是A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrP c 转变为PrP sc 的过程属于遗传信息的翻译过程4.对于一个动物个体来说，几乎所有的体细胞都含有相同的基因，但细胞与细胞之间存在功能的差异，这是因为它们合成不同的( )A.tRNAB.mRNAC.rRNAD.核糖体5.下列生理过程的组合中，所用原料相同的是①DNA 分子的复制②RNA 的复制③转录④逆转录⑤翻译A.①与③、②与④B.②与⑤、①与④C.①与④、②与③D.②与④、①与⑤6.下列甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，下列有关说法中，正确的是( )A. 甲图所示过程叫作翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成B. 甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左C. 乙图所示过程叫作转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板D. 甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同7.下列关于RNA 的叙述中，不正确的是( )A.RNA 可分为mRNA 、tRNA 、rRNAB.mRNA 的转录和翻译都是在细胞核中进行的C.RNA 可以作为某些生物的遗传物质D.mRNA 决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序8.已知AUG 、GUG 为起始密码子，UAA 、UGA 、UAG 为终止密码子，某mRNA 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( )A.4B.5C.6D.79.科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。
生物：第4章《基因的表达》课件(1)(新人教版必修2)
B
D
7、某信使RNA上，A的含量是24%，U的含量 是26%， C的含量是27%，则控制其合成的模 板链中G的含量为 C A. 23% B. 25% C. 27% D. 24% 8、某信使RNA的碱基中，U占19%，A占21%， 则作为它的模板的DNA中，胞嘧啶占全部碱 基的 D A. 21% B. 19% C. 60% D. 30% 9、已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比 例为20%，由该DNA转录出来的RNA中，其胞 嘧啶的比例是 D A. 10% B. 20% C. 40% D. 无法确定
【学习目标】
1．知识性——概述遗传信息的转录和翻译。 2．情感性——体验基因表达过程的和谐美， 基因表达原理的逻辑美、简约美。 3．技能性——通过基因控制蛋白质合成的 学习培养学生分析综合能力。
蛋白质是生命活动的 体现 承担 ______者和_____者 性状的形成离不开 蛋白质 ________(特别是酶) 的作用 基因 ______控制生物体的性状 通过指导 的合成 控制 基因_________蛋白质_______来_____性状！
时间 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物
细胞分裂间种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等
ATP A-T、G-C
半保留复制，边解旋边复制
四种核糖核苷酸 RNA聚合酶等
ATP A-U、G-C
边解旋边转录
1个信使RNA
2个子代DNA分子
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。 那么，RNA上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基 酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息 翻译成蛋白质？
第4章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成
第 4 章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成学习目标定位1 ．简述 DNA 与 RNA 的主要区别。
2 ．说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。
3 ．概述遗传信息的转录与翻译的过程。
4 ．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的关系。
探究主题1 遗传信息的转录 1 . RNA 的组成及种类（1）基本单位： （2）组成成分：（3）结构：一般是 链，长度比DNA ；能通过 从细胞核转移到细胞质中。
（4）种类： 、 和 三种。
2、遗传信息的转录 （1）概念 主要场所 模板原料 4种游离的 产物（2）过程【合作探究】1．结合第3章第2节DNA 分子的结构的学习，比较DNA 和 RNA 的区别。
比较项目 DNA RNA 全程 分布化学组成基本组成单位 碱基嘌呤 嘧啶五碳糖 无机酸 空间结构 分类2、根据核酸的组成成分和结构，试总结判断DNA和RNA的方法。
3、根据DNA的转录过程，结合图解，分析讨论下列问题：DNA转录图解如图（以β链为模板）（1）α链、β链、γ链的碱基数与DNA分子碱基数有何关系？（2）α链、β链、γ链上的各碱基之间有何数量关系？（3）γ链上（Aγ+Uγ）、（Gγ+Cγ）与DNA分子上的对应的碱基数有何联系？探究主题2 遗传信息的翻译【自主学习】1、概念场所模板原料产物具有的肽链2、密码子与反密码子密码子反密码子位置种类种种实质决定一个氨基酸的与发生碱基互补配对的3个相邻的碱基3 ．过程（1）mRNA与结合。
（2）tRNA与mRNA ，将氨基酸置于特定位置。
（3）脱水缩合形成（写出结构简式），氨基酸连接形成肤链。
（4）肤链盘曲折叠，形成成熟的【合作探究】1 . DNA 在细胞核内，合成蛋白质的核糖体在细胞质中，试分析DNA 是直接跨过核膜进人细胞质的吗？2 ．试比较遗传信息的传递和表达。
遗传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译场所原料条件模板特点产物信息传递方向3、结合下面图解，思考：（1）基因中的碱基数、mRNA 分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？（2）分析产生以上数量关系的原因。
高中生物第六单元 遗传的物质基础学案-基因的表达 (1)
基因的表达【必备知识梳理】一、RNA的结构和种类二、遗传信息的转录1.概念：在细胞核中，通过以DNA的一条链为模板合成的过程。
2.场所：主要是，在、中也能发生转录过程。
3.产物：、、。
4.过程(以mRNA为例)三、遗传信息的翻译1.概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以为模板合成具有一定氨基酸顺序的的过程。
2.场所：。
3.过程：归纳总结复制、转录和翻译的比较四、中心法则1.提出者：。
2.补充后的内容图解五、基因表达产物与性状的关系1.直接控制途径(用文字和箭头表示)基因生物体的性状(完善实例分析如下)2.间接控制途径(用文字和箭头表示)基因生物体的性状(完善实例分析如下)(1)白化病致病机理图解(2)豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解六、基因的选择性表达与细胞分化1.生物体多种性状的形成，都是以为基础的，同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，但各不相同。
2.在不同类型的细胞中，表达的基因可分为以下两类(1)在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持所必需的，如、等。
(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如、等。
七、表观遗传八、基因与性状的关系在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系。
生物体的有些性状是由个基因决定的，如人的身高；一个基因也可以影响个性状，如水稻的Ghd7基因不仅参与开花的调控，还对水稻的生长、发育和产量都有重要作用；生物体的性状还受环境条件的影响。
【考点能力提升】考点一遗传信息的流动，遗传信息可以从DNA流向RNA遗传信息的转录是指在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要解旋酶吗?(2)一个DNA分子上的所有基因都同时转录吗?它们的模板链都相同吗?(3)转录形成RNA时有没有方向性?，实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。
基因的表达-
基因表达的调控
转录调控
转录因子可以结合到DNA的启 动子上，影响RNA聚合酶的结 合和转录速率。
后转录调控
miRNA可以结合到mRNA上， 抑制其翻译，影响蛋白质表达 水平。
表观遗传调控
组蛋白修饰和DNA甲基化等表 观遗传变化可以影响基因的表 达。基因表达的过程 Nhomakorabea1
转录
DNA转录为RNA，由RNA聚合酶依据DNA模板进行合成。
基因的表达
基因表达是生命的基础，是遗传信息的转录和翻译过程。了解基因表达是了 解生命机制的重要组成部分。
基因表达的定义
1 生命体的基础
基因表达是生命机制的基础，它决定了细胞合成哪些蛋白质。
2 蛋白质合成
基因表达是DNA转录为RNA，再由RNA翻译成蛋白质的过程。
3 重要性
基因表达是遗传和环境之间相互作用的关键环节，能够影响细胞命运和胚胎发育。
2
剪接
前体mRNA在剪接位点被剪接酶切割，形成成熟的mRNA。
3
翻译
mRNA被核糖体扫描并翻译成蛋白质，合成新的蛋白质。
基因表达与疾病
癌症
癌细胞的基因表达异常， 可能由于某些基因活化和 抑制的失衡。
遗传病
基因表达异常可能导致某 些遗传疾病的发生。
药物研发
了解基因表达的变化可以 帮助药物的研发，并为个 性化药物治疗奠定基础。
2 基因芯片
基因芯片可以同时检测 大量基因的表达水平， 广泛应用于研究和临床 诊断。
3 单细胞测序
单细胞测序技术能够检 测单个细胞的基因表达， 应用于发育生物学等研 究领域。
未来展望
1
基因编辑技术
基因编辑技术在研究和药物治疗方面
2021届人教版高中生物必修二第4章 基因的表达 第1节有详细答案
第4章第1节基因指导蛋白质的合成一、选择题1．下列对转运RNA的描述正确的是()A．每种转运RNA能识别并转运一种氨基酸B．转运RNA的三个相邻碱基是决定氨基酸的一个密码子C．转运RNA的合成在细胞质内D．转运RNA能与DNA相应的密码子互补解析：选A每种转运RNA一端的三个碱基叫反密码子，它与信使RNA 上的三个碱基——密码子进行碱基互补配对。
转运RNA是在细胞核内通过转录合成的，而不是在细胞质内合成的。
2．下列关于人体细胞内遗传信息传递和表达的叙述，正确的是()A．在转录和翻译过程中发生的碱基配对方式完全不同B．不同组织细胞中所表达的基因完全不同C．不同核糖体中可能翻译出相同的多肽D．不同的氨基酸可能由同种tRNA运载解析：选C转录过程与翻译过程中的碱基配对方式部分相同；人体内不同组织细胞中表达的基因部分相同。
在翻译过程中，一条mRNA上可能结合多个核糖体，从而使不同的核糖体中翻译出相同的多肽。
一种氨基酸可以由不同的tRNA运载，但一种tRNA只能运载一种氨基酸。
3．如图代表真核细胞中发生的某一过程，下列叙述正确的是()A．该过程表示翻译，模板是核糖体B．该图所示过程也可以发生在原核细胞中C．启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，都不对应氨基酸D．图中没有酶，因为该过程不需要酶的参与解析：选B该过程表示翻译，模板是mRNA，场所是核糖体，原料是游离的氨基酸，同时需要酶、tRNA和ATP的参与。
启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，起始密码子对应氨基酸，终止密码子不对应氨基酸。
原核生物中也含核糖体，也可进行翻译过程。
4．在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。
其主要原因是()A．一种氨基酸可能由多种密码子来决定B．一种氨基酸可以由多种tRNA携带到核糖体中C．一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成D．一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成解析：选D一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，从而实现少量的mRNA分子指导迅速合成出大量的蛋白质。
什么是基因表达
什么是基因表达基因表达是指基因中的信息被转化为功能性产物的过程，包括从DNA到RNA的转录（transcription）和从RNA到蛋白质的翻译（translation）两个主要步骤。
这一过程是生物体中基因信息转化为生物功能的关键步骤。
基本的基因表达过程包括以下几个步骤：1. 转录（Transcription）：在细胞核内，DNA的双螺旋结构被RNA聚合酶酶解为单链RNA，形成称为mRNA（信使RNA）的分子。
这个过程是DNA信息的复制，生成一个与特定基因相对应的RNA分子。
2. RNA剪接（RNA Splicing）：在一些基因表达过程中，mRNA 分子可能会经历剪接，即非编码的区域（内含子）被剪除，而编码蛋白质的区域（外显子）被保留。
这是通过剪接体（spliceosome）等细胞器负责的。
3. RNA修饰（RNA Modification）：在转录过程中，RNA分子可能会经历一些修饰，例如加上帽子（5'端）和尾巴（3'端），以提高mRNA的稳定性、传递性和翻译的有效性。
4. 翻译（Translation）：在细胞的核糖体（ribosome）中，mRNA上的信息被读取，并翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质。
翻译的过程涉及到tRNA（转运RNA）和蛋白质合成机器。
5. 蛋白质折叠与修饰：合成的蛋白质在细胞中会经历折叠和修饰过程，确保它们具有正确的结构和功能。
6. 蛋白质功能表达：最终，合成的蛋白质在细胞中执行特定的功能，例如在细胞结构中提供支持、作为酶催化生化反应、参与细胞信号传导等。
基因表达的调控对于维持生物体的正常功能和适应环境变化非常重要。
这涉及到复杂的调节网络，包括启动子、转录因子、RNA干扰等分子机制。
基因表达的失调可能导致细胞功能紊乱，甚至引起疾病。
高三生物一轮复习讲义 第三讲基因的表达
第三讲基因的表达考点一遗传信息的转录和翻译基因是如何起作用的？基因通过指导蛋白质的合成来控制性状→基因的表达遗传信息：指基因中脱氧核苷酸的排列顺序基因（细胞核）→转录→RNA（媒介）→翻译→蛋白质（细胞质）一、转录1.RNA的分类信使RNA（mRNA）：单链，携带遗传信息，翻译时做模板，其上含密码子转运RNA（tRNA）：单链，三叶草结构，搬运氨基酸到核糖体上，其上含反密码子核糖体RNA（rRNA）：单链，由核仁组织区的DNA转录而来，兼有酶的功能，又称核酶，核糖体的成分注：不同细胞中由于基因的选择性表达，mRNA种类和数量不同，但tRNA、rRNA 种类没有差别（RNA还有催化和作为某些生物遗传物质的功能）2.mRNA适于作DNA信使的原因（1）也能储存遗传信息（2）遵循碱基互补配对原则（3）RNA一般是单链，短，可通过核孔从细胞核到细胞质（穿过0层膜）【单链不稳定，完成使命后（即翻译结束后）的RNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行】3.转录定义：以DNA的一条链为模板合成RNA（产物）【包括mRNA、tRNA、rRNA】场所：细胞核（主）、线粒体、叶绿体、（原核细胞：拟核（主）、质粒）过程：解旋→配对→连接→释放①解旋：RNA聚合酶识别并结合DNA分子上特定的转录开始区域（启动子），解旋，碱基暴露。
注意：转录不需要节解旋酶，RNA聚合酶具有解旋的功能②配对：游离的核糖核苷酸与DNA链上碱基碰撞互补时，以氢键结合③连接：RNA聚合酶把新配对的核糖核苷酸连接到RNA上，形成磷酸二酯键④释放：mRNA从DNA链上释放，DNA恢复双螺旋4.条件：模板：DNA的一条链原料：4种游离的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶等5.原则碱基互补配对原则（A-U T-A G-C C-G）【与DNA复制不完全相同】6.转录方向：从mRNA的5’→3’7.时间：发生在个体生长发育整个过程8.特点：边解旋边转录，多个起点。
高中生物第四章基因的表达第1节第1课时遗传信息的转录课时作业含解析
第1课时遗传信息的转录1。
下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（）A．tRNA、rRNA和mRNA都经DNA转录而来B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补2．下列关于mRNA、tRNA及rRNA的叙述，正确的是() A．三种RNA的形成场所相同B．三种RNA的形成模板相同C．三种RNA中都不含有氢键D．三种RNA都传递遗传信息3．有关真核细胞的DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是（）A．两种过程都可在细胞核中发生B．两种过程都有酶参与反应C．两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料D．两种过程都以DNA为模板知识点二遗传信息转录的过程4.如下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法不正确的是（)A．①链的碱基A与②链的碱基U互补配对B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶D．转录完成后，②需通过两层生物膜才能与核糖体结合5．如图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，丙为图乙中部分片段的放大示意图。
对此分析合理的是（)A．甲过程发生在细胞核内,乙过程发生在细胞质内B．催化甲、乙两过程的酶1、酶2、酶3是相同的C．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸D．甲、乙两过程均主要发生在细胞核内6．生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA-蛋白质复合物的形式存在。
下列相关叙述错误的是（）A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA 聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA 聚合酶关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题7．下列有关叙述错误的是()A．人体细胞中,核酸分子所含有的磷酸基数与碱基数相等B．T2噬菌体所含核酸分子中，嘧啶数等于碱基总数的一半C．酵母菌中核酸分子的嘌呤碱基数可能少于嘧啶碱基数D．某核酸分子的嘧啶数等于嘌呤数,则其一定为DNA分子8．下图表示基因表达中的某个过程(X链为模板链)。
基因表达名词解释
基因表达名词解释
基因表达：
1、基因表达：
基因表达是一种生物体中遗传信息被转化为生物活动的过程，它可以
被定义为描述基因如何翻译为核糖体上elRNA，而elRNA又翻译成蛋
白质，即表达基因信息的过程。
一般情况下，基因表达包括基因转录、转录调节和转录翻译三个部分。
2、转录：
转录是基因表达的第一步，是把DNA中的基因信息转换为elRNA的
过程，这也是机体将遗传信息从DNA转换到其他表达载体的唯一方式，由核糖体主导发生。
它通常是一种可逆反应，按DNA对elRNA进行
完全复制。
3、转录调节：
转录调节是基因表达早期的一部分，它可以控制基因表达的水平，其
机制是在DNA的转录之前或转录之后对elRNA的转录进行调控。
它
以各种方式参与基因表达，增强或抑制elRNA的产生，从而在分子水
平上影响基因的表达。
4、转录翻译：
转录翻译是多种基因表达的前提，是一种过程，其中把生物体基因组特定位点的遗传信息从elRNA转译为蛋白质，从而使得生物体表达具有某种生物活性的物质，也就是说，它是把elRNA的碱基序列转换成蛋白质的过程。
通过转录翻译，基因法则发挥了其生物功能，也是生物体表达遗传信息的一部分。
基因的表达ppt课件演示文稿(1)
• 2．密码子 • (1)概念：在⑧________上决定1个氨基酸的 3个相邻的碱基。 • (2) 种类：⑨ __________ 种，其中决定氨基 酸的密码子有⑩________种。 • 3．tRNA • (1) 结构特点：形状像三叶草，一端有携带 ⑪__________的部位，另一端有 3个碱基可 与密码子互补配对，称为⑫________。 • (2)种类：⑬__________种。
• 二、遗传信息的翻译 • 1．翻译 • (1) 概念：游离在细胞质中的各种氨基酸以 ① ________ 为模板，合成具有② ________ 的过程。 • (2)场所：③____________。 • (3)运载工具：④____________。 • (4)模板：⑤____________。 • (5)原料：⑥______________。 • (6) 碱基配对： A － U 、⑦ __________ 、 C －
• 拓展深化 由于mRNA上的密码子除终止密 码子外有 61种对应氨基酸，而 tRNA上的反 密码子与对应氨基酸的密码子一一对应， 因此： • ①一种氨基酸可有多种密码子，可由多种 tRNA来转运。 • ②一种密码子只决定一种氨基酸，一种 tRNA只DNA和RNA的比较
权威解读 1.概述遗传信息的转 录与翻译。 1.遗传信息的转录和 2 ．运用数学方法， 翻译(Ⅱ) 分析碱基与氨基 2．基因与性状的关 酸的对应关系。 系( Ⅱ ) 3．掌握基因决定性 状的两条途径。
考纲要求
• 一、遗传信息的转录 • 1．RNA的结构和种类 • (1)RNA与DNA的区别 物质组成 五碳糖 特有碱基 脱氧核 T(胸腺嘧 啶) 糖 核糖 U(尿嘧啶) 结构特点 一般是双 链 通常是单 链
DNA 化 学 五碳糖 组 成 碱基 无机酸 空间结构 基本单 位 脱氧核糖核苷酸 (4种) 脱氧核糖 (C5H10O4) A、G、C、T 双螺旋结构 RNA 核糖核苷酸(4 种)
高中生物必修2讲义：第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 Word版含解析
1.掌握DNA和RNA分子的异同。
2.描述遗传信息的转录和翻译的过程。
(重、难点) 3．理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。
(重点)()一、RNA的组成及分类(阅读教材P62～P63)1．基本单位：核糖核苷酸。
2．组成成分3．结构：一般是单链，且比DNA短。
4．分类种类作用信使RNA(mRNA) 蛋白质合成的直接模板转运RNA(tRNA) 运载氨基酸核糖体RNA(rRNA) 核糖体的组成成分二、遗传信息的转录(阅读教材P63)1．概念(1)场所(主要)：细胞核。
(2)模板：DNA的一条链。
(3)产物：mRNA。
(4)原料：核糖核苷酸。
2．过程三、遗传信息的翻译(阅读教材P64～P67)1．概念(1)场所：细胞质(或核糖体)。
(2)模板：mRNA。
(3)原料：游离的各种氨基酸。
(4)产物：具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
2．密码子(1)位置：mRNA上。
(2)实质：决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(3)种类：64种。
3．工具(1)“装配机器”——核糖体。
(2)“搬运工”——转运RNA。
点拨①密码子共64种，tRNA为61种；②mRNA、rRNA、tRNA都是以DNA为模板转录来的。
4．过程起始：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tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)↓终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止↓脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质1．连线2．判断(1)DNA和RNA都含有核糖。
(×)分析：DNA中含脱氧核糖。
(2)转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。
(×)分析：对于真核生物而言，RNA主要是在细胞核中以4种核糖核苷酸为原料、以DNA的一条链作为模板合成的，除细胞核外，叶绿体和线粒体内也能合成RNA。
基因的表达(一轮复习)
基因的定义和基本概念: 基因是生物遗传信息的基本单位，通过基因表达过程 将DNA中的遗传信息转录为RNA，再翻译为蛋白质。
基因与DNA
基因是DNA上的片段，DNA是包含基因的遗传物质。DNA通过双螺旋结构稳 定基因序列，并在基因表达过程中提供模板。
基因表达的过程
1
翻译
2
翻译是将mRNA转化为氨基酸链的过
基因表达决定了细胞的特 化和组织器官的形成。
疾病诊断和治疗
异常基因表达与疾病发生 和进展相关，被用于疾病 的早期诊断和靶向治疗。
新药开发
通过研究基因表达调控机 制，发现潜在的药物靶点 和治疗方法。
程，在核糖体中进行，最终形成蛋白
质。
3
转录
转录是将DNA模板转录为单链mRNA 的过程，通过RNA聚合酶酶促反应实 现。
调控基因表达
通过转录因子和表观遗传修饰等机制， 控制基因的转录过程，以实现基因表 达水平的调节。
转录和翻译
转录
通过核糖聚合酶将DNA模板转录为mRNA。
翻译
在核糖体中将mRNA翻译为蛋白质。
调控基因表达的机制
转录调控
• 启动子和转录因子的结合 • 甲基化和乙酰化等表观遗传修饰
翻译调控
• 调控mRNA稳达与遗传变异关系
基因表达的差异通过遗传变异产生。多态性和突变影响基因表达，对个体的生理和疾病易感性产生影响。
基因表达的重要性和应用
细胞分化和发育
【备考2024】生物高考一轮复习：第19讲 基因的表达
【备考2024】生物高考一轮复习第19讲基因的表达[课标要求] 1.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表现2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象[核心素养] (教师用书独具)1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程。
(生命观念)2.运用中心法则，阐明遗传信息的传递途径；分析基因表达产物蛋白质与生物性状关系的实例，认识到生物的性状主要通过蛋白质来表现。
(科学思维)3.模拟中心法则各过程的实验，提高观察能力及表达交流能力。
(科学探究)4.通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。
(社会责任)考点1基因指导蛋白质合成一、RNA的结构和种类1．基本单位核糖核苷酸。
2．组成成分3．结构一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能⎩⎨⎧信使RNA （mRNA ）：蛋白质合成的模板转运RNA （tRNA ）：识别并转运氨基酸核糖体RNA （rRNA ）：核糖体的组成成分5．DNA 与RNA 的区别物质组成 结构特点 五碳糖 特有碱基 DNA脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链，相对分子质量较大 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链，相对分子质量较小二、遗传信息的转录1．概念在细胞核中，通过RNA 聚合酶以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程。
2．转录的过程三、遗传信息的翻译1．密码子与反密码子的比较密码子 反密码子 种类64种 目前发现有很多种 位置mRNA 上 tRNA 一端 实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA 上密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基四、中心法则1．图解2．遗传信息传递的途径途径遗传信息的传递举例①DNA复制从DNA流向DNA细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒②转录从DNA流向RNA细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒③翻译从RNA流向蛋白质所有生物④RNA自我复制从RNA流向RNA某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)⑤RNA逆转录从RNA流向DNA逆转录RNA病毒(如HIV)1．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。
【2020高中生物高考总复习】基因的表达(1)
考点26 基因的表达1．(2017·课标Ⅲ，1，6分)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(C) A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补【解析】RNA都以DNA的一条链为模板转录而来，A正确；同一细胞生命活动的正常进行需要多种蛋白质的共同参与，可能会发生不同基因同时转录产生RNA的情况，B正确；细胞中RNA主要在细胞核中转录合成，也可在叶绿体、线粒体中通过转录合成，C错误；以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则转录产生RNA，D正确。
2．(2017·江苏单科，23，3分)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*CystRNA Cys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*AlatRNA Cys(见图，tRNA 不变)。
如果该*AlatRNA Cys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(多选) (AC)A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys【解析】由于一个mRNA上可结合多个核糖体，所以可同时合成多条被14C 标记的多肽链，A正确；反密码子与密码子的配对遵循碱基互补配对原则，而不是由氨基酸决定，B错误；由于tRNA转运的半胱氨酸还原为丙氨酸，所以新合成的肽链中的Cys会被替换为*Ala，C正确；Ala的tRNA及氨基酸没被改变，故不会被替换，D错误。
3．(2016·海南单科，13，2分)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
互动：
• 哪些生理过程遵循碱基互补配对原则？ （5种） DNA复制、RNA复制、转录、翻译、 逆转录 • 哪些生理过程可以产生水？ （5种） 蛋白质合成、有氧呼吸、光合作用、 糖的合成、核酸的合成、ATP的合成
练习一
[练习一] 在A、B、C、D四支试管内加入一定量的水 和ATP，都加入若干种酶，另外： A.加入DNA,脱氧核苷酸 B.加入RNA,脱氧核苷酸 C.加入DNA,核糖核苷酸 D.加入RNA,核糖核苷酸 请根据实验结果回答: (1) 据分析，A、B管内的产物相同，都是______,但A管 DNA 内是_______过程,B管内是________过程。 复制 逆转录 (2) 据分析，C、D管内的产物相同，都是______,但C管 RNA 内是_______过程,D管内是_______过程。 转录 复制 (3) 加入C内DNA有60对碱基，那么C管内产物中最多 有____碱基,相当于人遗传密码____个。 20 60 逆转录 （4）B与A相比，必须有_________酶
根本原因：基因异常导致酪氨酸酶不 能合成 直接原因：体内缺少酪氨酸酶
蛋白质分子的结构： 镰刀型贫血症
思考：
当某DNA碱基发生改变，是否一定 会导致生物性状发生改变？ 不一定。
因为发生改变的碱基可能有以下两 种情况： 1、该碱基位于DNA无效片段上；
2、该碱基改变后形成的密码子与原 来的密码子决定同一种氨基酸
遗传密码：科学家把信使RNA链上决定一个氨基酸的相邻的 三个碱基叫做一个“密码子”，也称三联体密码子
到1967年,科学工作者破译了决定20种氨基酸的全部密码子。
a、一种氨基酸可以和 多个密码子相对应 b、一个密码子只和 一种氨基酸相对应
c、三个终止密码： UAA、UAG、UGA
有64个密码子，只有61个为 决定氨基酸的密码子
从基因与染色体的关系看：
染色体 DNA 基因 主要由DNA和蛋白质组成 每个染色体含有一个DNA分子 每个DNA上有许多个基因； 基因是有遗传效应的DNA片段
基因在染色体上呈线性排列，染色 体为基因的主要载体；
基因在染色体上呈直线排列（核基因）； 线粒体和叶绿体等细胞器中也存在着基因（细胞质基因）。
图解
复 制
DNA（基因）
复 转录制 逆转录
翻译
RNA
蛋白质（性状）
（二）中心法则的应用：
[例4] 已知甲、乙、丙3种类型的病毒，它们的遗传信 息的传递方向如下图所示，（注：乙图中单螺旋线均示RNA） 根据图回答下列问题： 甲
DNA 1 2 蛋白质 3 4 5 蛋白质
乙
RNA 6 8 7
丙
RNA
DNA 10
C T
A T
G C C G
A
T A A U
G
C
T
DNA双链
G A
T
U A
C G A
C G G C 精氨酸 A A
信使RNA 转运RNA 氨基酸
G C
A U
U A
天门冬氨酸
亮氨酸
供选的氨基酸及其密码如下： CUA—亮氨酸，CGA—精氨酸，GAU—天门冬氨酸
基因对性状的控制
性状：生物形态结构和生理特征，由蛋白 质体现。 酶的合成：白化病
密 码 子
mRNA
U A C A U G G C A C C U G A C A U A U A G A
起始密码
核糖体 密码子
密码子
密码子
密码子 终止密码
转录与翻译的比较： 转录 场所 模板 酶 能量 原则 原料 产物
A—U G—C 四种核糖核苷酸
翻译
细胞质（核糖体）
细胞核 DNA的一条链（信息 链）为模板
tRNA也被称为译员，也就是翻译官的意思， 它能识别两种语言：mRNA相应的密码子， 细胞质中游离的相应的氨基酸； 组成蛋白质的氨基酸有20种，一种氨基酸 可能由一种或多种tRNA携带，但一种tRNA 最多只能携带一种特定的氨基酸 G A C G U U A C
多肽链
信使RNA在细胞核转录形成后，经核孔到 解 析 达细胞质与核糖体结合起来，不经过生物膜。
翻译
翻译：在细胞质中进行。指以mRNA为模板，合成具有一定氨基 酸顺序的蛋白质的过程
问题：4种碱基是如何决定20种氨基酸的? 4种碱基中每三个随机相连共有 43 = 64 种组合 结论：信使RNA分子上的三个碱基能决定一个氨基酸。
转录与复制的比较：
复制
场所 解旋 模板 酶 完全解旋 亲代DNA的两条链 均为模板 细 胞 核 只解有遗传效应的片段 DNA的一条链（模板链） 某片段为模板
转录
解旋酶、聚合酶等 ATP
能量
原则 原料 产物
A—T G—C
四种脱氧核苷酸
A—U G—C 四种核糖核苷酸
RNA
两个子代DNA
信使RNA合成后，离开合成部位到达核糖体上，需要经 过几层生物膜 （ ） A.1层 B.2层 C.3层 D.0层
mRNA
C G U G A C C A U G C A C U G G U A tRNA 氨基酸 精氨酸 谷氨酸 组氨酸
氨基酸序列
结论: 基因的碱基 信使RNA的碱基 氨基酸 = 6 3 1
[例5] 一条多肽链中有1000个氨基酸,那么作为合成 该多肽链的信息RNA和用来转录信息RNA的DNA分子分 别至少有碱基 ( ) A.1000个和2000个 B.3000个和6000个 C.1003个和2006个 D.2997和5994个
mRNA
U A C C G U G G A C U G A U G G C A C C U G A C A U A G G C A
核糖体
核糖体
核糖体
对翻译的理解：
第一个由tRNA 携带进入核糖体 的是何种氨基酸
起始密码
U A U
U A C C U
G
翻译
甲硫氨酸
氨基酸
反密码子 碱基配对 如何结束
决 定
练习二
[练习二] 胰岛素是调节人体血糖代谢的重要物质,据 此回答下列问题: (1) 胰岛素的基本组成单位是________。 氨基酸 (2) 基因控制胰岛素合成过程包括_____和_____两 翻译 转录 个阶段,其场所分别在_______和_________。 细胞核 核糖体
基因的功能
储存功能
1、基因中的脱氧核苷酸的排列顺序包涵遗传信息。 每个基因中的脱氧核苷酸序列是固定的（特异性）， 不同的基因之间脱氧核苷酸序列是各不相同的（多 样性） 。
2、通过DNA复制使亲代的遗传信息传递给子代， 从而使前后代保持了一定的连续性。
传递功能
3、基因可以使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的 分子结构上来（控制蛋白质的合成）从而控制生物 的性状，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
思 考：
生物体细胞核中染色体和DNA分子 数是相对恒定的，而生物的性状 却是多种多样的。这如何解释？
一个DNA分子可以控制多种性状。
基因的概念
基因概念的由来： 基因一词首先由丹麦遗传学家约翰逊提出。基因最早 的概念是：决定遗传性状的基本单位，和孟德尔的遗传因 子是同义词。但人们只能从它的遗传效果（遗传性状）感 知它的存在，并没有证明它是一种遗传物质，更不了解它 的结构。上世纪30年代，由于摩尔根等人的工作，指出基 因存在于染色体上，每个基因有自己的位置，并且在染色 体上呈线性排列，从而证明基因是一种物质，同时把基因 看成是不可分割的最小单位，染色体是基因载体。直到50 年代，才认识到基因的化学本质是DNA，基因是有遗传效 应的DNA片段。
密码子AUG既是甲硫氨酸的 密码子，又是起始密码
在生物界，从病毒到人类的 所有生物共用一套密码子， 说明生物彼此之间亲缘关系。
（二）转移RNA（tRNA）的结构和功能： 氨基酸
识别：碱基 互补配对
U A U
三个碱基
反密码子
U G C A U A C G C A U
mRNA
tRNA小知识：
tRNA三叶草状结构，61种；
9 蛋白质
甲
乙 DNA 3
丙 RNA 6 8 9 蛋白质 7 RNA DNA 10
1 2
蛋白质
4
5 蛋白质
（1）对三种类型的病毒分别举例： 甲________；乙________；丙________。 RNA RNA DNA （2）图中的3和10表示遗传物质的__________过程，图中2、 DNA复制 翻译 转录 5、9表示______过程，图中1、8表示______过程。
第二、mRNA进入到 细胞质，作为模板控制蛋 白质的合成
翻 译
核糖体
细胞质
转录
（一）过程： 内容
1、DNA双链解旋 是整条DNA或者某 RNA 片段解旋？ G U A 条件 1、模板：DNA链 2、原料： 核糖核苷酸 3、RNA聚合酶 C G A 细胞核 C
2、碱基配对;
3、聚合;
A
T
G
C U
DNA DNA
转录
RNA
遗传信息
U A G C A T C G
基因
A G T C T T C G T C A G C DNA T C A G T A G C A A T C G
基因 遗传信息
G C A G C G U C RNA
说 明
▲ 基因两条链中只有一条链是模板链，另一条为编码链， 但同一个ＤＮＡ分子上的不同基因的模板链、编码链不一定 在同一条ＤＮＡ分子链上
解旋酶、聚合酶 ATP
mRNA上的遗传密码
缩合酶
A—U G—C
遗传密码—氨基酸
约二十种氨基酸 多肽链
信使RNA、转运RNA
遗传信息和遗传密码的比较： 遗传信息 位置 区 内容 别 作用 在DNA（基因）上 遗传密码 在mRNA上