基因的本质和表达——概念+辨析

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基因的本质及表达

氨基酸按照mRNA上的密码子序列组装成多肽链，然后折叠形成蛋白质。
蛋白质合成
蛋白质合成包括翻译、修饰和折叠等过程，最终形成功能完整的蛋白质分子。
基因的修饰及遗传变异
遗传变异
基因的变异会导致遗传多样性，从个体到种层面，推动进化和适应。
表观遗传学
基因的修饰会改变基因的表达模式，如DNA甲基化可以抑制基因的转录过程。
基因的多样性
基因可以在个体和种间产生多样性，促进进化和适应不同环境的能力。
基因的结构
DNA双螺旋结构
基因通常以双螺旋结构的DNA形式存在，这种结构能够保护和存储遗传信息。
外显子与内含子
基因由外显子和内含子组成，外显子编码蛋白质，内含子则在转录过程中被剪除。
染色体与基因定位
基因位于染色体上，染色体是由 DNA和蛋白质组成的结构，基因的定位有助于研究和理解遗传性疾病。
遗传修饰
基因表达可以受到遗传修饰的影响，如染色体重组和DNA修复过程。
基因的调控与表达调控机制
1
转录因子
转录因子可以结合到DNA上的特定区域，激活或抑制基因的转录过程。
2
表观遗传调控
表观遗传调控通过改变染色质结构和修饰方式，影响基因的表达活性。
3
信号通路调控
细胞内外的信号通路可以影响基因的表达和调控，如激素和生长因子的作用。
基因的本质及表达
欢迎来到本次关于基因的表达的演讲，我们将一起探索基因的结构、功能和表达调控机制等内容。
基因及其定义
什么是基因？
基因是DNA序列的特定区域，它负责携带遗传信息以在生物体内传递。
基因的组成
基因由若干个核苷酸基对组成，其中包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

必修二第三单元第三讲基因的本质与基因的表达

亲代遗传信息
子代遗传信息 mRNA 蛋白质]
(子代性状)
表达
|←―生殖过程―→| ←―个体发育―→|
①DNA上有很多片段，其中有遗传效应的片段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。
②对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。
③对于原核细胞来说，基因在拟核中的DNA分子或质粒上， DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。
A. 细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白
B. 人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶
C. 动物胰岛素基因
大肠杆菌工程菌细胞
动物胰岛素
D. 兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白
[解析] 哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器，其内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将细菌抗虫蛋白基因导入抗虫棉叶肉细胞而后表达生成细菌抗虫蛋白；也可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨酸酶基因表达，可生成酪氨酸酶，在该酶的作用下产生黑色素使其肤色正常。
④位于染色体上的基因随染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传定律。
⑤位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。
1．对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是 ()
A．每条染色体上含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因
B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致 C．三者都是生物细胞内的遗传物质 D．生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基
[答案] B
下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。

基因的本质和表达表达

三
转录和翻译
过程：过程：内容 1、DNA双链解旋、双链解旋 2、碱基配对; 、碱基配对 3、聚合; 、聚合
1.转录 1.转录
是整条DNA或者某整条或者某片段解旋 RNA 解旋？片段解旋？ G U A C A T G
条件 1、 DNA解旋酶、解旋酶 2、模板：DNA链、模板：链 3、原料：糖核苷酸核、原料：核糖核苷酸 4、RNA聚合酶、聚合酶
C G A 细胞核
C U
DNA DNA
DNA的转录的转录场所：主要在细胞核场所：主要在细胞核过程：过程： a. DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA 解旋，以一条链为模板合成RNA T— DNA与RNA的碱基互补配对的碱基互补配对： b. DNA与RNA的碱基互补配对：A—U ; T—A； C —G ； G —C c. 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来核糖核苷酸一个个连接起来条件：条件：模板：DNA的一条链模板：的一条链解旋酶、RNA聚合酶酶：解旋酶聚合酶原料：原料：四种核糖核苷酸能量：能量： ATP 结果：形成一条mRNA 结果：形成一条
(2)三种三种RNA的比较三种的比较 mRNA
分布部位
常与核糖体结合
tRNA
细胞质中
rRNA
与蛋白质结合形成核糖体由核仁组织区的 DNA转录而来，转录而来，转录而来是核糖体的组成物质合成蛋白质的场所
带有从DNA上上带有从特点
一端能与氨基酸结合，一端能与氨基酸结合，另
一端有反密码子与mRNA 转录下来的遗传一端有反密码子与信息上的遗传密码子配对翻译时作搬运氨基酸的工具单链，单链，常有部分碱基对形成三叶草结构

基因的本质和表达基因的本质遗传信息的转录课件 2021届高三生物高考一轮复习

一、基因的本质
目标一基因的本质
2.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
（1）组成关系：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
；
染色体主要由 DNA和蛋白质
组成。
（2）位置关系：基因是有遗传效应的DNA片段；
基因在染色体上呈线性排列；
染色体是基因的主要载体。
（3）数目关系：1条染色体上有 1或2 个DNA分子；
【易错点分析】 3.转录也是边解旋边转录。 4.DNA聚合酶、RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。 5.mRNA、tRNA、rRNA都是转录的产物，但携带遗传信息的只有mRNA。
生物高中生物一轮复习
课标版
必修二第2章遗传的分子基础
基因的本质遗传信息的转录
知识与技能
教学目标
1.说出基因的概念，理解什么是遗传效应
Байду номын сангаас
2.说明遗传信息、基因、DNA、染色体之间的关系
3.RNA的种类与功能
4.概述遗传信息的转录过程
过程与方法
学生展示，师生合作探究
情感态度价值观
国考常考
问题反馈
糖体的组成成分;
③催化作用:极少数酶属于RNA
【易错点分析】 1.RNA适合做DNA信使的原因： (1)二者分子结构相似，都由核苷酸连接而成，核苷酸都含4种碱基，可储存遗传信息。 (2)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中 (3)RNA是DNA遵循“碱基互补配对原则”合成的。
1.如何理解基因？ 2.基因和DNA、染色体的关系是什么？ 3.DNA与RNA有什么不同？ 4.转录的产物唯一吗？
一、基因的本质
目标一基因的本质
1.概念：基因是指“有遗传效应的DNA片段”

基因的本质与功能-基因的结构与表达(一轮上)

基因的定义：
RNA(mRNA)
转录的条件：
．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
RNA 合成过程图，请根据图判断下列
整条长链进行
．图中②合成后直接与核糖体结合并控制蛋白质的合成
、密码子：
，一个新的携带氨基
mRNA分子上，形成的似念珠状结构。

核糖体
mRNA
核糖体的移动方向
正在合成的多
肽链
mRNA 移动，读取下一个密码子，但核糖体
mRNA
核糖体的移动方向
正在合成的多肽链
DNA
DNA ②逆转录病毒
合成酶或激素
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。

．真核细胞内，一个mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条
双螺旋解开
T 配对。

必修2 第二单元基因的本质与表达

第二单元基因的本质与表达第一讲DNA是主要的遗传物质[感性认知][理性归纳]①实验a、b对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。

②实验b、c对比说明加热杀死的S型细菌无毒性。

③实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是“转化因子”，是遗传物质。

连线生物类型与遗传物质的种类- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -[高频考点·讲练悟通]- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -命题点11．(2017·济宁模拟)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活解析：选D DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠不死亡。

②加入的是S型细菌，小鼠死亡。

高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此③④中小鼠都不死亡。

2．(2017·闽粤联合体联考)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。

各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。

下列说法错误的是()A．通过e、f对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B．f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C．e组可分离出R型肺炎双球菌D．能导致小鼠死亡的是a、b、c、d四组解析：选D分析题图可知，a中是加热杀死的S型细菌，不能使小鼠死亡；b中是S 型细菌，能使小鼠死亡；c中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；d中是R型细菌，不能使小鼠死亡；e中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，由于蛋白质不是遗传物质，所以R型细菌不能转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；f中是R型细菌＋S型细菌的DNA，由于DNA是遗传物质，所以R型细菌能转化成S型细菌，能使小鼠死亡。

高三生物基因的表达人教版知识精讲

高三生物基因的表达人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：基因的表达复习基因相关知识。

基因是具有遗传效应的DNA片断，是决定生物性状的基本单位，染色体是基因的载体，在染色体上，基因呈线性排列。

基因控制蛋白质的合成，分为转录、翻译两步，DNA、RNA、蛋白质间的关系总结为遗传中心法则。

生物性状的表现过程总结出来就是中心法则，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，同时也通过控制蛋白质的分子结构直接影响性状。

二. 学习重点：1. 染色体、DNA和基因三者之间的关系2. 基因的本质、结构、基因的功能3. 基因控制蛋白质的合成过程和原理4. 基因对性状的控制原理四. 学习难点：1. 基因的概念理解2. 基因控制蛋白质的合成过程和原理3. 中心法则内容4. 基因控制性状的原理五. 学习过程：1. 基因基因是决定生物性状的基本单位每个DNA分子上有很多基因不同的基因控制不同的性状（1）基因概念的提出：a. 19世纪60年代孟德尔遗传因子逻辑推理产物生物的性状由遗传因子控制遗传因子在体细胞中成对存在配子中只有这一对遗传因子中的一个配子结合后，遗传因子恢复成对b. 20世纪初摩尔根基因存在果蝇实验证实基因存在于染色体上，并且呈直线排列染色体是基因的载体基因是染色体上的遗传单位基因是遗传物质在上下代间传递的基本单位，是功能上的独立单位c. 20世纪50年代沃森等DNA结构基因的化学组成基因是具有遗传效应的DNA片断基因是DNA上的脱氧核苷酸顺序（碱基排列顺序）遗传信息来自碱基对的排列顺序（2）基因的实质：具有遗传效应的DNA分子片断是DNA 分子上具有特定功能的核苷酸序列DNA分子中有许多碱基序列不含遗传信息，具调节作用和稳定染色体作用理解：不是任何一段DNA就是基因遗传效应是指能指导蛋白质合成或者RNA合成（3）基因的复制和表达——基因的两大功能基因的表达：通过DNA控制蛋白质的合成实现基因的复制：通过DNA的分子复制实现，将遗传信息传递给下一代2. 基因控制蛋白质的合成基因的表达包括转录与翻译两个步骤。

基因的本质,基因的表达

新课标教材与旧教材的对比分析及教学建议《基因的本质》、《基因的表达》湖州二中俞哓英把握新课标内涵，首先要研究新课标教材，笔者分析研究的是新课标教材中第三章《基因的本质》和第四章《基因的表达》，并与2002年审查通过的人教版必修第二册教材中的相应内容进行了比较分析，得出了新课标教材中的一些特色，与各位教师切磋分享。

笔者主要从以下几个方面进行了比较分析：1、《标准》与《大纲》的比较2、在新旧教材中的整体章节编排比较3、正文文字表述的比较4、非正文文字比较（包括引言、旁栏等）5、插图比较6、习题比较7、其他。

最终归纳、分析出新教材与旧教材的不同点共75处，主要为以下七方面：1.修订了部分文字表述2.重新编排了部分内容的位置3.增加了很多新内容，且将部分选修内容加入到必修4.删除原有的部分正文内容改成“问题探讨”或“思考与讨论”等5.调整了课后复习题，突出与后面章节的联系 6.增加形象插图7、增设“本节聚焦”、“问题探讨”、“本章小结”、“自我检测”“拓展题”等栏目。

其他删除了一个实验和修改了一个实验。

总之，新教材与旧教材相比，在保留原有基本框架体系的前提下，对内容进行了较大幅度的更新。

它突出了科学性，加强了直观性，增强了趣味性，注重了灵活性，显示了实用性，突出了能力的培养，强调“重视体验生物学研究的过程”。

一、《标准》与《大纲》的不同之处新标准在教学内容上的突出特点“遗传的分子基础”主要是阐明基因的概念及其作用原理。

《标准》将《大纲》中“DNA 是主要的遗传物质证据”这一知识内容改为“总结人类对遗传物质的探索过程”，并将其定位为“应用”水平；“遗传信息的转录和翻译”改为“理解”水平；同时还增加了“说明基因和遗传信息的关系”、“搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，并进行讨论和交流”两部分内容。

这些学习内容能使学生沿着科学家探索遗传物质的道路，理解遗传的本质（遗传的分子基础）和科学研究方法（如建立模型），学习科学家献身科学的精神，对培养生物科学素养具有重要意义。

基因的本质及基因的表达

模板 DNA的两条链 DNA的一条链
酶
解旋酶，DNA 聚合酶等
RNA聚合酶
能量
ATP
ATP
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
翻译
细胞质 mRNA 多种酶
ATP 氨基酸
产物
子代DNA
mRNA
多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G
A-U T-A A-U U-A G-C C-G G-C C-G
多聚核糖体： ①含义：通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多个肽链的合成。 ②图解：
③意义：此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质。细胞质中的翻译是个快速的过程
考点
基因表达过程中相关数量的计算
1、蛋白质中氨基酸数与mRNA、DNA中碱基数的关系：
DNA的遗 A T G G T G A C G
产物
复制
转录
翻译
细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂前)的间期
个体生长发育的整个过程
主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体
DNA的两条单链 DNA的一条链
mRNA
4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
酶(DNA解旋酶、 DNA聚合酶等)、
ATP
酶(RNA聚合酶等)、ATP
酶、ATP、 tRNA
基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体的关系
基因控制生物性状
指导
体现者
合成
蛋白质
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
RNA的种类
信使RNA(mRNA)：遗传信息传递的媒介。携带遗传信息，其上的密码子决定蛋白质中氨基酸的序列。是控制蛋白质合成的模板。

生物第三章基因的本质知识点

生物第三章基因的本质知识点生物第三章基因的本质知识点基因是指构成遗传信息的分子，在生物体内起着重要的作用。

随着现代生物学的发展，对基因的研究愈加深入，人们对于基因的本质也有了更深的认识。

本篇文档将从基因的本质、基因的表达和遗传变异等几个方面，详细介绍基因的相关知识点。

一、基因的本质基因是DNA分子的一段特定序列，是能够控制某种特定功能表达的遗传信息。

基因的本质是在遗传过程中发挥控制作用的分子，是遗传信息的媒介和载体。

基因分为两种类型：编码基因和非编码基因。

编码基因是指编码蛋白质的基因，是遗传信息的主要来源，占据基因总数的大部分。

非编码基因是指不编码蛋白质的基因，主要编码RNA分子，如rRNA、tRNA和miRNA等，也对细胞生理发挥着重要作用。

基因本身是由一系列DNA分子组成的，DNA分子的核心结构是由磷酸基团和核苷酸组成。

核苷酸是由含氮碱基、磷酸基团和脱氧核糖组成的分子。

DNA分子的氢键结构决定了AT 基对和GC基对的配对关系，AT基对有两个氢键，GC基对有三个氢键，这种配对方式保证了基因的正确复制和传递。

二、基因的表达基因的表达是指基因通过转录和翻译等过程将基因信息转化为蛋白质的过程。

在这个过程中，基因的信息被转录成mRNA，mRNA再被翻译成蛋白质。

基因的表达是受到许多因素的调控的，包括转录因子、启动子、增强子、表观修饰等。

转录因子是指能够结合DNA的蛋白质，它们能够把RNA聚合酶招募到特定基因的启动子和增强子上，并沿着基因的DNA链模板进行转录。

启动子是指存在于RNA聚合酶转录起始位点上游的DNA序列，能够被转录因子或其他转录辅因子结合，以启动转录过程。

增强子是指存在于某些转录因子下游的DNA序列，能够与转录因子相互作用，以增加基因表达的效率和持续时间。

在基因表达的过程中，出现错误或变异将会影响蛋白质的正常表达，可能导致细胞功能的丧失和严重疾病的发生。

三、遗传变异遗传变异是指在基因复制、重组或基因突变等遗传过程中导致基因序列发生变化的现象。

2023版高考生物二轮总复习专题4 基因的本质与表达第1讲 DNA是主要的遗传物质课件

C．给小鼠注入R型细菌与加热杀死的S型细菌的混合物后，R型细菌会被转化并导致小鼠死亡
D．在R型细菌的培养基中只加S型细菌的DNA比加入等量DNA和蛋白质混合物的转化效率要高
【解析】格里菲斯的实验仅证明了S型细菌内存在促成转化的转化因子，艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA可将R型细菌转化，但没有证明R型细菌的DNA可使S型细菌转化，A错误；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜，B正确；给小鼠注入R型细菌与加热杀死的S型细菌的混合物后，R型细菌被转化为S型细菌并导致小鼠死亡，C正确；DNA纯度越高，转化效率越高，D正确。
专题四
基因的本质与表达
考纲导向·明目标核心考点一核心考点二
考纲导向·明目标
课标要求
考查方向
1．概述多数生物的基因是DNA 1．肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细
分子的功能片段，有些病毒的基菌实验的过程、原理、方法及其拓展
因在RNA分子上
2．借助同位素标记法，考查DNA的结
2．概述DNA分子的结构，碱基构与复制
3．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链(如图)。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近。请分析原因。
提示：形成杂合双链区的部位越多， DNA 碱基序列的一致性越高，说明在生物进化的过程中， DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。
【解析】噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生活，所以不能将噬菌体放在含32P的培养基中培养，A错误；32P标记的是噬菌体的 DNA，噬菌体侵染细菌实验中，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，根据DNA半保留复制的特点，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体中只有少数具有放射性，B正确；用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若保温时间过短，部分噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，离心后会分布在上清液中，这样会导致离心后上清液也有一定的放射性，C正确；要达到实验目的，还要设计一组用35S标记噬菌体的实验，进行对照，D正确。

2024年新人教版高考生物一轮复习讲义第6单元第3课时基因的概念与表达

5.中心法则 (1)提出者：克里克。 (2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向) 图中：①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤RNA逆转录。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体：DNA、RNA是信息的载体，蛋__白__ _质__是信息的表达产物，而 ATP 为信息的流动提供能量。
突破强化关键能力
1.基因是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列相关叙述正确的是 A.雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的 B.同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
√C.果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D.白眼基因的两条链都可以作为模板转录出mRNA，用于蛋白质翻译
酶
功能蛋白质合成的直接模板识别密码子，转运_氨__基__酸__
核糖体的组成成分 RNA病毒的_遗__传__物__质___ 少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能 (起催化作用)
教材隐性知识
源于必修2 P67“图4－6”：tRNA 含有 (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是 (填“是”或“不是”)只有三个碱基。
遗传信息
拓展
延伸
真、原核细胞基因的结构
拓展提升科学思维
1.在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？提示在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 2.外源基因如果随机整合到受体细胞的DNA上，染色体上原有基因被破坏的概率大还是不被破坏的概率大？请说明理由。提示不被破坏的概率大。染色体DNA分子中的绝大多数碱基并不构成基因。