高二生物基因的表达人教版知识精讲
高二生物基因的表达人教版知识精讲
高二生物基因的表达人教版【本讲教育信息】一 教学内容：基因的表达二 学习内容：1 基因的本质。
2 基因如何控制蛋白质合成的。
3 基因对性状的控制。
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遵循法则，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。
三 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，基因控制性状的原理五 学习过程：1 基因⎭⎬⎫性状不同的基因控制不同的分子上有很多基因每个DNA 基因是决定生物性状的基本单位 （1）基因概念的提出：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，合子遗传因子恢复成对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基因是决定生物性状的基本单位 蛋白质（组蛋白、非组蛋白）染色体DNA （一条分子，多个基因）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（3）基因的复制和表达基因的表达：通过DNA 控制蛋白质的合成实现DNA −−−→−信息转换蛋白质→个体 遗传信息 分子结构 表现性状基因的复制：通过DNA 的分子复制实现，将遗传信息传递给下一代DNA →DNA2 基因控制蛋白质的合成（1）场所DNA 媒介物质传递信息信使−−−−→−DNA 蛋白质 （细胞核） （细胞质）真核生物：转录在细胞核内完成、翻译在细胞质中完成线粒体、叶绿体：各自相对有独立的遗传系统和蛋白质表达系统，转录和翻译在细胞器内部完成原核生物：基因的表达在细胞质中完成，转录和翻译同时进行（2）过程转录：场所：细胞核内概念：以DNA 为模板，按碱基互补配对原则，合成RNA 的过程条件：模板——DNA 单链 ：一条DNA 单链为模板（反义链），转录形成序列与其互补连相同（有义链）原料——核糖核苷酸：四种核糖核苷三磷酸，原料在细胞质中合成，通过核孔运输到细胞核中起作用酶——RNA 聚合酶系等：包括解旋酶、聚合酶能量——核苷三磷酸：高能磷酸键原则：碱基互补配对原则RNA 只有单链结构，碱基组成与DNA 不同RNA中没有T，只有U，在合成RNA时，以U代替T与A配对，将遗传信息转移到RNA上，这种RNA叫做信使RNA（简写mRNA）A与U 配对两个氢键G与C配对三个氢键过程：起始延伸终止①DNA部分双链解螺旋，形成单链结构②酶与其中一条DNA单链结合，以单链为模板合成RNA③利用环境中的原料合成信使RNA，同时解旋部分沿双链移动，mRNA不断合成延长，信息转移到信息RNA中。
人教版必修2高中生物 第4章 基因的表达课件
起始码(甲硫氨酸) 第1步：mRNA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。
第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进 入位点2。
形成肽键
第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键 而转移到占据位点2的tRNA上。
终止密码
第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的 tRNA离开核糖体，占据位点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。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到 mRNA的终止密码。
从基因的表达过程可以看出：
DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定 了信使RNA中 核糖核苷酸/密码子 的排列顺序，进而决定 氨基酸 的 排列顺序，最终决定了 蛋白质 的 结构和功能特异常。
表2 DNA的复制、转录、翻译比较
DNA复制 场所 转录 翻译
细胞核
模板 DNA两条链 其他 ATP 解旋酶 条件 DNA聚合酶 产物 两个DNA分子 碱基 A—T G—C 互补 T—A C—G 配对
①增加密码子的容错性，当密码子中的一个碱 基对改变时，由于密码子的简并性，可能不会 改变相应的氨基酸，（氨基酸不改变即性状不 改变）。
②当氨基酸使用频率高时，可启动不同的密码 子编码同一种氨基酸以保证其翻译的速度。
1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的 规律，在下面表格数码中填入相应的字母：
DNA 双链 信使RNA
T-A C-G
（５）转录的结果：mRNA
二、遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨 基酸序列
密码子 密码子 密码子
新教材人教版高中生物必修2 第4章 基因的表达 精品教学课件
2.直接途径 (1)途径：基因—控—制→蛋白质 的结构—控—制→生物体的性状。
基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运的tRNA数目＝ 1 mRNA的碱基
数目＝16 基因中的碱基数目。
3
(3)原核生物和真核生物基因的转录和翻译 真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分 隔开进行，而原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。
12345
4.如图是基因表达的示意图，下列有关叙述正确的是
A.过程①是转录过程，在植物细胞中只能发生在细胞核中 B.过程②在核糖体上进行体内可以同时进行
D.过程①②中的碱基配对方式完全相同
12345
解析 图中过程①表示转录，在植物细胞中，主要发生在细胞核内，也可发生在叶 绿体或线粒体中，A错误； 过程②表示翻译，在核糖体上进行，以21种氨基酸为原料，B错误； 原核生物没有以核膜为界限的细胞核，转录和翻译在时间和空间上可以同时进行，C 正确； 过程①②中的碱基配对方式不完全相同，过程①中有T—A配对，而过程②中没有， D错误。
(1)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
(2)基因表达过程中相关的数量关系
比较(不考虑终止密码子) DNA中的碱基数(脱氧核苷酸数)
数目/个 6n
mRNA中的碱基数(核糖核苷酸数) 蛋白质中的氨基酸数
参与转运氨基酸的tRNA数 蛋白质中的肽链数
蛋白质中的肽键数(脱水数)
3n n n m n－m
3.转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链和非模板链的碱基序列相比，有什么 异同？
提示 转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的碱基序列是互补配对关系；和 非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
高二生物基因的表达知识点
高二生物基因的表达知识点基因的表达是生物学中一个重要的概念，它涉及到基因在生物体内的转录和翻译过程。
在高二生物学学习中，我们需要了解一些基因的表达的知识点。
一、基因的表达及其调控基因的表达是指基因内的遗传信息在生物体内被转录成RNA，然后再翻译成蛋白质的过程。
基因的表达受到许多因素的调控，如DNA中的启动子和转录因子的结合等。
二、基因的转录基因的转录是指DNA序列上的信息被转录成RNA的过程。
它包括启动子、RNA聚合酶和其他转录因子的参与。
经过转录后，产生了具有遗传信息的RNA分子。
三、基因的翻译基因的翻译是指RNA分子被翻译成蛋白质的过程。
这个过程发生在细胞的核糖体中，通过RNA的密码子与氨基酸进行配对来合成多肽链。
四、基因的调控基因的表达可以受到许多因素的调控，包括内源性和外源性调控。
内源性调控是指细胞内自身的调控机制，如转录因子的激活和抑制。
外源性调控则是指环境因素对基因表达的影响。
五、基因组学基因组学是研究整个基因组的科学，它涉及到基因的定位、注释和功能等。
基因组学的发展加深了人们对基因的表达的理解。
六、异常基因表达与疾病异常的基因表达可能导致一些遗传性疾病的发生。
例如，基因突变可能导致某些基因的过度表达或功能缺失，导致疾病的发生。
七、基因工程的应用基因工程技术可以通过控制基因的表达来实现许多应用。
例如，转基因技术可以将外源基因导入到目标生物体中，改变其表达，从而产生特定的效应。
八、基因的表达在演化中的重要性基因的表达是生物体适应环境演化的关键过程。
通过基因的表达调控，生物体可以适应环境的变化，提高存活的机会。
总结：高二生物学中，我们需要了解基因的表达及其调控、转录和翻译过程、基因的调控机制以及异常基因表达与疾病的关系等知识点。
这些知识点对于理解生物学的基本原理和应用具有重要意义，也为我们深入研究相关领域打下了基础。
基因的表达是生命活动的基础，对于探索生物的奥秘具有重要意义。
人教版生物必修二：4-1《基因的表达》ppt课件
四种碱基 和⑬ __________ 。
mRNA、⑮tRNA、⑯rRNA。 4．RNA 有三种⑭ ___________________________
⑰DNA 的一条链 为模板合 5．RNA 是在细胞核中，以___________________ ⑱转录 。 成的，这一过程称为_________
4．密码子共有 64 种，其中决定氨基酸的密码子有 61 种，3 种终止密码子不决定氨基酸。 5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决 定一种氨基酸。 6．每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由 一种或多种 tRNA 识别和转运。
课前自主梳理紧扣教材
落实基础
1. 将 细 胞 核 中 DNA 与 细 胞 质 中 的 核 糖 体 联 系 起 来 的 物 质 是
端是____________________ 的部位，另一端有 3 个碱基，称为 31 携带氨基酸 ○
32 反密码子 。 ○ _____________
9．已知一段 mRNA 的碱基序列是 AUGGAAGCAUGU
33 甲硫氨酸 CCGAGCAAGCCG，请你写出对应的氨基酸序列○ ___________
(2)组成 DNA 的五碳糖是⑦脱氧核糖 ___________，组成 RNA 的五碳 糖是⑧核糖 _______。
⑨ T、A、G、C， (3)组成 DNA 的碱基有 ______________ 组成 RNA 的碱基 ⑩U 取代了_____ ⑪T 。 用______
⑫基本单位—核苷酸 3．DNA 和 RNA 的相同点：都有____________________
4．若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是双链 DNA(可能为单链 DNA，也可能为 RNA)。
高中生物人教版必修二《基因的表达》知识点总结归纳
专题七基因的表达基因指导蛋白质的合成
1.转录：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的RNA。
转录的过程如下：
2.翻译：以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
密码子和反密码子
(1)密码子：
位于mRNA 上，决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基，有 64种。
起始密码子：AUG （甲硫氨酸） , GUG（缬氨酸）
终止密码子：UAA , UAG , UGA 不能决定氨基酸。
(2)反密码子：
位于tRNA 上，与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
翻译的过程：
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，
因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
原核生物：边转录边翻
译
真核生物：先转录后翻
译
基因对性状的控制
①间接控制：
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直接控制：
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
中心法则：
总结：真核生物DNA复制，转录，翻译的比较。
人教版高中生物必修二《基因的表达》课件(共78张PPT)
RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补 配对原则。
思考？
DNA和RNA之间的碱基互补 配对关系是怎样的？
13
ห้องสมุดไป่ตู้
DNA和RNA之间的碱基互补配对关系
DNA
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
RNA
14
mRNA是怎样传递遗传信息的呢？
mRNA是如何把DNA的遗传信息从 细胞核传递到细胞质中的呢？
mRNA
形成 mRNA 链，DNA的遗传信息就传递到mRNA上
请你用自己的语言描述转录的过程：
RNA聚合酶结合在DNA的模板链上，该 部位的双螺旋解开成为单链。
接着以DNA一条单链为模板，按碱基互 补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷 酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。
最后，合成的RNA链与ＤＮＡ模板链脱 离，局部解旋的两条DNA单链复旋，恢复为 原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被 复制到了mRNA上。
DNA分子两条链中， 具有转录功能的这条 DNA的平面结构图 链叫做模板链. 无转 录功能的链叫做非模 版链。
以DNA的一条链为模板合成mRNA
DNA
T A C C A A T A G
RNA 聚合酶
G
游 离 的 核 糖 核 苷 酸
T A C C A A T A G A
G
19
T A C C A A T A G A U
G
25
T A C C A A T A G A U G G U U A
G
26
T A C C A A T A G A U G G U U A U
G
27
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
人教版生物必修二第四章基因的表达复习课件共36张讲解学习
以DNA的一条链为模板合成RNA
DN
A
A A T C AA TAG
G
游离的核糖核苷酸
A A T C AA TAG
RNA 聚合酶
G
A A T C AA TAG UU
G
A A T C AA TAG U UA
G
A A T C AA TAG U UA G U
G
A A T C AA TAG U UA G UU
G
A A T C AA TAG U UA G UU AUC
G
DN A
A U
AT UA
C G
AA UU
TAG AUC
RNA
G
考点二 ：DNA复制、转录、翻译的比较
复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间期、 减Ⅰ分裂间期
生物个体发育的过程中
场所
细胞核(线粒体、 细胞核(线粒体、
叶绿体)
叶绿体)
模板 DNA的两条链 DNA的一条链
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
中心法则体现了基因的两大基本功能
(1)遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生 于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发 生在整个个体发育过程中。
考点五：基因、蛋白质与性状的关系
(1)直接途径：基因 控制 蛋白质结构 控制 生物性状， 如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
解旋酶、
酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
产物
DNA
mRNA、tRNA、 rRNA
复制
转录
翻译
边解旋NA全保留
高中生物 第四章基因的表达考点分析 人教新课标版必修二
高二生物必修二第四章基因的表达人教新课标版一、学习目标：1.概述遗传信息的转录和翻译，理解密码子、反密码子、氨基酸之间的对应关系。
2.掌握遗传信息的传递过程遵循的是中心法则。
3.举例说明基因与性状的关系。
二、重点、难点：重点：遗传信息转录和翻译的过程；基因、蛋白质与性状的关系。
难点：遗传信息的翻译过程；基因决定性状的方式。
三、考点分析：内容要求基因指导蛋白质的合成Ⅱ中心法则的提出和发展Ⅱ基因、蛋白质、性状之间的关系Ⅱ考查的内容集中在DNA分子的复制、转录、翻译，逆转录的区别、联系和应用；基因表达过程中有关碱基数目的计算等方面。
真核生物与原核生物遗传信息传递过程的区别，尤其是原核生物的翻译过程的特点：原核生物基因的转录和翻译通常是在同一时间同一地点进行的，即在转录未完成之前翻译便开始进行。
这部分内容在高考中越来越受到重视。
一、基因指导蛋白质的合成1.转录：以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。
模板：DNA的一条链原料：4种游离的核糖核苷酸能量：ATP 酶：RNA聚合酶等碱基配对：A—U、C—G、G—C、T—A。
项目DNA RNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸组成成分碱基A、T、G、C A、U、G、C 磷酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸空间结构规则的双螺旋结构通常是单链结构分布主要在细胞核中主要在细胞质中功能主要的遗传物质①生物体内无DNA时，RNA是遗传物质；②参与蛋白质的合成，即翻译工作；③少数RNA有催化作用联系RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA。
2.翻译：游离在细胞质中的氨基酸以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。
场所：细胞质的核糖体中运载工具：tRNA碱基配对原则：A—U、U—A、C—G、G—C。
密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子除外），但一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。
人教版教学课件高中生物人教版必修二第4章：《基因的表达》
基因表达的调控机制
表观遗传学调控
概念：表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下，通过改变基因表达来影响生物性状 的过程。
调控方式：包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。
作用：表观遗传学调控在生物发育、疾病发生、环境适应等方面具有重要作用。
基因表达与个性化医疗
基因表达：基因通过转录和翻译过程产生蛋白质的过程 个性化医疗：根据个体基因差异制定治疗方案 基因检测：通过基因测序技术检测个体基因差异 药物选择：根据基因检测结果选择合适的药物和剂量 治疗效果：个性化医疗可以提高治疗效果，减少副作用 发展趋势：个性化医疗是未来医疗发展的重要方向
基因突变可能导 致疾病
基因表达异常可 能导致癌症
基因表达异常可 能导致遗传病
基因表达与药物研发
基因表达：基因 通过转录和翻译 过程产生蛋白质 的过程
药物研发：通过 研究基因表达， 发现与疾病相关 的基因，进而开 发药物
基因表达异常： 可能导致疾病， 如癌症、遗传病 等
药物研发方向： 针对基因表达异 常，开发靶向药 物，如基因编辑、 基因沉默等
课件下载：点击此处下 载课件
课件版本：V1.0
标题：人教版高中生物 必修二第4章《基因的
表达》课件
课程目标：理解基因表 达的基本原理和调控机
制
课程时长：45分钟
版权声明：版权所有， 未经许可不得转载或用
于商业用途
课件制作：XXX
课件目录
基因的表达概述 添加标题
基因表达的过程 添加标题
基因表达的研究进展 添加标题
基因表达的概述
基因表达的定义
基因表达是指基因在细胞内通过转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白质的过程。 基因表达包括转录和翻译两个阶段。 转录是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下，合成RNA的过程。 翻译是指以mRNA为模板，在tRNA、rRNA和蛋白质因子等作用下，合成蛋白质的过程。
新教材 人教版高中生物必修2 第四章 基因的表达 知识点考点重点难点提炼汇总
第四章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成 ........................................................................................... 1 第2节 基因表达与性状的关系 ........................................................................................... 8 专题五 基因表达相关的题型及解题方法 . (12)第1节 基因指导蛋白质的合成RNA 的组成及种类1.RNA 的基本单位及组成①磷酸 ②核糖 ③碱基：A 、U 、G 、C ④核糖核苷酸 2.RNA 的种类及功能 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构 单链单链，呈三叶草形单链功能传递遗传信息，蛋白质合成的模板识别密码子，运载氨基酸参与构成核糖体[典例1] 下列叙述中，不属于RNA 功能的是( ) A.细胞质中的遗传物质 B.作为某些病毒的遗传物质 C.具有生物催化作用D.参与核糖体的组成解析 真核生物、原核生物和DNA 病毒的遗传物质都是DNA ，RNA 病毒的遗传物质为RNA ，A 错误、B 正确；少数酶的化学本质为RNA ，C 正确；rRNA 参与核糖体的组成，D 正确。
答案 A【归纳总结】 RNA 和DNA 的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成元素 均只含有C 、H 、O 、N 、P 五种元素 基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、T A、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构【归纳】DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
人教版高中生物必修二第四章《基因的表达》课件
研究表明，mRNA上3个相邻 的碱基可决定一个氨基酸。遗传 学上就把mRNA上决定一个特定氨 基酸的碱基三联体称为密码子。
小组活动要求：
1、观察课本第73页的表3—2—2的密码子表完 成下列任务： (1) 学会查阅密码子表。
(2)从红色教具盒中取出这条“mRNA”，查出上 面的密码子依次编码哪些氨基酸。
1957年克里克提出中心法则
总结:
基因表达是指基因通过转录 和翻译而产生蛋白质，或转录 后直接产生RNA的过程。
总结:
基因表达是指基因通过转录 和翻译而产生蛋白质，或转录 后直接产生RNA的过程。
一、 转录 在细胞核中，以DNA的一条链
为模板，按照碱基互补配对的原则 合成RNA的过程,称为转录。
总结：
通过转录，DNA中的脱氧核苷酸的排
列顺序决定了RNA中__核___糖__核__苷__酸____的排
列顺序。
二、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,称 为翻译。
基 因 的表 达
有遗传效应的DNA片段 指导蛋白质合成来控制性状
细胞核 细胞质
DNA
RNA
小组讨论： （1）怎样使DNA上的遗传信息暴露出来？ （2）在遗传信息从DNA传递到RNA的过程中 DNA起什么作用？ （3）在由DNA形成RNA的过程中需要遵循什 么原则？其具体的碱基配对方式是怎样的？
小组活动要求：
2、取出盒中的4种氨基酸, 找到与它 们相对应的“搬运工”——tRNA ，并 与氨基酸连接。
小组活动要求： 3、结合课本P72的图3—2—8思考下列 问题，然后利用盒中的磁性块模拟翻译 过程并展示汇报 （1）核糖体是怎样通过位置移动来读 取密码子的？ （2）RNA中的
- 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)。
高二生物基因的表达人教版【同步教育信息】一. 本周学习内容：基因的表达二. 本周学习重点与难点：（一）学习重点：1. 基因与遗传信息的关系2. 基因控制蛋白质的合成（二）学习难点：1. 基因与遗传信息的关系2. 中心法则与逆转录三. 学习内容及疑难解析：基因的表达（一）基因：1. 基因的发现：（1）基因概念的提出：19世纪60年代，遗传学的奠基人孟德尔运用逻辑推理的方法首先提出了遗传因子的概念，即我们今天所说的基因。
孟德尔认为：①生物的性状是由遗传因子控制的。
②遗传因子在体细胞成对存在。
③配子中只有这一对遗传因子中的一个。
④雌、雄配子结合后，遗传因子恢复成对。
（2）基因与染色体的关系：20世纪初科学家们逐渐发现了基因与染色体的关系。
①基因存在于染色体上，染色体是基因的载体。
②基因是染色体上的遗传单位。
③基因在染色体上呈直线排列。
（3）基因的化学本质：直到20世纪50年代，沃森和克里克提出DNA的分子结构以后，人们才彻底揭示出基因的化学本质。
①基因是有遗传效应的DNA片断。
②基因是由脱氧核糖核苷酸构成的反向平行的双螺旋双链结构。
③遗传信息来自基因中碱基对的排列顺序。
2. 基因的概念：基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片断。
在这里请同学们注意：生物的DNA中还有大部分的片断没有直接的遗传效应，但它们对生物基因的表达具有调节作用。
（二）基因的表达：基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成实现的。
通过DNA分子的复制，亲代成功地将自己的遗传信息传递给了下一代；通过基因控制蛋白质的合成，遗传信息又被进一步反映到蛋白质的分子结构上，从而实现基因的表达。
1. 基因控制蛋白质的合成：（1）RNA：RNA在基因控制蛋白质的合成过程中起着十分重要的作用。
RNA的种类与功能：项目信使RNA（mRNA）核糖体RNA（rRNA）转运RNA（tRNA）来源以DNA双链中的一条链为模板，在细胞核内合成，然后通过核孔进入细胞质。
也是以DNA分子中的某些部分作为模板合成的。
也是以DNA分子中的某些部分为模板，遵循碱基互补配对原则在细胞核内合成的。
功能将DNA中的遗传信息（细胞核）传递到蛋白质上（细胞质的核糖体中合成）。
rRNA与蛋白质结合在一起，构成核糖体。
是运载氨基酸的工具。
tRNA有61种，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，转运那一种氨基酸由tRNA上的反密码子有关。
结构单链结构，由核糖核苷酸构成，其中相邻的三个碱基组成一个密码子，共有61种密码子，两种起始信号（兼职），三种终止信号（专职）。
所有的生物共用一套遗传密码，但不同的信使RNA密码子的排列顺序不同。
也是单链结构基本上是单链结构，但某些部分由于碱基配对形成双链，外形似三叶草。
它的一端能与氨基酸结合，它的另一端具有由三个碱基组成的反密码子，反密码子具有两个作用，①与信使RNA上的密码子配对②与转运RNA转运那一种氨基酸有关。
转运RNA在这里请同学们注意：密码子具有简并性，大多数的氨基酸都可以具有几组不同的密码子。
（2）核糖体：核糖体是氨基酸合成蛋白质的场所。
①核糖体由大小两个亚基和信使RNA构成。
②核糖体只有容纳两个转运RNA的位置。
③核糖体内具有缩合酶，可以催化两个转运RNA转运来的氨基酸之间脱水缩合形成肽键。
④每形成一个肽键，核糖体沿信使RNA向后移动三个碱基的位置。
（3）基因控制蛋白质合成的过程：①转录：A. 转录的概念：以DNA的一条链为模板，合成信使RNA的过程。
B. 转录的意义：使遗传信息由细胞核传递到细胞质（核糖体）中。
C. 转录的地点：主要是细胞核。
细胞质中的线粒体和叶绿体也可以进行。
D. 转录的过程解旋：解旋酶的作用下，氢键断裂，DNA分子的一部分解旋。
转录：模板：以解旋后的DNA的一条链为模板。
原料：细胞核中游离核糖核苷酸。
能量：ATP酶：RNA聚合酶等原则：A与U，G与C的碱基互补配对原则。
信使RNA合成后脱离模板，通过核孔出细胞核进入细胞质；DNA恢复成双螺旋结构。
②翻译：A. 翻译的概念：以信使RNA为模板，控制合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
B. 翻译的意义：使遗传信息传递到蛋白质的分子结构上。
C. 翻译的地点：细胞质（核糖体）D. 翻译的过程：a. 信使RNA从核孔进入细胞质，核糖体与信使RNA起始端结合。
b. 转运RNA携带氨基酸，通过反密码子与信使RNA上的密码子配对决定正确的氨基酸顺序。
c. 氨基酸放在正确的位置，tRNA离开核糖体，去转运下一个氨基酸，由另一个转运RNA新转来的氨基酸在缩合酶的作用下通过肽键连接到上一个氨基酸上。
d. 第二个氨基酸移动到第一个氨基酸位置，核糖体在mRNA上移动三个碱基对位置，接受下一个tRNA与氨基酸的复合体。
e. 核糖体每次能容纳两个氨基酸，按密码子顺序，沿信使RNA合成多肽，直到遇到终止密码子，核糖体从mRNA上脱落。
f. 合成的多肽经过一定的盘曲折叠，形成有一定氨基酸顺序的，有一定空间结构的，具有生物功能的蛋白质。
在这里请同学们注意：密码子不重叠，两个密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。
2. 中心法则及其发展：（1）克里克提出的“中心法则”：遗传信息可以DNA从流向DNA，即完成的自我复制过程，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转露和翻译过程。
（2）中心法则的补充和发展：①在某些病毒中，RNA也可以自我复制。
②在一些病毒蛋白质合成的过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下，合成DNA。
在这里请同学们注意：遗传信息可以从DNA流向DNA ——— DNA的自我复制遗传信息可从DNA流向RNA ———转录过程遗传信息可从RNA流向蛋白质———翻译过程遗传信息可从RNA流向DNA ———逆转录过程（病毒中出现）遗传信息可从RNA流向RNA ——— RNA的自我复制（病毒中出现）3. 基因对性状的控制：基因对性状有两种不同的控制方式。
直接控制作用结构蛋白细胞结构结构基因性状酶或激素细胞代谢调节基因间接控制作用（1）间接控制方式：控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。
如：酪氨酸酪氨酸酶黑色素若基因不正常，缺乏酪氨酸酶，就不能合成黑色素，从而导致白化病的发生。
（2）直接控制方式：控制蛋白质分子的结构直接影响性状。
如：镰刀贫血细胞病就是由于基因缺陷造成合成的血红蛋白不正常，直接导致血红细胞结构不正常。
【典型例题讲析】[例1] 从单尾鳍鲤鱼的成熟卵中提取一种RNA，注入双尾鳍金鱼受精卵中，结果幼小金鱼中有一些出现单尾鳍性状。
这种RNA之所以对性状遗传有明显作用是因为（）A. 它是鱼类的主要遗传物质B. 是有关蛋白质合成的工具C. 是核糖体的基本化学成分D. 它携带特定的遗传信息解析：信使RNA和DNA 上都有遗传信息答案：D[例2] 实验室模拟生物体内RNA转录的必须条件是（）①酶②游离的核糖核苷酸③ATP ④DNA分子⑤信使RNA⑥转运RNA ⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度A. ①②③④⑤③B. ②③④⑤③①C. ①②③⑤⑦⑧D. ①②③④⑦⑧解析：转录的基本条件，还需要适宜的PH值答案：D[例3] 密码子存在于下列那种结构上（）A. DNA分子上B. mRNA分子上C. tRNA分子上D. 多肽链上解析：密码子存在于信使RNA答案：B【模拟试题】一. 选择题1. 某基因有碱基1200个，则它控制合成的蛋白质所具有的氨基酸数目最多为（）A. 100个B. 200个C. 300个D. 400个2. 酪氨酸酶可以催化酪氨酸转变为（）A. 苯丙氨酸B. 苯丙酮酸C. 色氨酸D. 黑色素3. 提出中心法则的科学家是（）A. 格里菲思B. 艾弗里C. 沃森D. 克里克4. 在核糖体中，所有密码子与反密码子之间的氢键数目不会超过（）A. 3个B. 9个C. 18个D. 无法确定5. 核糖体中起主要作用的酶应该是（）A. DNA聚合酶B. RNA聚合酶C. 解旋酶D. 缩合酶6. 只具有1种密码子的是（）A. 苯丙氨酸B. 酪氨酸C. 色氨酸D. 亮氨酸7. 一段多核苷酸链中的碱基组成为20％A，20%的C，30%的G，30%的T它是一段（）A. 双链DNAB. 单链DNAC. 双链RNAD. 单链RNA8. 构成DNA的碱基有4种，下列哪项碱基数量比因生物的种类不同而不同（）A.（A+G）/（T+C）B.（A+C）/（T+G）C.（A+T）/（G+C）D. A/T9. 某基因中有脱氧核苷酸900个，则由它控制合成的蛋白质最多有多少种氨基酸（）A. 20B. 150C. 300D. 90010. 某遗传效应的DNA片段有碱基960个，此片段转录、翻译合成一条肽链，则此肽链在形成时应脱去的水分子数为（）A.480B. 240C. 160D. 15911. 某多肽链含有99个肽键，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有（）A. 297B. 300C. 594D. 60012. 某信使RNA的碱基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10％，则作为它的模板的DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的（）A. 30%B. 35%C. 70%D. 无法计算13. 一种转运RNA只能转运（）A. 不同种氨基酸B. 一种氨基酸C. 各种氨基酸D. 一个氨基酸14. 关于基因的概念，下列哪种说法是错误的（）A. 基因在染色体上呈线性排列B. 基因是控制生物性状的基本单位C. 基因是染色体的一段D. 基因是有遗传效应的DNA片段15. 由碱基A，C和T可以组成的核苷酸种类是（）A. 8B. 6C. 5D. 316. 若测得精氨酸转运RNA分子上的反密码子为GCU，则DNA分子模板链上决定这个精氨酸的相应碱基是（）A. GCAB. CGAC. CGTD. GCT二. 非选择题17. 镰刀型贫血病说明基因可以通过___________________________影响生物的性状。
18. 白化病说明基因可以通过_________________________________影响生物的性状。
【试题答案】一. 选择题1～5 BDDCD 6～10 CBCBD 11～15 DBDCC 16. D二. 非选择题17. 控制蛋白质的分子结构直接影响生物的性状。
18. 通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。