基因的表达一轮复习教学案(教师版)

基因的表达
基因的功能：传递遗传信（DNA 的复制）、表达遗传信息（转录和翻译） 知识点1：RNA 的结构
1、基本单位：核糖核苷酸。

→ 2、元素组成：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ
\
3、结构：一般是单链，且比ＤＮＡ短，不稳定，变异频率高。

46、存在部位：主要在细胞质
注：1．tRNA 、mRNA 、rRNA 均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。

2．若核酸中出现碱基T 或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA 。

3．若A ≠T 、C ≠G ，则为单链DNA ；若A=T 、C=G ，则一般认为是双链DNA 。

]
4．若出现碱基U 或五碳糖为核糖，则必为RNA 。

5．要确定是DNA 还是RNA ，必须知道碱基的种类或五碳糖的种类，是单链还是双链，还必须知道碱基比率。

知识点2：基因指导蛋白质的合成过程 含氮碱基 A 腺嘌呤
G 鸟嘌呤
"
C 胞嘧啶
U 尿嘧啶
过程DNA边解旋边以两条链为模
板，按碱基互补配对原则，合
成两条子链，子链与对应母链
螺旋化
DNA解旋，以一条链为模板，
按碱基互补配对原则形成
mRNA(单链)，mRNA进入细胞
质与核糖体结合
以mRNA为模板，tRNA一端
的碱基与mRNA上的密码子
配对，另一端携带相应氨基
酸，在核糖体合成有一定氨
基酸序列的蛋白质
（核糖体沿mRNA移动）
模板
…去向分别进入两个子代DNA分子
中
恢复原样，与非模板链重新形
成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
碱基配对A-T、T-A、G-C、C-G A-U、T-A、G-C、C-G%
A-U、U-A、G-C、C-G
特点边解旋边复制；半保留复制
边解旋边转录
（DNA双链全保留）
一个mRNA上可连续结合多
个核糖体，依次合成多肽链
产物两个双链DNA分子,
mRNA（主要）（tRNA、rRNA）
有一定氨基酸序列的蛋白质
意义复制遗传信息，使遗传信息从
亲代传给子代
表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
（1）遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序(碱基对的排列顺序）
（2）密码子存在于mRNA上，共有64种。

决定氨基酸的密码子有61种；终止密码子有3种（UAA、UGA、UAG）,不决定氨基酸；起始密码子有2种（AUG甲硫氨酸、GUG缬氨酸），决定氨基酸。

，
三个特点：专一性（一种密码子只决定一种氨基酸）
简并性（一种氨基酸可以由几种密码子决定）（作用：增强了密码子的容错性）
通用性（生物界共用一套遗传密码）
（3）反密码子存在于tRNA上，共有61种。

tRNA为61种
提醒：①一种氨基酸可由一种或几种密码子决定，但一种密码子只决定一种氨基酸。

②一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。

补充：比较启动子、起始密码子、终止子、终止密码子的区别。

3、mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图（多聚核糖体）
\
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，（同时进行多条多肽链的合成）
②目的意义：少量的mRNA 分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

③方向：从左向右（见上图），判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。

^
④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。

注意：图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。

【典例1】关于图示生理过程的说法，正确的是(Ｃ)
A．能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核
B．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到与其相对应的反密码子
C．该图表示的是转录和翻译
D．该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供
【典例2】关于转录和翻译的叙述，错误的是(Ｃ)
，
A．转录时以核糖核苷酸为原料B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中的特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
【典例3】甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(双选)(ＢＤ)
/
A．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
B．甲、乙所示过程均可在细胞核内进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
|
]
（1）甲图表示的过程是翻译，乙图表示的过程是转录
（2）乙过程的模板是[④]DNA中的A链，进行的场所是细胞核，所需要的原料是4种核糖核苷酸。

（3）甲过程的场所是[②]核糖体，需要的模板是[③]mRNA，运载氨基酸的工具是[①]tRNA，以③中已知序列为模板翻译后的产物是四肽，翻译过程中需要4个tRNA来运载。

（4）DNA分子复制需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶。

（5）甲、乙表示的过程的意义是表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状。

1.提出人：1957年，克里克。

（1965年，发现RNA复制；1970年，发现逆转录。

）
2.完善的中心法则内容（用简式表示）
*
注：RNA的自我复制和逆转录只发生在某些RNA病毒在宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与，该酶在基因工程中常用于催化合成目的基因。

中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。

对中心法则的理解：(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
①无逆转录功能的（如烟草花叶病毒等）：
]
②有逆转录功能的（如HIV等）：
【典例3】如图为中心法则图解。

下列有关叙述中，错误的是(Ａ)
A．过程a只发生在有丝分裂的间期
B．过程b和c为基因的表达，具有选择性
C．过程a、b、c、d、e都能发生碱基互补配对
D．过程d、e只发生在某些病毒体内
【典例4】已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是(Ｃ)
…
A．DNA→DNA→RNA→蛋白质B．RNA→RNA→蛋白质C．DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质→RNA 知识点4：基因对性状的控制
基因是控制生物性状的结构单位和功能单位（决定生物性状的基本单位）。

1、基因对性状控制的方式
(1)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，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。

(2)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的性状，如白化病。

2、基因与性状的对应关系
（1）一般而言，一个（对）基因只决定一种性状
·
（2）生物体的一种性状有时受多个（对）基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关（3）有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。

所以，基因与性状并不是简单的线性关系。

（考题中常考两对基因控制一种性状）
3、性状（表现型）是由基因和环境共同作用的结果。

【典例5】下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中不正确的是(Ａ)
A．生物体的性状完全由基因控制B．蛋白质的功能可以体现生物性状
C．蛋白质的结构可直接影响生物性状D．基因与性状不都是简单的线性关系
【典例6】香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因（A 和a 、B 和b ）共同控制，其显
性基因决定花色的过程如图所示。

（1）从图可见，紫花植株必需同时具有Ａ和Ｂ基因，方可产生紫色物质。

（2）基因型为AaBb 和aaBb 的个体，其表现型分别是紫花和白花。

（3）AaBb×AaBb 的子代中，紫花植株与白花植株的比例分别为9/16和7/16。

（4）本图解说明，基因与其控制的性状之间的数量对应关系是两对基因控制一种性状。

基因对性状的控制方式是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。

知识点5：基因指导蛋白质合成的有关计算
1、DNA （基因）、mRNA 中碱基与肽链中氨基酸个数关系（6：3：1）
【典例7】一个mRNA 分子有m 个碱基，其中G ＋C 有n 个；由该mRNA 合成的蛋白质有两条肽链。

则其模板DNA 分子的A ＋T 数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(D )
A ．m 、m 3－1
B ．m 、m 3－2
C ．2(m －n)、m 3－1
D ．2(m —n)、m
3－2 2、蛋白质的有关计算
①蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数。

（肽键数=水分子数）
②蛋白质平均相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数-(氨基酸数－肽链数）×18
③若基因中有n 个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a ，合成含m 条多肽链的蛋白质的相对分子质量= n/6 ·a-18（ n/6 -m ），若改为n 个碱基对，则公式为 n/3·a-18（n/3-m ）。

3、碱基数值和比例的计算：mRNA 上A+U 的数值和比例=模板链上A+T 的数值和比例。

提醒：解题时应看清是DNA 上（或基因中）的碱基对数还是个数；是mRNA 上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。