(推荐)高中生物必修二第四章基因的表达
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高中生物必修二第四章基因的表达
一、基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,将这一过程称为基因的表达。
二、RNA
1、元素组成:C、H、O、N、P
2、基本单位:4种核糖核苷酸
3、含氮碱基种类:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
4、种类:①信使RNA(mRNA):蛋白质的合成模板
②转运RNA(tRNA):识别并转运氨基酸【右图为tRNA结构图】
③核糖体RNA(rRNA):核糖体的组成成分
(注:tRNA中的碱基不止反密码子的三个碱基)
5、与DNA的区别:①五碳糖的不同,DNA是脱氧核糖,RNA是核糖
②含氮碱基的不同,DNA中特有胸腺嘧啶(T),RNA中特有尿嘧啶(U)
三、遗传信息的转录
1、定义:以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,叫做转录。
2、转录过程:
(1)解旋:在RNA聚合酶作用下,DNA双链解开,DNA双链的碱基暴露。
(2)配对:①根据碱基互补配对原则;
②以解开的DNA双链中的一条链为模板;
③以游离的4种核糖核苷酸为原料
④游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞,互补时,两者以氢键结合(3)连接:在RNA聚合酶作用下,新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
(4)释放:合成的mRNA从DNA链上释放,DNA双链恢复。
3、转录不一定发生在细胞核中,也可以在叶绿体、线粒体中
4、转录的产物不一定是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息。
四、遗传信息的翻译
1、定义: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,叫做翻译。
2、场所:核糖体
原料:游离在细胞质中的各种氨基酸
3、运输工具:tRNA
4、模板:mRNA
5、能量供应:由ATP供能,有酶的参与
6、产物:多肽
7、注意事项:
(1)翻译过程中mRNA不移动,移动的是核糖体,核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子,肽链随之加长。
(2)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T而是A—U
(3)不是所有的密码子都决定氨基酸,其中终止密码子不决定氨基酸。
(4)多肽的合成都是从-NH2的一端的氨基酸开始,终止于最后氨基酸的-COOH端
(5)第一个合成的氨基酸总是甲硫氨酸(但在多肽合成之后可被切除)
(6)一个mRNA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mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(37°时,细菌细胞内合成肽链的速度
约为15个每秒)
(7)右图中,右端的多肽链比左端长,故核糖体由左向右移动。
9、①在真核细胞中:先转录后翻译
②在原核细胞中:边转录边翻译
五、密码子与反密码子
密码子反密码子
位置mRNA tRNA
作用直接决定蛋白质中的氨基酸的序列识别密码子,从而转运氨基酸
互补关系与DNA模板链上的碱基互补与mRNA上的碱基互补
1、密码子表:
(1)一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸(2)一种氨基酸可以由多种密码子来决定,可由多种tRNA转运
(2)决定氨基酸的密码子只有61个,有3个终止密码子。
(3)具体密码子表(共有64个密码子)
(4)密码子表的特性:
①通用性:地球上几乎所有生物都共用一套密码子表。
②简并性:一种氨基酸有可能有多个密码子。——提高遗传的容错率六、DNA复制、转录和翻译的比较:
信息传递DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
七、中心法则(克里克提出):
①DNA半保留复制②转录③翻译
④RNA复制(存在于自我复制型RNA病毒,需要RNA聚合酶)
⑤逆转录(存在于逆转录型RNA病毒,需要逆转录酶)
1、不同类型生物遗传信息的传递方式不同:
八、基因对性状的控制
1、表现型是基因型和环境相互作用调控性状。
2、基因控制生物体性状的两种途径:
①间接控制:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物体的性状。
例如:豌豆的粒型、
人的白化病(控制酪氨酸酶的基因异常,缺少酪氨酸酶则不能将酪氨酸转变为黑色素)
②直接控制:基因通过控制蛋白质的结构(结构蛋白)直接控制生物体性状。
例如:囊性纤维病(编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基,导致CFTR蛋白结构异常)镰刀型细胞贫血症
3、细胞质基因:线粒体和叶绿体中的基因叫做细胞质基因
(1)细胞质基因能够进行半自主的自我复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(2)线粒体DNA的缺陷会导致遗传病:
线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调、眼视网膜炎等
特点:只能通过母亲遗传给后代,母患子女患。
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