第19讲 基因的表达

5.决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位 于tRNA上，也有64种。( × ) 【分析】密码子有64种，但决定氨基酸的密 码子只有61种。反密码子是指位于tRNA上， 可以与mRNA上的密码子发生碱基互补 配对的三个相邻碱基，反密码子的个数与决 定氨基酸的密码子的个数相同，有61种。 6.每种氨基酸仅由一种密码子编码。( × ) 【分析】一种氨基酸可由一种或多种密码子 编码。
1.遗传信息转录的产物只有mRNA。( × ) 【分析】转录合成的RNA有三种类型：mRNA、 tRNA、rRNA。 2.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运 一种氨基酸。( √ ) 【分析】tRNA有61种，其功能是识别并转 运特定的氨基酸，即细胞中有多种tRNA， 一种tRNA只能转运一种氨基酸。
2．基因控制性状 (1)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，如白化病。 (2)基因还能通过控制 蛋白质的结构 直接 控制生物体的性状，如囊性纤维病。 （3）基因与性状的关系并不都是简单的 线性 关系，生物体的性状有时受____ 多个基因 _____ 的影响，如人的身高等。 基因型 和_____ 环境 共同作用的结果。 性状是由_______
第19讲
基因的表达
一、RNA的结构与分类 1.基本单位及组成
(1)填写图中序号名称： A_________ 、U、G、C； 磷酸 ；②_____ 核糖 ；③碱基： ①_____ 核糖核苷酸 。 ④___________ (2)构成DNA的基本单位与构成RNA的基本单 ②、③ 填写序号)。 位的区别在于图中_______(
3.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 体和线粒体中也能合成RNA。原核生物中RNA 是在细胞质中合成的。 4.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不 遵循中心法则。( × ) 【分析】DNA病毒中没有RNA，但其遗传信息 的传递仍遵循中心法则，包括DNA的复制、转 录和翻译三个过程。
复制
翻译 RNA→ 蛋白质 蛋白质 (多肽)
所有生
物
【典例】为研究某病毒的致病过程，在实 验室中做了如图所示的模拟实验。
【典例】下图为在实验室中进行的相关模 拟实验，请据图回答问题：
(1)图中甲、乙模拟的生理过程分别是 转录 、________ ________ 翻译 。 (2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中 加入的物质或细胞结构有______ _____。 核糖体 tRNA 、 (3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻 断细菌细胞内蛋白质的合成抑制细菌的繁 殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上 述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻 断细菌DNA和人体DNA的转录过程。 实验步骤：
A.①过程需要模板、原料、酶和能量等条件 B.为方便起见，获得该基因mRNA的最佳材料 是口腔上皮细胞 C.图中①②③过程一定发生碱基互补配对 D.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋 白质的结构直接控制生物体的性状
【变式训练】下列有关生物体内基因、酶与 性状的关系，正确的是 (C ) A.绝大多数酶是基因转录的产物 B.一种性状只能由一种基因控制 C.基因控制性状可通过控制酶的合成来实现 D.细胞只要含有某种酶的基因，就会有相应 的酶
3、联系：
【典例1】关于基因表达的叙述中，正确的 是 (
A)
A．基因表达的最终场所都是核糖体 B．DNA聚合酶催化DNA转录为RNA C．遗传信息只能从DNA传递到RNA
D．tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来
【典例2】下图所示为真核细胞中遗传信息 的传递和表达过程。相关叙述正确的是 ( D)
C.2(m-n)、(m/3)-1
D.2(m-n)、(m/3)-2
【变式训练】一段原核生物的mRNA通 过翻译可合成一条含有11个肽键的多 肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个 数及合成这段多肽需要的tRNA个数依
次为
A.33 11 B.36 12
(B ) 36 D.11 36
C.12
考点二
基因与性状的关系
2．结构 短 。有的存在 一般是 单链 ，比DNA______ 局部__________ 碱基配对 现象，从而具有局部双链 和局部环状结构。 3．分布 主要在 细胞核 内合成，通过核孔 进入细胞 质。
4.分类 名称 mRNA 能 细胞核内 传递 将遗传信息从_________ 到细胞质中 转运氨基酸 ，识别密码子 ___________ 核糖体的组成成分 _______ 功
A．①②过程中碱基配对情况相同 B．②③过程发生的场所相同 C．①②过程所需要的酶相同 D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右
4、遗传信息、密码子和反密码子的比较
对应关系：
4、基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨 基酸数量的关系：
蛋白质中氨基酸的数目 ＝1/3 mRNA中的碱基数目 ＝1/6 DNA(基因)中的碱基数目
原料
产物
20种氨基酸 ___________ 蛋白质 _______
2.密码子 (1)位置：_____ mRNA 上决定一个氨基酸的三个 相邻的碱基。 氨基酸 。 (2)作用：决定_______ 64 种。其中决定氨基酸的密码 (3)种类：___ 子有___ _________ 终止密码子 61 种(__ 2 种起始密码子)， 有3种。 3.反密码子 tRNA 上，有_____ 存在于_______ 61 种。
实验平台— 模拟中心法则中的遗传信息传递
1．概念 模拟是自然科学研究中一种常用方法。在
模拟生理过程时，要特别注意生理过程发
生的场所、所需物质及相关条件。
项目 场所 模 板
复制 DNA复制 RNA复制 细胞核 DNA的两 条链 细胞质 RNA
转录 细胞核 DNA的 一条链
逆转录
翻译
细胞质 细胞质 RNA mRNA
2、区别：
复制
场所
转录
翻译
核糖体 mRNA
时间 细胞分裂的间期 生物个体发育的整个过程
主要在细胞核 主要在细胞核 模板 DNA的两条单链 DNA的一条链
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
条件
产物
解旋酶、DNA RNA聚合酶、酶、ATP、 聚合酶、能量 能量 tRNA 多肽链 2个双链DNA 1个单链RNA
tRNA
rRNA
[想一想]三种RNA的来源相同吗？ 提示：相同，都来自于转录。
二、遗传信息的转录和翻译
1.试写出与①②有关的知识 过程 名称 场所 模板 ① 转录 _____ 细胞核 主要是_______ DNA的一条链 ___________ 4种游离的 核糖核苷酸 ___________ RNA ____ ② 翻译 _____ 细胞质 _______ mRNA _____
条 件
原 4种脱氧核 4种核糖核 4种核糖 4种脱氧 20种氨 料 苷酸 苷酸 核苷酸 核苷酸 基酸 解旋酶、 RNA聚合 RNA聚 酶 DNA聚合 酶 合酶 酶 能量 ATP ATP ATP 逆转录 缩合酶 酶 ATP ATP
项目 转录 逆转录 DNA复制 RNA复制 信息 DNA→ RNA→ DNA→ RNA→ 传递 RNA DNA DNA RNA 方向 两个相同 一个 一条单 一个RNA 产物 的DNA mRNA 链DNA 以RNA为 遗传物质 绝大 某些致 绝大多 癌病毒 的生物， 多数 实例 如艾滋 数生物 如烟草花 生物 病病毒 叶病毒
1.中心法则图解及解读
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
2.基因控制性状的途径 (1)直接途径： 控制 控制 ①机理：基因 蛋白质结构 生物 体性状。 ②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病病 (2)间接途径： 控制 控制 ①机理：基因 酶的合成 细胞代 控制 谢 生物性状。 速度的关系图：
a.数量关系：一个_______ mRNA 可同时结合多个 核糖体 ，形成多聚核糖体。 ________ b.目的意义：少量的_________ mRNA分子 可以迅速合 成出______________ 大量的蛋白质 。 c.方向：从左向右(见上图)，判断依据是 _____________________________ 多肽链的长短，长的翻译在前 。 d.结果：合成的仅是________ 多肽链 ，要形成蛋白 质往往还需要运送至___________________ 内质网、高尔基体 等结构中进一步加工。 相同。 e.图示中4个核糖体合成的4条多肽链____
翻译 模板 分别进入两个子恢复原样，重新 水解成单个 去向 代DNA分子中 组成双螺旋结构 核糖核苷酸
复制
转录
特点 边解旋边复制 边解旋边转录 时结合多个核糖 半保留复制 遗传信
1条mRNA上同
体合成多条肽链
息的传 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白 质 递 表达遗传信息，使生物表现 意义 传递遗传信息 出各种性状
【典例3】根据表中的已知条件，判断苏氨 酸的密码子是 ( C) A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU
【典例3】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数目、合成蛋白 质时脱去的水分子数目最多分别是 A.m、(m/3)-1 B.m、(m/3)-2 (D)
第一步：取A、B、C、D中4支试管，各加入足 量的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液； A、C试管中滴加等量且适量一定 第二步：向 ______________________________ 浓度的该抗生素水溶液，向B、D试管中滴加 ______________________________________ 等量的蒸馏水； ______________________________________ A、B试管中加入等量相同的细菌 第三步：向 ______________________________ DNA，向C、D试管中加入等量相同的人体 DNA ___________________________________ ； 把A、B、C、D 4支试管在相同且 第三步：______________________________ 适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试 ______________________________________ 管中有无RNA的生成 ____________________________________ ；
考点一 DNA复制、转录和翻译的比较 1.转录、翻译过程中有关图形解读
①翻译时碱基配对双方是_____________ mRNA上密码子和 _______________ tRNA上反密码子 ，故不能出现T。 ②一个核糖体与mRNA的结合部位形成___ 2 个 tRNA结合位点。 ③翻译起点：___________ 起始密码子 决定的是甲硫氨 酸或缬氨酸。 翻译终点：识别到_____________( 终止密码子 不决定 氨基酸)翻译停止。 ④翻译进程：核糖体 _______沿着_______ mRNA 移动， 读取下一个密码子，但_______ mRNA 不移动。
[想一想] 转录、翻译和DNA复制过程中碱基互补配对 方式相同吗？ 不相同。 转录：A—U T—A G—C C—G； 翻译：A—U U—A G—C C—G； DNA复制：A—T T—A G—C C—G。
三、基因对性状的控制 1.根据中心法则及其发展图解填写：
克里克 提出人：__________ 。 DNA的复制 ；②_____ 转录 ；③_____ 翻译 ； ①__________ RNA的复制 ；⑤__________ RNA逆转录 。 ④__________
【高考警示】 (1)一般而言，一个基因决定一种性状。 (2)生物体的一种性状有时受多个基因的影 响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同 基因有关。
(3)有些基因可影响多种性状，如基因1可影 响B和C性状。 (4)性状是基因和环境共同作用的结果。
【典例3】下图为细胞膜上神经递质受体基 因的复制、表达等过程。不正确的是( B )