基因的表达

基因的表达

一、基因：

1、概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，是控制生物性状的结构和功能的基本单位。

2、基因与脱氧核甘酸、DNA、染色体关系

3、基因的存在场所

核基因：染色体上呈线性排列，有性生殖产生配子时基因和染色体

真核 具有行为上的一致性。

质基因：线粒体、叶绿体

原核：拟核

病毒：核酸

4、遗传信息：基因中脱氧核苷酸（或碱基对）的排列顺序，代表遗传信息。每个基因都有特定的遗传信息。

二、基因的功能

1、储存遗传信息：通过脱氧核苷酸的排列顺序。

2、传递遗传信息：时间：细胞分裂。 方式：DNA复制

3、表达遗传信息：时间：个体发育中。 方式：转录和翻译。

三、基因控制蛋白质的合成：

（一）基因的表达：基因（DNA）通过复制将遗传信息传递给后代，在后代的个体发育中，基因中的遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程叫基因的表达。

基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。

（二）DNA和RNA的比较

DNA RNA

结构规则的双螺旋

结构

通常呈单链结构

组成基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸

五碳糖脱氧核糖

(C5H10O4)

核糖

（C5H10O5）

无机酸磷酸磷酸

碱基嘌呤

腺嘌呤 A腺嘌呤 A

鸟嘌呤 G鸟嘌呤 G 嘧啶

胞嘧啶 C胞嘧啶 C

胸腺嘧啶 T尿嘧啶 U

分类通常只有一类分为mRNA、rRNA、tRNA

功能主要的遗传物

质

在无DNA的生物中是遗传物

质，在有DNA的生物中，辅

助DNA完成其功能。

考虑：下列各种生物体含有的碱基，核苷酸及核酸种类

碱基种类核苷酸种类核酸种类五碳糖种类烟草

烟草花叶病

毒

蓝藻

噬菌体

（三）基因表达过程

1、 转录（表示为：DNA→mRNA）

(1)概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。示意图为

说明：转录是以基因为单位进行的，因为一个DNA分子包含有许多个基因，因此，1个DNA就可转录多种多个RNA，基因在转录时为模板的那条链不是固定的，不同基因模板链不同。如图：

基因1可能以α链为模板，而基因2可能是以β链为模板，转录时为模板的链称为有义链，而另一条为反义链。

(2)发生场所

真核：主要在细胞核，其次线粒体、叶绿体。

原核：细胞质

模板：DNA的一条链

原料：四种核糖核苷酸

(3)条件 能量：ATP

酶：解旋酶、RNA聚合酶

(4)原则：碱基互补配对原则: A配U ，G配C，C配G，T配A。

(5)具体过程：遗传信息的转录过程是在RNA聚合酶的催化作用下进行的，当RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合时，DNA分子的这一片段的双螺旋结构解开，以其中的一条链为模板，聚合酶沿着该链移动，按照碱基互补配对原则，使细胞里已经存在的四种核糖核苷酸聚合成与该片段互补的信使RNA，这样储存于DNA分子中的遗传信息便转录到信使RNA分子上。

模板去向：转录完成后，解开的两条链再恢复为双螺旋结构。

产物去向：mRNA从细胞核到细胞质与核糖体结合。

说明：tRNA、rRNA合成方式与mRNA相似，只是转录后不在翻译成蛋白质。

考虑：以下为DNA转录RNA过程的某片段。

①该片段含 种碱基， 种核苷酸。

②β链与mRNA暂时结合是通过 。

③观察上图，如果mRNA中，A占19%，U占21%，能否推出转录该链的DNA 分子的碱基组成。

A T C G

④如果测定某生物的一段核酸的碱基比为A:G:U:T:C=37:13:15:22:13,则可推测这个生物正在进行的是 （生理过程）。

2、 翻译（简式表示为：RNA→蛋白质）

(1) 概念：以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。如图

(2)场所：细胞质中的核糖体上。

考虑：上步转录的mRNA在细胞核形成后，通过细胞核的（ ）进入细胞质与核糖体结合，此过程中mRNA从细胞核到细胞质经过 层生物膜。

模板：mRNA

原料：氨基酸

(3)条件： 能量：ATP

酶

转运工具：（翻译者）tRNA

(4)密码子

a、定义：信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个“密码子”。

b、数目：43=64个，三个终止子（不决定氨基酸）和61个密码子（决定20种氨基酸）

c、特点一个密码子只能决定一种氨基酸。

一种氨基酸可由一种或几种密码子决定。

（5）运载体——tRNA

a、结构：

b、种类：61种

c、功能特点：专一性：一种tRNA专一的识别一种氨基酸的密码子，专一转运一种氨基酸。

考虑：一种氨基酸是否只能被一种tRNA转运（是、否）

（6）过程

转录成的mRNA与核糖体结合后，由转运RNA携带氨基酸到核糖体上第一个是甲硫氨酸，依次有另一个tRNA携带另一个氨基酸到核糖体上，两个氨基酸形成肽键，核糖体移动位置，第一个tRNA移走再去转运相应的氨基酸，而另一个tRNA又携带氨基酸进入，再形成肽键，依次进行下去，直到核糖体读取到终止密码子，肽健不再延长，合成终止后，mRNA与核糖体分离，水解酶作用下水解为核糖核苷酸。合成的多肽链也从核糖体上脱离，再经过一定得盘曲折叠，形成有特定空间结构和功能的蛋白质。

说明：在翻译时，一个mRNA分子上可结合多个核糖体。如图：