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(共40张PPT)
第18讲
基因的表达
2
1
3
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
考点梳理
人类对遗传物质的探索结论
知识梳理
遗传信息的转录和翻译
考点1
1. RNA的结构与功能
（1）元素组成：
（2）基本单位：
核糖核苷酸链
RNA
（通常是单链）
C、H、O、N、P
核糖核苷酸（4种）
核糖
A
G
U
C
聚 合
蛋白质　
氨基酸
密码子
核糖体
遗传物质
知识梳理
类别 物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基 DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链
RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链
2. RNA与DNA的区别
知识梳理
下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
C．一种病毒同时含有DNA和RNA
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
D
精题精练
（1）概念：
（2）场所：
（3）产物：
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，
按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
3. 遗传信息的转录
只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
知识梳理
（4）过程：
不需要解旋酶
有解旋功能
知识梳理
（1）概念：
（2）场所或装配机器：
（3）产物：
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。
核糖体
唯一场所
4. 遗传信息的翻译
知识梳理
（4）过程：
知识梳理
项目 复制 转录 翻译
作用 传递遗传信息 表达遗传信息 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
能量 都需要 5. DNA复制、转录和翻译的区别
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶
产物 2个双链DNA分子 一个单链RNA 多肽链(或蛋白质)
产物 去向 传递到2个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点 边解旋边复制， 半保留复制 边解旋边转录， 转录后DNA恢复原状 翻译结束后，
mRNA被降解成单体
碱基 配对 A—T、T—A， C—G、G—C A—U、T—A， C—G、G—C A—U、U—A，
C—G、G—C
（1）遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
6. 遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
知识梳理
① 密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
正常情况下，有3种终止密码子，决定氨基酸的密码子有61种
特殊情况下，有2种终止密码子，决定氨基酸的密码子有62种
② 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。
③ 每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子的简并性），
可由一种或几种tRNA转运。
意义：可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，
由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；
也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，
几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
（2）密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
知识梳理
项目 密码子 反密码子
位置 mRNA tRNA
作用 直接决定蛋白质中氨基酸的序列 识别密码子，转运氨基酸
特点 与DNA模板链模板链上 的碱基互补 与mRNA中密码子中
密码子的碱基互补
（3）密码子和反密码子的比较
知识梳理
下列关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
C
精题精练
7. 基因表达中的相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
知识梳理
8. 常考图示解读
复制
DNA
的
两
条
链
为
模
板
转录
DNA
的
一
条
链
为
模
板
① 一个核糖体与mRNA的结合位点形成
2个tRNA结合位点。
② 翻译起点：识别到起始密码子，翻译开始
翻译终点：识别到终止密码子（不决定氨基酸），
翻译停止。
③ 翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
知识梳理
9. 常考图示解读
（1）上图反映的数量关系是 ___________________________
_______________________________________________。
（2）上图中翻译的方向是 ___________，
判断依据是 _______________________________。
（3）图中所示的翻译特点，其意义是
_____________________________________________。
（4）结果：合成多个氨基酸序列完全相同的多肽，
因为模板mRNA相同
一个mRNA分子上可结合多个
核糖体，形成多聚体核糖体，同时合成多条多肽链
从左到右
多肽链的长短，长的翻译在前
多肽链长的说明核糖体和mRNA是先结合的，翻译开始较早；
多肽链短的说明核糖体和mRNA是后结合的，翻译开始较晚
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
知识梳理
（2021·浙江卷）下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。
某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；
异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是(　　)
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质
和细胞核基质中
B
精题精练
中心法则
考点2
克里克
① ；②__________；③ ；
④____________；⑤____________。
转录
RNA的复制
RNA逆转录
DNA的复制
翻译
提出者：
补充后的内容图解：
知识梳理
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、 细菌、真菌等
3. 分别写出下列生物中心法则表达式
知识梳理
1. （2020·全国卷Ⅲ）关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，
错误的是(　　)
A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
B
精题精练
2. 新冠病毒是一种单链＋RNA(单股正链RNA)病毒，如下图
表示新冠病毒的增殖过程，下列叙述合理的是(　　)
A．①和②合成相同数量的RNA所需腺嘌呤的数量相同
B．③所需的模板、原料、核糖体均由宿主细胞提供
C．新冠病毒的＋RNA进入宿主细胞，先翻译后复制
D．①②过程的产物都可以作为子代病毒的遗传物质
C
精题精练
基因表达与性状的关系
考点3
（1）直接控制途径：
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
缺失3个
A=T
T=A
CFTR蛋
白结构
缬氨酸
镰刀状
溶血性贫血
1. 基因控制性状的途径
① 白化病致病机理图解
酪氨酸酶
黑色素
酪氨酸酶
不能将酪氨酸酶转化为黑色素
（2）间接控制途径：
1. 基因控制性状的途径
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
② 豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
DNA序列
淀粉分支酶
淀粉含量降低
蔗糖
皱粒
淀粉分支酶
圆粒
（2）间接控制途径：
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
一、知识梳理
3. 基因与性状的关系：
（1）一个基因控制一种性状（多数性状受单基因控制）
（2）一个基因控制多种性状（如基因间相互作用）
（3）多个基因控制一种性状（如身高、体重等）
（4）生物性状是基因和环境共同作用的结果。
基因型相同，表型可能不同。
4. 基因的选择性表达与细胞分化：
（1）生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同，而形态、结构和功能却各不相同。
（2）表达的基因的类型：
类型 合成蛋白质的类型 举例
在所有细胞中 都表达的基因 维持细胞基本生命活动所必需 核糖体蛋白基因、ATP合
成酶基因、呼吸酶基因　　
只在某类细胞中 特异性表达的基因 不是维持细胞基本生命活动所必需 卵清蛋白基因、
胰岛素基因
（3）细胞分化的本质是基因的选择性表达。
A．人体成熟的红细胞中只进行
①②过程而不进行③④过程
B．X1与X2的区别主要是
脱氧核苷酸排列顺序的不同
C．人体衰老引起白发的原因是
③④过程不能完成
D．上图反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物体的性状
考向一　分析基因对性状的控制方式，考查生命观念
P164 [典型例题1]　(2021·汕头二模)
下图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是(　　)
D
考向三　围绕基因的选择性表达，考查生命观念
P165 [典型例题4]　(经典高考题)分别用β珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶
(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞
中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴
性)。下列叙述不正确的是(　　)
A．在成红细胞中，
β珠蛋白基因处于活动状态，
卵清蛋白基因处于关闭状态
B．输卵管细胞的基因组DNA中
存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
细胞总RNA 探针 β珠蛋 白基因 卵清蛋 白基因 丙酮酸激酶基因
成红细胞 ＋ － ＋
输卵管细胞 － ＋ ＋
胰岛细胞 － － ＋
B
课时跟踪练19
5．(2021·广东一模改编)某蔬菜萌发的种子经诱变，导致编码淀粉分支酶的基因
转录出的mRNA上提前出现终止密码子，使细胞内淀粉合成不足，引起叶的
形态显著改变而成为新品种。下列叙述错误的是(　　)
A．生成mRNA的过程需要RNA聚合酶参与
B．变异的淀粉分支酶基因转录出的mRNA翻译所得肽链比原品种的短
C．新品种与原品种共用一套遗传密码
D．基因通过控制酶的结构直接控制生物的性状
D
表观遗传
考点4
一、知识梳理
1. 概念
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
2. 表观遗传现象：普遍存在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
3. 表观遗传的特点：
（1）DNA碱基序列没有改变。
如同卵双胞胎具有完全相同的基因，但在长大后性格、健康方面等会出现差异
（2）基因表达及表型改变，且可遗传。
如遗传物质完全相同的小鼠，其体毛具有不同颜色，这与基因的甲基化程度有关
（3）受环境影响
吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响
一、知识梳理
4. 调控原理：
（1）DNA甲基化
（2）构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰
5. 实例：
（1）柳穿鱼花形态结构的遗传
（2）某种小鼠毛色的遗传
（1）关于表观遗传的“变”与“不变”
① 不变：生物体基因的碱基序列保持不变。
② 变：基因表达和表型发生可遗传变化。
（2）基因的选择性表达与细胞分化
① 细胞分化的实质：基因的选择性表达。
② 细胞分化的“变”与“不变”。
a. 变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
b. 不变：DNA、tRNA、rRNA的种类。
（3）细胞分化的标志。
① 分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
② 细胞水平：形成不同种类的细胞，尤其是细胞器种类和数量有较大差异。
一、知识梳理
5. 注意：
A．DNA甲基化后会影响DNA的半保留复制从而抑制细胞分裂
B．DNA片段甲基化后会导致碱基对的排列顺序发生变化，因此性状也会发生改变
C．DNA甲基化产生的变异一定属于不利于生物的变异
D．DNMT3蛋白及其他细胞内的蛋白质的合成都是核糖体中完成的
P165[典型例题3](2021·辽宁模拟)
DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（如DNMT3蛋白)的作用下，在DNA某些
区域结合一个甲基基团(如图所示)。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结
构、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。这
种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。下列说法正确的是(　　)
D
谢谢
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