资源简介

(共40张PPT)
第1课时 遗传信息的转录和翻译
第29讲 基因的表达
学习目标：
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成
动子区域会有比较特定的碱基序列 ，这段比较特殊的碱基序列，会被一些叫做转录因子（Transcription
factors, TFs ）的蛋白质识别。
在细胞感受到外界环境刺激时，这些转录因子，就会去识别以及结合这段特定的碱基序列。激活基因的表
达。
比如，上图白色的东东，就可以看做是TF，TF结合到启动子上的特定序列以后，召集各种翻译所需要的蛋
白（主要是转录酶，黑紫色东东），然后mRNA(紫色链状)就从DNA（蒂芙尼蓝色双链）上转录下来
一、RNA的结构和功能
核糖核苷酸
蛋白质
氨基酸
密码子
核糖体
遗传物质
一、RNA的结构和功能
提醒　DNA和RNA的区别
(1)正确判断DNA和RNA
①含有碱基T或脱氧核糖 DNA；
②含有碱基U或核糖 RNA。
(2)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在进行DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。
二、遗传信息的转录
(1)概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以______________为模板，合成RNA的过程。
[提醒]　以基因为单位进行，在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录。不同的基因转录使用的模板不一定在DNA的同一条链上。
(2)场所：主要在________中，在________中也能发生转录过程。
DNA的一条链
细胞核
细胞质
游离的核糖核苷酸
RNA
mRNA
（3）过程
[提醒]　真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
三、遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)场所：核糖体。
mRNA
（3）过程：
核糖体
tRNA
核糖体
终止密码子
四、遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
结合氨基酸的部位
反密码子
5
3
tRNA
P
OH
A
C
A
5
3
mRNA
共64种
共61种
四、遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①密码子有64种，其中AUG既可以编码__________，又是起始密码子；GUG在_________中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸；在其他情况下，它编码缬氨酸；UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可以编码_______________。
②一种密码子只能决定 氨基酸，一种tRNA只能转运 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。
甲硫氨酸
原核生物
硒代半胱氨酸
一种
一种
3.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
提醒　实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
②在基因片段中，有的片段(如非编码区)起调控作用，不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。
典例1．(2022·重庆一中调研)如图为蛋白质合成示意图(图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，下列说法正确的是(　　)
A.若③上的某一个碱基发生了改变，一定会引起生物性状的改变B.组成②的单体是核糖核苷酸C.该图表示翻译过程，丙氨酸的密码子是CGAD.若合成蛋白质的基因中有3 000个碱基对，则合成的蛋白质中最多有氨基酸500个
D
深挖教材
（1）（P67 思考·讨论）密码子具有简并性，你认为这对生物的生存有何意义？试分析：_______________________________________________________。（2）(教材必修2 P69“拓展应用”)红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，其中，红霉素影响 过程，环丙沙星影响 过程，福利平影响 过程。
提示：在一定程度上能防止由于碱基改变而导致的遗传信息的改变，有利于保持蛋白质(或生物性状)的稳定性
提示：翻译、DNA复制、转录
长句应答
（1）根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
.（2）水母荧光基因通过基因工程能在小鼠体内表达，原因是 。
提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸(在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸)，但一种氨基酸可以有多种密码子。
提示：所有生物共用一套遗传密码
考向预测.高考真题
(2021·湖南卷改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述中错误的是( 　)
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
D
课后作业
1．下图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，请据图分析，下列叙述不正确的是(　)A．X为RNA聚合酶B．图中最多含5种碱基、8种核苷酸C．过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行D．b部位发生的碱基互补配对方式可有T—A、A—U、C—G、G—C
C
真核生物：
先转录，后翻译
DNA
mRNA
边转录边翻译
原核生物：
拓展 真核细胞与原核细胞转录与翻译的区别
2.如图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙两图所示生理过程都需要解旋酶和DNA聚合酶B.甲、乙两图所示生理过程中，所需模板完全相同
C.乙、丙两图表示的是核基因遗传信息的表达过程
D.甲、乙、丙三图所示生理过程中，原料不同，碱基配对情况完全相同
C
3.(2022·湖北咸宁高三月考)病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下面说法不合理的是(　　)
A．＋RNA上至多含有64种密码子B．物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体
C．过程①②分别是指逆转录和转录D．若EV71的＋RNA含有1 000个碱基，其中碱基C和G占400个，以该＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基A和U 1 200个
C
4.右图为mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图，据图回答问题：(1)上图反映的数量关系是________________________。(2)上图中翻译的方向从____向____，判断依据是________________________。(3)图中所示的翻译特点，其意义是________________________。
答案：(1)一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链(2)左　右　多肽链的长短，长的翻译在前(3)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
第2课时 中心法则及基因表达与性状的关系
第29讲 基因的表达
学习目标：
(1)概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。
（2）概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。
一、中心法则
(1)总表达式
①DNA的复制；②________；③翻译；④___________；⑤___________。
转录
RNA的复制
RNA逆转录
一、中心法则
(2)分别写出下列相关中心法则表达式
①写出噬菌体等病毒的中心法则
_________________________________ 。
②写出烟草花叶病毒等病毒的中心法则
________________________ 。
③写出HIV等病毒的中心法则
___________________________________________ 。
一、中心法则
④写出洋葱表皮细胞内的遗传信息传递方式
__________________________。
⑤写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递方式
_______________________________ 。
提醒　高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。
“三看法”判断中心法则各过程
　　　都遵循碱基互补配对的原则
二、基因控制性状的途径
实例1：豌豆的圆粒与皱粒
基因
酶
代谢过程
性状
编码淀粉分支酶的基因正常
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高
淀粉含量高，有效保持水分
打乱了编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶不能正常合成
蔗糖不能合成为淀粉，淀粉含量降低
淀粉含量低，失水皱缩
编码淀粉分支酶的基因
外来DNA
插入
二、基因控制性状的途径
实例2：人的白化病
基因
酶
代谢过程
性状
控制酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素
缺乏黑色素而表现为白化病
控制酪氨酸酶的基因正常
酪氨酸酶合成
酪氨酸能转化为黑色素
含有黑色素表现正常
控制血红蛋白的基因正常
血红蛋白结构正常
正常红细胞
血红蛋白基因碱基序列发生改变
血红蛋白蛋白结构异常
红细胞形状变为镰刀状，易破裂
使人患溶血性贫血
镰刀型细胞贫血病
基因
蛋白质结构
功能
性状
表现正常
二、基因控制性状的途径
二、基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
蛋白质的结构
酶的合成
代谢过程
三、基因与性状间的对应关系
(1)大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
①一个基因 ________性状。
②一个基因 ________性状(如基因间相互作用)。
③多个基因 ________性状(如身高、体重等)。
④生物体的性状也不完全是由基因决定的，________对性状也有着重要影响。
(2)基因与基因、基因与__________________、基因与________之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
一种
多种
一种
环境
基因表达产物
环境
保持不变
甲基化
四、表观遗传
深挖教材
（1）(必修2 P73思考·讨论T3)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？_______________________________________________________________。（2）(必修2 P74批判性思维)你如何评价基因决定生物体的性状这一观点？___________________________________________________________________________________。（3）(教材必修2 P72“思考·讨论”)表格中3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
提示：DNA甲基化修饰可以遗传给后代。基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状
提示：要客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果
提示：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
长句应答
1．囊性纤维化的发病原因说明了基因控制生物体性状的途径之一是____________________________________________________________________________________。2.同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。原因是_______________________________________________________。
提示：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
提示：基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响
3.典例分析
典例1、下图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是(　　)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
D
典例2、(2020·重庆模拟)柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。A、B两株柳穿鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基)，开花时不能表达，从而导致A、B植株的花明显不同。将A、B植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A相同，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A相同，少部分植株的花与植株B相同，科学家将这种特殊的遗传方式称作表观遗传。据此判断，下列有关说法错误的是(　　)A．上述柳穿鱼的杂交情况说明植株B的Lcyc基因发生了隐性突变B．细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会导致生物的性状发生差异C．表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变D．基因组成完全相同的同卵双胞胎具有的微小差异可能与表观遗传有关
A
考向预测.高考真题
(2020·全国卷Ⅲ，1)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
课后作业.巩固提高
1．(2021·安徽六校二联)如图是中心法则示意图，下列相关叙述错误的是 (　　)
A．果蝇精原细胞的基因突变主要发生在a过程B．洋葱根尖细胞的b过程可以发生在细胞核和线粒体中C．c、d过程所需的原料分别是氨基酸、脱氧核苷酸D．d、e过程可分别发生在HIV和烟草花叶病毒体内
D
2．(2022·山东菏泽高三月考)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的是(　　)A．花的颜色由多对基因共同控制B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢C．生物性状由基因决定，也受环境影响D．若基因①不表达，则基因②和基因③不表达
D
3．(2022·山东烟台模拟)在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆才能发育成蜂王，大多数幼虫以一般的蜂蜜为食而发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图1所示，图2是被甲基化的DNA片段。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫不取食蜂王浆也可直接发育成蜂王。下列分析错误的是(　　)
A．蜂王浆的作用可能是抑制DNMT3基因的表达B．胞嘧啶甲基化可能会干扰RNA聚合酶与DNA结合，从而影响DNA复制C．DNA甲基化后不会改变遗传信息，但可能会改变生物性状D．敲除DNMT3基因与取食蜂王浆对幼虫发育有相同的作用
B
4．(2021·山东日照期中)SARS－CoV－2是单股正链(＋RNA)病毒，外被囊膜，囊膜上有与入侵宿主细胞密切相关的多个蛋白质。如图表示SARS－CoV－2侵入人体细胞以及在细胞中的增殖过程。请回答下列问题：
(1)由图可知，SARS－CoV－2通过囊膜表面的蛋白质与宿主细胞膜上的_________结合后，通过细胞的______作用进入细胞。(2)过程③表示　　　　，该过程除了需要图中所示的物质外，还需要宿主细胞提供　　　　　　　　；据图分析，该过程的产物的功能是________________________________________________________________。
特异性受体
胞吞
翻译
氨基酸、tRNA和能量
一是参与RNA复制，二是参与构成子代病毒蛋白质外壳和囊膜
(3)目前，研究人员已经筛选获得了一些对SARS－CoV－2有抑制作用的药物，其中一种是核苷酸类似物，其作用原理是在病毒进行核酸合成时被整合进病毒的核酸，这类药物主要抑制图中的　　　过程(填序号)，参与该过程的酶与宿主细胞自身的RNA聚合酶在行使功能时的区别是_______________________________________________________________________________________________________。
⑤⑥
参与该过程的酶与RNA结合，宿主细胞的RNA聚合酶与DNA结合(或宿主细胞的RNA聚合酶需要与启动子结合)

展开更多......

收起↑