第4章 基因的表达基础知识2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2

“壹佰”只为需求和品质而生 概念3 遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.1.4 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，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 3.1.5 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、基因指导蛋白质的合成 1. RNA的结构与分类 1.1 元素组成：C、H、O、N、P 磷酸 1.2 基本单位：(4种) 核糖核苷酸 含氮碱基：A、U、C、G 核糖 信使RNA(mRNA)：蛋白质合成的模板 1.3 种类及功能 转运RNA(tRNA)：识别并转运氨基酸 核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组成成分 2. 转录 2.1 概念：在细胞核（主要）中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 2.2 过程： ①解旋：在RNA聚合酶的作用下，DNA双链解开，碱基暴露出来； ②合成：细胞中游离的核糖核苷酸与模板链上暴露的碱基进行互补配对（A-U、T-A、G-C、C-G），与模板链配对的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下依次连接，形成一个RNA； ③释放：RNA从模板链上释放，DNA恢复双链。 3. 翻译 3.1 概念：在细胞质的核糖体中，以mRNA为模板，以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。场所为核糖体，搬运氨基酸的工具为tRNA，信息传递方向为mRNA——〉一定氨基酸顺序的蛋白质。 3.2 密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有62种。密码子特点：专一性（一个密码子只能决定一种氨基酸）、简并性（一种氨基酸一般可以对应几种密码子）、通用性（所有生物共用一套密码子）。 3.3 tRNA：每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸，它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，叫反密码子，理论上tRNA共有62种。 二、中心法则 1. 由克里克提出，总结了遗传信息传递的一般规律。遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。之后科学家又对其进行了补充，中心法则图解如下： （1）各过程名称：① DNA复制 ；② 转录 ；③ 翻译 ； ④ RNA复制 ； ⑤ 逆转录 。其中过程⑤需要 逆转录 酶。 （2）在正常细胞中能发生 ①②③ 过程， ④⑤ 过程只能发生在被 RNA病毒 感染的宿主细胞中。由遗传信息的流动过程可知，生命是物质、能量和信息的统一体。 （3）中心法则各过程都遵循 碱基互补配对 原则。 2. 中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 条件 场所 模板 原料 能量 酶 其他 DNA复制 DNA→DNA DNA的两条链 脱氧核糖核苷酸 ATP 解旋酶 DNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA→RNA DNA的一条链 核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA→蛋白质 mRNA 氨基酸 ATP 多种酶 tRNA核糖体 核糖体 RNA复制 RNA→RNA RNA 核糖核苷酸 ATP RNA复制酶 RNA病毒感染 的 宿主细胞 逆转录 RNA→DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 ATP 逆转录酶 三、基因表达产物与性状的关系 1.基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制 蛋白质 的合成来实现的，有两条途径： （1）间接控制：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。 实例：皱粒豌豆的形成机制、白化病症状的形成。 （2）直接控制：基因通过控制 蛋白质的结构 直接控制生物体的性状。 实例：囊性纤维化疾病 四、基因的选择性表达与表观遗传 1. 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。 2. 表观遗传是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。 3. 基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。 4. 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 1.教材必修2 P70生物科学史话“遗传密码的破译”:为什么要去除细胞提取