第04讲 基因的表达-【寒假逆袭超前学】2023年高一生物寒假预习讲义（人教版2019必修2）

第4讲 基因的表达 【学习目标】 1.通过学习基因的转录和翻译过程，明确遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质的事实，认同生命是物质、能量和的统一体，培养学生的理解、分析、归纳、构建模型等能力，达成对生命观念、科学思维和社会责任等核心素养的提升。 2.基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，刚明生物界的统一性，认同当今生物可能有着共同的起源，次成学思维、系统观等的提升。 3.通过了解中心法则的提出和修正过程，以及表观遗传的发现等，培养学生分析问题、解决问题的能力，认同科学是不断发展的科学概念是在不断更新或修正的，人们对自然界的探究永无止境。 4.通过了解基因与性状之间关系的复杂性，认同生物学中因果关系的复杂性，学习和研究生物学需要摒弃简单机械的线性决定论的思维模式，尝试对复杂事物进行多角度、多元素的分析，提高生命观念、科学思维等素养。 【基础知识】 一、遗传信息的转录 1．RNA的结构及种类 (1)基本单位及组成 ①磷酸；②核糖；③碱基：A、U、G、C；④核糖核苷酸。 (2)空间结构：一般是单链，且比DNA短。 (3)RNA与DNA的比较 比较项目 DNA RNA 组成单位 基本组成单位不同 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖不同 脱氧核糖 核糖 碱基不同 特有的是胸腺嘧啶(T) 特有的是尿嘧啶(U) 结构不同 规则的双螺旋结构 一般为单链 2．转录：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程 3. DNA复制、转录与翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 时间 分裂前的间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸 产物 DNA RNA 肽链 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 三、中心法则 1．提出者：克里克。 2．完善后的内容 ①DNA的复制：遗传信息从DNA流向DNA。 ②转录：遗传信息从DNA流向RNA。 ③翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质。 ④RNA的复制：遗传信息从RNA流向RNA。 ⑤逆转录：遗传信息从RNA流向DNA。 3．生命是物质、能量和信息的统一体 (1)DNA、RNA是信息的载体。 (2)蛋白质是信息的表达产物。 (3)ATP为信息的流动提供能量。 四、基因表达产物与性状的关系 1．间接途径：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。 (1)途径：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。 (2)举例 ①豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大； 皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱→淀粉分支酶异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。 ②人白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。 2．直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (1)途径：基因蛋白质的结构生物体的性状。 (2)举例 囊性纤维化：编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。 五、基因的选择性表达与细胞分化 1．基因类型 (1)在所有细胞中都能表达的基因：指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 (2)只在某类细胞中特异性表达的基因：如卵清蛋白基因、胰岛素基因。 2．细胞分化的本质：基因的选择性表达。 3．细胞分化的结果 由于基因的选择性表达，导致来至同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。 六、表观遗传及基因与性状的对应关系 1．表观遗传 (1)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，叫作表观遗传。 (2)表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 (3)表观遗传的类型有DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。 (4)实例：蜂王和工蜂。 2．基因与性状间的对应关系 (1)基因控制生物体的性状 (2)生物体的性状还受环境条件的影响。 (3)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。 【考点剖析】 考点一　遗传信息的转录 1．下列哪项是DNA和RNA共同具有的(　　) A．双螺旋结构 B．脱氧核糖