内容正文:
第3讲 基因的表达
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命观念
通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传。
科学思维
结合DNA双螺旋结构,阐明DNA分子转录、翻译的过程。
社会责任
通过掌握某药物的作用机理,及有关中心法则的内容,形成关注社会,关注人类健康的理念。
考点1 基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
(1)概念: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,这一过程叫作转录。
(2)场所:主要是 细胞核 ,在 叶绿体 、 线粒体 中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物: 信使RNA 、 核糖体RNA 、 转运RNA 。
3.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器: 核糖体 。
(2)条件
(3)过程
(4)产物:多肽蛋白质。
4.中心法则
(1)提出者: 克里克 。
(2)补充后的内容图解:
①DNA的复制;② 转录 ;③翻译;④ RNA的复制 ;⑤ RNA逆转录 。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体。
在遗传信息的流动过程中, DNA、RNA 是信息的载体, 蛋白质 是信息的表达产物,而 ATP 为信息的流动提供能量。
1.少数RNA具有生物催化作用。(√)
2.真核生物的tRNA呈三叶草结构。(√)
3.与DNA相比,RNA特有的物质是核糖和尿嘧啶。(√)
4.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。(×)
5.转录和翻译过程都存在T-A、A-U、G-C碱基配对方式。(×)
1.(必修2P66“相关信息”)在蛋白质的翻译过程中遗传信息是由tRNA和rRNA流向蛋白质的吗?
答案:tRNA和rRNA参与蛋白质的合成过程,但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质。
3.(必修2P67“思考与讨论”)密码子的简并对生物的生存发展有什么意义?
答案: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。
1.常考图示解读
2.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2) 明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性),可由一种或几种tRNA转运。
②除终止密码子外,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终止密码子并非不能编码氨基酸,如UGA在特殊情况下,可以编码硒代半胱氨酸。
④在原核生物中,GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
3.“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
1.(长句应答)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,但每种细胞中只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?
答案:这一事实说明,细胞中并不是所有的基因都表达,基因的表达存在选择性。
2.(情景探究)观察下面两种模型并解读:
(1)两图显示的是何种生理过程?它们有何差异?
(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程,图1还是图2?判断依据是什么?
(3)两图中a~f分别是什么物质或结构?
答案:(1)图示过程为转录和翻译,两图的区别在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异,即转录在细胞核,时间在前;翻译在核糖体,时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。
(2)图2;大肠杆菌为原核生物,其转录与翻译是同时进行的,只能进行图2过程不能进行图1过程(图1在细胞核中转录,在细胞质中翻译)。
(3)a~f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。
◆[提升点1] 信息提取能力和读图能力
1.如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析,下列叙述中错误的是( )
A.图1细胞中没有核膜围成的细胞核,可以边转录边翻译
B.两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C.真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D.图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
解析:B [图1细胞没有以核膜为界限的细胞核,属于原核细胞,可以边转录边翻译,A正确;图1细胞是原核细胞,没有线粒体,B错误;真核生物细胞核DNA中的遗传信息通过转录传递到mRNA中,mRNA必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板,C正确;图示表示遗传信息的转录和翻译过程,遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质,D正确。]
2.(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B.a链上任意3个碱基