2026届高三生物一轮复习课件：基因的表达

第五章 遗传的分子基础 [第五讲：基因的表达] 课标要求：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体现。 基因控制生物性状 指导 合成 蛋白质 体现者 基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。 基因是怎样指导蛋白质的合成呢？ DNA 核糖体 ？ 考点一：RNA的结构与功能 核糖核苷酸 蛋白质 密码子 核糖体 遗传物质 携带，传递遗传信息 储存遗传信息 ①能携带遗传信息。②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中 为什么RNA适合做信使？ 考点二：遗传信息的转录 通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。 ①RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 ②游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 ③在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 ④合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的 5’ 3’ 模板链 3’端启动子 连接在3’端 转录 （mRNA释放，DNA双链恢复） DNA分子 主要在细胞核 四种核糖核苷酸 基因的一条链（供转录的那一条） ATP、RNA聚合酶 A-U、T-A、G-C、C-G DNA→mRNA 场所： 原则： 模板： 条件： 遗传信息传递方向： 时间： 活细胞新陈代谢过程中 mRNA 转 录 （线粒体、叶绿体） 考点二：遗传信息的转录 考点三：遗传信息的翻译 密码子（共64个） 种类 起始密码子 普通密码子 终止密码子 3种，UAA、UGA、UAG,不编码氨基酸 2种，AUG、GUG，也编码氨基酸 59种,只编码氨基酸 ①正常情况下UGA是不编码氨基酸，特殊情况下编码硒代半胱氨酸。 ②真核生物用AUG作为起始密码子，原核生物还可用GUG作为起始密码子，此时编码甲硫氨酸 mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子 1.密码子的概念和特点 考点三：遗传信息的翻译 1. 密码子的概念和特点 绝大多数氨基酸都有几个密码子 1)密码子简并性 几乎所有的生物都共用一套密码子 2)密码子通用性 3)相邻的密码子无间隔、不重叠 ①由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸; ②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。 当今生物可能有着共同的起源。 考点三：遗传信息的翻译 2. 反密码子与tRNA 氨基酸结合位点 反密码子环 一种tRAN只能识别并转运一种氨基酸 大本P167 多种密码子对应同一个反密码子，提高翻译的速率！ 考点三：遗传信息的翻译 3. 翻译的过程 ①mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。 ②携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。 ③甲硫氨酸与该氨基酸形成肽键，甲硫氨酸转移到位点2的tRNA上。 ④核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成 随着核糖体的移动直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止 2个tRNA的结合位点 4. 多聚核糖体 考点三：遗传信息的翻译 5’ 3’ 5’ 3’ 1. 合成的多肽链完全相同； 2. 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。 5. 真核生物与原核生物基因表达对比 考点三：遗传信息的翻译 大本P166 DNA RNA RNA聚合酶 考点三：遗传信息的翻译 5. 真核生物与原核生物基因表达对比 大本P166 项目 DNA复制 转录 翻译 时间 分裂间期 生物个体发育的整个过程中 场所 　主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体 核糖体 模板 DNA的两条链 基因的一条链 mRNA 原料 　4种脱氧核糖核苷酸 　4种核糖核苷酸 氨基酸 酶 　解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 产物 2个双链DNA 1个单链RNA 多肽链 模板 去向 分别进入两个子代DNA分子中 　恢复原样，重新组成双螺旋结构 　水解成单个核糖核苷酸 产物 去向 两个子代DNA在细胞分裂过 程中分别进入两个子细胞中 　转录产物mRNA 与核糖体结合 翻译产物多肽链经盘曲折叠 形成特定的空间结构,到达细 胞各个需要的部位发挥功能 特点 边解旋边复制，半保留复制 　边解旋边转录 一个mRNA上可相继结合多个核 糖体，同时进行多条肽链的合成 碱基互 补配对 A—T,T—A,C—G,G—C 　A—U,T—A,C—G,G—C A—U,U—A,C—G,G—C 意义 复制遗传信息,使遗传 信息从亲代传递到子代 　表达遗传信息,使生物体表达出各种遗传性状 考点四：中心法则 1957年 克里克提出中心法则：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 少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA或RNA流向DNA 生命是物质、能量和信息的统一体 逆转录和RNA复制通常发生在RNA病毒中，一般认为正常细胞不发生逆转录和RNA复制。 考点四：中心法则 HIV病毒入侵与繁殖过程 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 考点四：中心法则 生物种类 遗传信息的传递过程 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA复制病毒 逆转录病毒 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 翻译 蛋白质 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 各类生物遗传信息传递过程 高度分化的细胞不进行DNA复制，如：神经元，浆细胞，叶肉细胞等 课本 P69 说出①环丙沙星、②红霉素、③利福平的具体杀菌机制。 抗菌药物 抗菌机理 环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶的活性 红霉素 能与细菌细胞中的核糖体结合 利福平 抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性 ① 环丙沙星通过抑制细菌DNA解旋酶活性进而抑制DNA复制； ② 蛋白质的合成场所是核糖体，红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合，从而导致细菌蛋白质的合成过程受阻； ③ 利福平通过抑制RNA聚合酶活性进而抑制结核杆菌的转录，从而导致其无法合成蛋白质。 第五章 遗传的分子基础 [第六讲：基因的表达与性状的关系] 事实1： 基 因 酶 性 状 结论： 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。 考点一：基因表达产物与性状的关系 考点一：基因表达产物与性状的关系 课本P78 如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸症均为人类遗传病，其中苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢异常造成苯丙氨酸在血液中大量积累，使患者尿液中苯丙酮酸含量远高于正常人。尿黑酸症是由于尿黑酸在人体中积累使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色。 思考：1.苯丙酮尿症、白化病和尿黑酸的直接病因是什么？根本原因呢？ 2.上述事例体现出基因是通过什么途径控制生物的性状？ 事实2： CFTR基因缺失了3个碱基 患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，造成肺部感染 CFTR蛋白结构异常，导致CFTR转运氯离子的功能异常 CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，氨基酸顺序异常 囊性纤维化的形成机制 基 因 结构蛋白 蛋白功能 生物的性状 结论： 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 考点一：基因表达产物与性状的关系 考点二：表观遗传 追根溯源 DNA的甲基化 Avy基因甲基化如何影响表达? 白色：未甲基化黑色：甲基化 F1小鼠（Avya） 部分碱基甲基化修饰抑制了基因的表达 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.74(fixed_gap:False) $