2027届高三一轮复习生物课件：第19讲基因的表达

课标内容　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。 第19讲　基因的表达 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。 基因的表达包括了转录和翻译两个过程。 核糖体 DNA 蛋白质 核孔 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 DNA(基因） 主要存在于细胞核中 蛋白质的合成 在细胞质中的核糖体上进行 信使 信使 在DNA和蛋白质之间存在一种中间物质充当信使，它就是RNA。 DNA 转录 蛋白质 翻译 mRNA rRNA tRNA 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 1.RNA的结构与功能 核糖核苷酸 蛋白质 氨基酸 密码子 核糖体 遗传物质 思考：RNA为什么适合作DNA的信使？ (1)它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基( C、G、A、U )共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。 (2)RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。 (3)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 基本单位都相同； 都是转录的产物； 都与翻译过程有关 例1.关于DNA和RNA的叙述，不正确的是（ ） A.ATP 和RNA的元素组成相同 B. RNA彻底水解后能生成6种小分子物质 C. tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 D. DNA有氢键，RNA没有氢键 D 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 思考： DNA的两条链都能转录吗？转录时，DNA链完全解开吗？ 2.转录 转录 概念 以DNA一条链为模板合成RNA的过程 时间 个体生长发育的整个过程。高度分化的细胞（除哺乳动物成熟红细胞），分裂间期的细胞 注：分裂期染色体高度螺旋不易解旋，不能为转录提供模板链 场所 主要：细胞核，其次细胞质（叶、线）也存在 碱基配对 A-U、T-A、G-C、 过程 条件 关于模板链： A T C G A G C G A G T C T T C G T C A A T C G A T G A C A T C G G C DNA U C G C U A G C mRNA1 mRNA2 2、基因的两条链中只有一条链是转录的模板链，不同的基因中到底哪条链是模板链不是固定不变的。（转录都是从模板链的3’--- 5’端） 1、转录的基本单位只是DNA链中的某个片段——基因； 基因1 基因2 a链 b链 说明： 3、转录时DNA上可以同时连多个RNA聚合酶，分别转录不同的基因，产生不同的RNA；同个基因也可通过多次转录产生多条相同的RNA 练1.DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小， RNA 聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入 mRNA （如图1)；如损伤较大，修复因子 Mfd 识别、结合滞留的 RNA 聚合酶，“招募”多种修复因子、 DNA 聚合酶等进行修复（如图2)。下列叙述正确的是（ ） A .图1所示的 DNA 经复制后有半数子代 DNA 含该损伤导致的突变基因 B .图1所示转录产生的 mRNA 指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C .图2所示的转录过程是沿着模板链的5’端到3’端进行的 D .图2所示的 DNA 聚合酶催化 DNA 损伤链的修复，方向是从 n 到 m ABD 转录过程 消耗能量 mRNA rRNA tRNA 注：局部解开，而非全部解开 解开部位：基因选择性表达的部位 小结：RNA聚合酶的作用 1.识别（启动子，开启转录）2.断氢键，解螺旋 3.形成磷酸二酯键，将核糖核苷酸连接成链 4.识别（终止子，终止转录） 注：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。 转录的条件（4） 模板 以DNA一条链为模板 原料 ４种核糖核苷酸 能量 ATP作为直接能源物质提供能量 酶 RNA聚合酶、不需要解旋酶 思考：根据翻译合成的肽链能否合成对应的mRNA?并分析原因 转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传地稳定性。 1、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有那些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有那些异同？ 转录的RNA碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。 11 例2.下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ） A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B ．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补 C ．同—细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 D．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 D 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 思考： mRNA 的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？ 翻译 概念 以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质（肽链）的过程 场所 只能在核糖体（装配机器） 注：没有核糖体时就不能进行翻译 哺乳动物红细胞在成熟后就不能再进行翻译，血 红蛋白、相关呼吸酶等应该在未成熟前就合成 碱基配对 A-U、U-A、G-C、 过程 条件 1、遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。 密码子 U C A U G A U U A 密码子 密码子 终止密码子： 、 __ 、____ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、 （ 种） ___（缬氨酸） 编码氨基酸的密码子______种 64 UAA GUG AUG UGA 61、62 UAG 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 1、遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。 密码子 U C A U G A U U A 密码子 密码子 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G 提示： AUG既可以编码甲硫氨酸，又是起始密码子 正常情况下UGA是终止密码子(不编码氨基酸)，特殊情况下编码硒代半胱氨酸。 GUG在原核生物中，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 。 终止密码子： 、 __ 、____ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、 （ 种） ___（缬氨酸、甲硫氨酸） 编码氨基酸的密码子______种或_____种 64 UAA GUG AUG UGA（硒代半胱氨酸） 61 UAG 62 绝大多数氨基酸都有几个密码子。 2.密码子的简并性 地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。 3.密码子的通用性 思考1：你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？ 思考2：根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？ ①增强密码子的容错性。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； ②密码子的使用频率。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。 说明当今生物可能有着共同的起源。 一种密码子决定一种氨基酸。 1.密码子的专一性 ：分析密码子的特性 3' 5' 结合氨基酸的部位 碱基配对 tRNA结构模式图 ①结构：三叶草状，单链结构 氨基酸结合位点 反密码子 注：tRNA有很多碱基，不只是3个， 只是构成反密码子部分的是3个。 ③种类： ②位点 61种 mRNA 5' 3' A C U 密码子 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA ④功能特点： 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 氢键 密码子和反密码子（参看课本p65页：密码子表） （1）密码子存在于________ 上，共有______ 种。决定氨 基酸的密码子有 ____种；终止密码子有___ 种，不决定氨基酸；起始密码子有___ 种，决定氨基酸。 （2）反密码子存在于________ 上，共有______种。 mRNA 64 61 3 2 tRNA 61 注：数量关系 1.一种氨基酸对应的密码子种类数为：______________ 2.一种密码子对应的氨基酸/ tRNA种类数为：________ 3.一种氨基酸对应的tRNA/反密码子种类数为：_______ 4.一种tRNA/反密码子对应的氨基酸种类数为：_______ 1种或多种 1种或0种 1种 1种或多种 翻译过程 mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密 码子 脱离 识别起始密码子2 AUG（甲）/GUG（缬） 按密码子加上对应氨基酸 终止密码子出现，翻译结束， 终止密码子可能有多个， 首先读到为准 3‘端 -OH连接氨基酸 注：翻译过程会用到3种RNA：mRNA、tRNA、rRNA作用 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 翻译的条件（5） 模板 以一条mRNA为模板 原料 20种氨基酸 能量 ATP作为直接能源物质提供能量 酶 如：促进氨基酸脱水缩合的酶 工具 tRNA 例3.翻译过程如图所示， 其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I )， 与密码子第3位碱基 A 、 U 、 C 皆可配 对。下列相关叙述正确的是（ ） A . tRNA 分子内部不发生碱基互补配对 B .反密码子为5'- CAU -3'的 tRNA 可转运多种氨基酸 C . mRNA 的每个密码子都能结合相应的 tRNA D .碱基 I 与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性 √ 图说三种翻译过程模型： ①图甲翻译模型分析： a．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为________________________________。 b．一个核糖体与mRNA的结合部位形成 _____个tRNA结合位点。 c．翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 d．翻译终点：识别到终止密码子(通常不决定氨基酸)翻译停止。 e．翻译进程：________沿着mRNA移动，mRNA不移动。 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 思考：起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？ 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。 tRNA、核糖体、mRNA、多肽链 2 核糖体 a．图乙中，1、2、3分别为 b．数量关系： c．目的意义： d．方向： e．结果： ②图乙翻译模型分析： mRNA、核糖体、多肽链。 一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 合成多个氨基酸序列完全相同的多肽，因为模板mRNA相同。 思考：如何快速高效地进行翻译呢？ 翻译能够精确进行的原因是什么？ 一个基因可以转录生成多个相同的mRNA；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 ①mRNA为翻译提供了精确的模板；②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 正在合成的肽链 核糖体 mRNA （1）如何快速高效地进行翻译呢？ 一个基因可以转录生成多个相同的mRNA； 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 （3）翻译能够精确进行的原因是什么？ （4）翻译合成的肽链就具有相应的生物学功能吗？ 不具有，还需要加工。 ①mRNA为翻译提供了精确的模板； ②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 （2）多条肽链的氨基酸序列是否相同？ 相同，因为其模板相同。 【思考1】 多聚核糖体现象 遗传信息的翻译 “两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图 (2)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？ 提示　 DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA，也有部分遗传信息的转录过程。 (1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要解旋酶吗？ 提示　不需要，RNA聚合酶也有解旋功能。 (3)图中翻译方向如何？判断依据是什么？ 提示　方向为从左向右；判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 (4)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？ 提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 (5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？ 提示　翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。 (6)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？ 提示　翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。 (7)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？ 提示 转录时只能以基因的一条链作为转录的模板。不同基因的模板链不一定相同 复制、转录和翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质(核糖体) 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 原则 A－T、G－C T－A、A－U、G－C A－U、G－C 结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、RNA 蛋白质 信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 归纳整合 （1）.DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝ 6∶3∶1。 基因表达中的相关数量关系 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 基因表达中的相关数量关系 （2）.关注计算中“最多”和“最少”问题 不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 1.RNA的结构与功能 2.转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 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转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 ④起始密码子和终止密码子两侧也不决定氨基酸。 ⑤合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。　　　 典例：科学家建立了一个蛋白质体外合成体系(含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液)。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后，发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是(　　) A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板 B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体 C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸 D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸 C C 如图为细胞中遗传信息的传递过程，下列有关叙述正确的是(　　) A.图①过程为遗传信息的复制，在人体的所有细胞中都可能发生 B.图②过程为遗传信息的转录，需要四种脱氧核糖核苷酸作为原料 C.图③过程为遗传信息的翻译，最后得到的三条多肽链的结构相同 D.图④过程为染色体上基因的表达，需要多种RNA和多种酶的参与 图1为某果蝇染色体上与白眼基因S有关的示意图，图2为该染色体上相关基因转录的过程示意图。下列相关叙述错误的是 A.该果蝇体细胞中可能没有与S基因相对应的等位基因 B.图2与图1中不同的碱基配对方式是A－U C.由图2可知，一个DNA上不同基因的转录模板可能不同 D.S基因若发生图2过程，催化该过程酶的结合位点在图1的Ⅰ区段 √ 如图所示为某生物的基因表达过程。叙述不正确的是 A.该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋 解开 B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有 102个氧原子 C.RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对 D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等 √ （3）研究遗传信息的传递过程时，能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列， 而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列，理由是　　。 （1）噬菌体内不能发生图1所示过程，原因是　　． （2）若①所示的分子中有1000个碱基对，则由它所控制形成蛋白质中的氨 基酸种类最多不超过　　 A． 55 B． 64 C． 111 D． 20 噬菌体内没有完成该过程所需的核糖体、原料、能量、酶等条件 D 密码子具有简并性　、　终止密码子不编码氨基酸 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 五、中心法则及基因与 性状的关系 1. 中心法则 1.中心法则 (1)提出者：________。 (2)补充后的内容图解 ①DNA的复制；②______；③翻译；④__________；⑤________。 克里克 转录 RNA的复制 逆转录 判断： 1.中心法则中，所有过程会有氢键的生成与断裂。（ ） 2.①④过程都有2种碱基配对方式， ②⑤过程都有3种配对方式， ③过程没有配对。 （ ） √ × （3）.各种生物遗传信息的传递途径 ①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递： ________________________。 ②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息 的传递：________________。 ③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的 传递：__________________________________。 (4)高度分化的细胞遗传信息的传递：______________________________________________________。 神经元、叶肉细胞、口腔上皮细胞等 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 五、中心法则及基因与 性状的关系 1. 中心法则 注：1.并不是所有RNA病毒都具有逆转录酶。 2.并不是所有的生物都具有5条中心法则，有的细胞1条都不具有。 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 五、中心法则及基因与 性状的关系 1. 中心法则 2.基因表达产物与 性状的关系 2.基因表达产物与性状的关系 (1)基因控制性状的两种途径 蛋白质的结构 酶的合成 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 五、中心法则及基因与 性状的关系 1. 中心法则 2.基因表达产物与 性状的关系 (2)基因对性状的控制实例(连线)（P69） 1、上述实例均由基因突变所引起，其中①为增添，③为缺失， ④为替换 2、基因突变后变为其等位基因，故等位基因实质上的差异是： 脱氧核苷酸的排列顺序不同 3、白化病：黑色素相关的酪氨酸酶不能合成， 白发：酪氨酸酶数量未变，酶的活性降低 3.基因与性状间的对应关系 提醒　生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同，基因型不同，表现型也可能相同。 一个基因 一个基因 多个基因 环境条件 基因与环境 19讲 基因指导蛋白质合成 一、遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.密码子 2.工具——tRNA 3.过程 4.条件 三、重要的模型 四、表达中的相关数量 关系 五、中心法则及基因与 性状的关系 1. 中心法则 2.基因表达产物与 性状的关系 3. 基因与性状间的对应关系 典例：新型冠状病毒仍在肆虐全球，新型冠状病毒遗传信息的传递与表达过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.新冠病毒的增殖需宿主细胞DNA指导合成的RNA聚合酶参与 B.新型冠状病毒RNA是通过RNA聚合酶以RNA为模板合成的 C.－RNA上结合多个核糖体后在较短时间内会合成大量病毒蛋白 D.＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中嘌呤与嘧啶的比值相等 E.在固体培养基上，我们可以直接培养，纯化新冠病毒 B 思考：+RNA有哪些作用？ 1.作遗传物质，指导-RNA的形成；作为翻译的模板 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。 定义 存在时期 类型 表观 遗传 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。 特征 ②非编码RNA干扰（例如miRNA） ①DNA甲基化修饰 ③组蛋白甲基化、乙酰化等 可遗传性、可逆性、DNA不变 42 多数情况下，基因甲基化后会结合很多其他蛋白质来帮助关闭基因，防止RNA聚合酶结合到启动子上，从而阻止mRNA的生成，导致基因沉默，进而影响细胞的分化和功能。 二、改变了的表型有些可以遗传 ——DNA的甲基化 调控方式1• 表观遗传类型1 【学习任务 】表观遗传的主要类型 DNA甲基化转移酶 去甲基化酶 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 CpG二核苷酸序列 5-甲基胞嘧啶（5-mC） 有丝分裂的分裂期，HDAC复合物使组蛋白去乙酰化，染色质凝缩成为非活性染色质，无转录活性，无法为转录提供模板，抑制了基因的转录。 凝缩（不利于转录） 松散（利于转录） 组蛋白乙酰化酶 组蛋白去乙酰化转移酶 运用图示机制推测有丝分裂的分裂期基因转录水平低的原因。 原核细胞也存在图示类型的表观遗传调控吗？理由是 。 无与组蛋白结合的染色体 ——组蛋白的修饰 调控方式1• 表观遗传——类型2 调控方式1• 表观遗传类型2 【学习任务 】表观遗传的主要类型 资料3： 表观遗传调控机制—— ——RNA干扰 资料4：导致基因静默的RNA主要有三种：miRNA、siRNA、piRNA，这三种RNA分子都能通过不同的机制实现基因沉默。miRNA作用机制如下: DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 调控方式1• 表观遗传类型3 【学习任务 】表观遗传的主要类型 45 据图分析： 1.图中基因表达的哪个过程受到干扰? 2.请问RNA介导的基因沉默，碱基序列有没有改变？ （填“有”或 “没有”），是否属于 （填“属于”或 “不属于”）表观遗传，理由是： 表观遗传调控机制———— RNA干扰 调控方式1• 表观遗传类型3 Dicer酶切割 属于 RNA 介导的基因沉默可以遗传给子代，基因的碱基序列不变。 翻译 没有 总结 生物体在适应环境的过程中，在基因表达水平上做出应答的分子机制，就称之为基因表达的调控。 RNA水平 转录水平调控 蛋白质水平 基因丢失 基因扩增 基因重排 甲基化修饰 染色质的结构状态 DNA水平 翻译过程 蛋白质的稳定性 翻译后加工 mRNA稳定性 mRNA向胞浆转运 RNA的转录后加工 基因表达调控的类型 正是因为基因表达过程中精细的调控，细胞才能处于有序的状态，生物才能更好的适应环境。 经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 调控 环境 影响 影响 2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传 1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 课堂小结 影响 酶→代谢 结构蛋白 基因的诱导与阻碍 诱导基因在特定环境中表达增强的过程——诱导 阻遏基因表达产物水平降低的过程——阻遏 $