高三一輪復(fù)習(xí)生物：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件

第四章

基因的表達(dá)

第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

高中生物《遺傳與進(jìn)化》

中心法則與遺傳密碼子的破譯

克里克(

F.Crick，1916

~

2004

)

尼倫伯格(

M.W.Nirenberg，1927

~

2010

)

克里克在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立以后，就投身于遺傳密碼的破譯研究。當(dāng)時DNA上的遺傳信息傳遞給RNA的過程已經(jīng)研究清楚，但是RNA如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成仍然是一個謎團(tuán)。

克里克的研究團(tuán)隊利用特定的化學(xué)試劑分別去除噬菌體DNA的一個、兩個或三個核苷酸后，觀察基因能否被正確的讀取。實驗結(jié)果表明：基因只有刪除三個相鄰的核苷酸時，才能被正確地讀取。1960年，正在從事體外蛋白質(zhì)人工合成研究的尼倫伯格和同事們設(shè)計了一個精巧的實驗破譯了第一個遺傳密碼子。

將20種氨基酸平分成5組，分別加入五只試管，再向每支試管中加入多聚U（—UUUUUUUUUUUU—），結(jié)果確認(rèn)只有加入苯丙氨酸的試管中有多肽產(chǎn)生了。

第一個遺傳密碼子：苯丙氨酸（UUU）產(chǎn)生多肽產(chǎn)生多肽一、尼倫伯格的蛋白質(zhì)體外合成實驗【尼倫伯格的結(jié)論】：

多聚U可以控制苯丙氨酸的合成——苯丙氨酸（UUU）

【密碼子】mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的核苷酸稱為一個密碼子。如：UUU、UUC可以編碼苯丙氨酸；AAG、AAA可編碼賴氨酸；

ACU、ACC、ACA、ACG可編碼蘇氨酸等。【特別提醒】一般用三個連續(xù)的堿基表示密碼子四種堿基：A、U、G、C【密碼子表分析】1、密碼子共64種2、起始密碼子：（AUG—編碼甲硫氨酸）3、終止密碼子：（UAA、UAG、UGA）

一般不編碼氨基酸【密碼子的特點(diǎn)】1、簡并性：絕大多數(shù)氨基酸對應(yīng)幾種遺傳密碼子2、通用性：幾乎所有生物都共用一套遺傳密碼子種類功能圖示二、幾種常見的RNA分子的比較mRNA（信使RNA）tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）rRNA（核糖體RNA）病毒RNA核酶RNA蛋白質(zhì)合成的模板轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，三個連續(xù)的堿基為反密碼子，可以識別密碼子并與之結(jié)合核糖體的組成成分部分病毒的遺傳物質(zhì)在RNA自剪切中起催化作用三、中心法則的過程DNA的復(fù)制DNA的轉(zhuǎn)錄mRNA的翻譯DNA單鏈DNA單鏈mRNA

【遺傳信息的流動】1、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及mRNA的翻譯過程均有遺傳信息的流動。其中轉(zhuǎn)錄、翻譯過程合稱基因的表達(dá)。2、同一個體不同的細(xì)胞會進(jìn)行基因的選擇性表達(dá)（即：細(xì)胞分化的本質(zhì)）：不同的細(xì)胞先轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生不完全

相同的RNA，再翻譯產(chǎn)生不完全相同的蛋白質(zhì)。

【中心法則要點(diǎn)提醒】1、生物的各種性狀受DNA或RNA控制，但要通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)。基因?qū)π誀畹目刂朴袃蓷l途徑：一是基因通過控制

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。二是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而間接控制生物體的性狀；2、有些基因可決定或影響多種性狀（如：豌豆的圓形、皺形基因也影響了種子中淀粉的數(shù)量和種類）。

一種性狀也可受多個基因影響（如：人的身高受到很多個基因的影響）。3、生物的性狀是由基因決定，同時也受到環(huán)境的影響（如：韭菜【有光培養(yǎng)為綠色】、韭黃【無光培養(yǎng)為黃色】）。4、轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，以4種核糖核苷酸為原料。5、翻譯主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程，以氨基酸為原料。6、翻譯過程中，mRNA相對靜止，核糖體沿著mRNA移動，核糖體移動的方向就是翻譯的方向。

（從mRNA的5’端

→

3’端方向進(jìn)行）。7、遺傳信息的傳遞過程中遵循堿基互補(bǔ)配對原則（DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄過程有些差別）。8、并非所有的生物都能進(jìn)行中心法則的5種生理過程。如：RNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在被RNA病毒寄生的細(xì)胞之中。9、合成DNA的過程：DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄。

合成RNA的過程：RNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄。

合成蛋白質(zhì)的過程：翻譯。10、細(xì)胞分化的本質(zhì):基因選擇性表達(dá)。（不同的細(xì)胞先轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生不完全相同的RNA，再翻譯產(chǎn)生不完全相同的蛋白質(zhì)）

DNA與DNA的堿基互補(bǔ)配對：

DNA復(fù)制DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對：

轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄A—UT—A

G—CC—GA—TT—A

G—CC—GRNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對：

翻譯、RNA復(fù)制A—UU—A

G—CC—G比較項目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制場

所模

板原

料產(chǎn)

物遺傳信息傳遞中心法則各過程的比較主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核核糖體宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞DNA兩條鏈DNA一條鏈mRNA病毒RNA病毒RNA4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸4種脫氧核苷酸(宿主提供)4種核糖核苷酸(宿主提供)關(guān)鍵酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多種酶

逆轉(zhuǎn)錄酶（病毒帶入宿主）

RNA復(fù)制酶（病毒帶入宿主）DNA各種RNA蛋白質(zhì)DNA病毒RNADNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)RNA→DNARNA→RNA考點(diǎn)一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、下列哪項是DNA和RNA共同具有的(

)A．規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

B．脫氧核糖

C．尿嘧啶

D．腺嘌呤

D2、如圖為轉(zhuǎn)運(yùn)某氨基酸的tRNA，對此相關(guān)敘述正確的是（

）A.

該tRNA還能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)其他氨基酸B.

此種氨基酸只能由該tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)C.編碼此種氨基酸的密碼子是GUAD.tRNA由多個核糖核苷酸構(gòu)成D3、在人體中由A、T、C三種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有(

)A．2種

B．4種

C．5種

D．8種C4、下列關(guān)于真核生物DNA轉(zhuǎn)錄的敘述不正確的是(

)A．DNA的兩條鏈都做模板

B．以核糖核苷酸為原料C．多數(shù)發(fā)生在細(xì)胞核

D．邊解旋邊轉(zhuǎn)錄A5、有關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程的敘述，錯誤的是(

)A．兩種過程都可在細(xì)胞核中發(fā)生B．兩種過程都有酶參與反應(yīng)C．兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料D．兩種過程都以DNA為模板C6、如圖表示在人體細(xì)胞核中進(jìn)行的某一生命過程，下列說法正確的是(

)A．該過程僅發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)B．該過程與DNA復(fù)制時堿基互補(bǔ)配對方式

完全相同C．該過程涉及ATP的消耗D．游離的脫氧核苷酸有秩序地與DNA單鏈

上的堿基互補(bǔ)配對C7、某DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數(shù)的10％，尿嘧啶(U)占堿基

總數(shù)的30％，則轉(zhuǎn)錄出該mRNA的DNA片段中，腺嘌呤(A)所占的比例為()A.10%B.20%C.30%D.40%B8、對于下列圖解，分析正確的是()①表示DNA復(fù)制過程②表示DNA轉(zhuǎn)錄過程③共有5種堿基④共有5種核苷酸

⑤共有8種核苷酸

⑥A均代表同一種核苷酸A．①②③

B．④⑤⑥

C．②③⑤

D．①③⑤C9、如圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖，下列說法正確的是(

)A．①鏈的堿基A與②鏈的堿基T互補(bǔ)配對B．②是以4種核糖核苷酸為原料合成的C．如果③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶D．轉(zhuǎn)錄完成后，核糖體進(jìn)入細(xì)胞核與②結(jié)合，開始合成蛋白質(zhì)BDNA模板鏈mRNARNA聚合酶10、如圖某生物細(xì)胞核內(nèi)一生理過程，關(guān)于圖示的說法中錯誤的是(

)A．圖中所示正在進(jìn)行的過程是轉(zhuǎn)錄B．從化學(xué)成分上看，圖中的2和5相同C．若已知a鏈上形成e鏈的片段中堿基比例為A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，

則e鏈的堿基比例是U∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4D．通過該過程，遺傳信息由a傳遞到了e上BGTAGUA11、如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)在圖中方框內(nèi)用“→”或“←”標(biāo)出轉(zhuǎn)錄的方向。(2)b與c在結(jié)構(gòu)組成上相同的化學(xué)基團(tuán)為____________________，

不同的基團(tuán)為____________________________。(3)a為上述過程必需的有機(jī)物，其名稱為___________，化學(xué)本質(zhì)是________。(4)在根尖細(xì)胞中，上述過程發(fā)生在________和__________中，若在葉肉細(xì)胞中，

還可出現(xiàn)在________中?！姿峄鶊F(tuán)、胞嘧啶五碳糖（b是脫氧核糖，c是核糖）RNA聚合酶蛋白質(zhì)細(xì)胞核線粒體葉綠體RNA聚合酶胞嘧啶脫氧核苷酸mRNA第四章

基因的表達(dá)

第2節(jié)

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

高中生物《遺傳與進(jìn)化》

一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼淀粉分支酶的基因（

R）合成淀粉分支酶淀粉(大量)種子吸水能力強(qiáng)圓形種子編碼淀粉分支酶的基因

發(fā)生突變（

r）淀粉分支酶活性下降淀粉(少量)種子吸水能力減弱皺形種子實例一：豌豆圓形與皺形的形成機(jī)制【結(jié)論】：基因可通過控制酶的合成來控制代謝

過程，間接控制生物的性狀。

實例二：人類白化病的發(fā)病機(jī)理酪氨酸酶基因mRNA酪氨酸酶酪氨酸中間產(chǎn)物黑色素轉(zhuǎn)錄翻譯催化【注意】基因突變的產(chǎn)生可以先影響轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA，再影響翻譯產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，最后影響生物性狀。【結(jié)論】：基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，間接

控制生物的性狀。

編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能嚴(yán)重受損【結(jié)論】：基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體

的性狀實例三：人類肺部囊性纖維化的發(fā)病機(jī)理二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化在受精卵發(fā)育為個體的過程中，既有細(xì)胞的分裂過程，也有細(xì)胞的分化過程。細(xì)胞分裂導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量增加，細(xì)胞分化導(dǎo)致細(xì)胞種類的增加。三種細(xì)胞中基因相同，但轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA不完全相同，導(dǎo)致翻譯產(chǎn)生的蛋白質(zhì)不完全相同，最終導(dǎo)致細(xì)胞種類有所差別?；蜻x擇性表達(dá)細(xì)胞分化細(xì)胞種類增加三、表觀遺傳引起的可遺傳變異【表觀遺傳】：生物體基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

兩側(cè)對稱花序（Lcyc基因正常表達(dá)）輻射對稱花序（Lcyc基因不表達(dá)）DNA的甲基化過程DNA的甲基化實例一×AvyAvyaa【表觀遺傳】：生物體基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

子代的基因型都是：

Avya

但卻表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。雖然子代小鼠基因型相同，但是Avy基因甲基化程度越高，黃色素合成越少，黑色越明顯。實例二【表觀遺傳】：生物體基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

實例三：同卵雙胞胎之間的微小差異實例四：蜜蜂種群內(nèi)蜂王、工蜂的差異【表觀遺傳】：生物體基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

實例五：煙草對人體的影響煙草中的化學(xué)物質(zhì)會導(dǎo)致人體DNA的甲基化水平增高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響，導(dǎo)致精子活力下降，影響健康水平。考點(diǎn)四、基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1、基因通過表達(dá)特定蛋白質(zhì)來控制生物的性狀，以下敘述有錯誤的是（

）

A.

基因上的堿基對序列是遺傳信息

B.

密碼子在mRNA上C.

密碼子有61種

D.

反密碼子有61種C2、下面關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述中，錯誤的是(

)A．生物體的一切性狀完全由基因控制，與環(huán)境因素?zé)o關(guān)B．基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀C．基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而間接控制生物體的性狀D．基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達(dá)3、Leber遺傳性視神經(jīng)病的患者出現(xiàn)視神經(jīng)萎縮，視野變形等特征，此病由線粒體DNA上的基因控制。某女士的母親患有此病，如果該女士結(jié)婚生育，下列預(yù)測正確的是(

)A．如果生男孩，孩子不會攜帶致病基因B．如果生女孩，孩子不會攜帶致病基因C．不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因D．必須經(jīng)過基因檢測，才能確定AC4、關(guān)于基因、蛋白質(zhì)與性狀之間關(guān)系的敘述中不正確的是()A．生物體的性狀完全由基因控制

B．蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者和承擔(dān)者C．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由DNA結(jié)構(gòu)控制

D．基因與性狀不都是簡單的線性關(guān)系A(chǔ)5、豌豆的某突變體中編碼淀粉分支酶的基因(R)被插入的DNA序列打亂，導(dǎo)致淀粉分支酶不能合成，無法催化蔗糖合成淀粉，造成種子中積累較多的蔗糖，因而表現(xiàn)為甜和皺縮的新性狀。上述實例說明(

)A.一個基因可以影響多個性狀

B.一個性狀可以受多個基因的影響C.性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果

D.基因和性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系A(chǔ)6、豌豆種子有圓粒和皺粒兩種，如圖為圓粒種子形成機(jī)制的示