山东省沂水县高中生物 第四章 基因的表达知识点总结学案 新人教版必修2.doc

第四章 基因的表达第一、二、三节 基因指导蛋白质的合成 基因对性状控制 遗传密码的破译1、RNA的结构：（一）基本单位：核糖核苷酸由磷酸、五碳糖（核糖）、含氮碱基（A、U、G、C）。（二）结构：一般是单链结构。(三)种类：（1）信使RNA（mRNA）：蛋白质合成的模板。（2）转运RNA（tRNA）：转运氨基酸，形似三叶草的叶。（3）核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分。2、DNA与RNA的比较项目DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸组成成分碱基A、T、G、CA、U、G、C磷酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸空间结构规则的双螺旋结构通常是单链结构类型通常只有一种三种：mRNA、tRNA、rRNA分布主要在细胞核中主要在细胞质中功能主要的遗传物质，只要生物体内有DNA，DNA就是遗传物质生物体内无DNA时，RNA是遗传物质；参与蛋白质的合成，即翻译工作；少数RNA有催化作用鉴定被甲基绿染成绿色被吡罗红染成红色相同点：化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G；二者都是核酸，核酸中的碱基序列代表遗传信息；联系：RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA。3、基因的表达过程分（转录和翻译）（一）转录：1、概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。2、原料：4种游离的核糖核苷酸。3、碱基配对：AU、CG、GC、TA。4、酶：RNA聚合酶（二）翻译：1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。2、场所：细胞质的核糖体中。3、运载工具：tRNA。4、碱基配对：AU、UA、CG、GC。（二）密码子：在mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。（三）反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。总结：DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸/密码子的排列顺序，进而决定氨基酸的排列顺序，最终决定了蛋白质的结构和功能特异常。4、复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件都需要特定的酶和ATP产物2个双链DNA一个单链RNA（mRNA，tRNA，rRNA）多肽链（或蛋白质）产物动向传递到2个子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白质和功能蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录；转录后DNA仍恢复原来的双链结构翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸碱基配对AT，TA，GC，CGAU，TA，GC，CGAU，UA，CG，GC遗传信息传递方向DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状5、基因表达中相关数量计算（一）基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系：转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。（二）mRNA中碱基数与氨基酸的关系：翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知：基因中碱基数目：mRNA碱基数目：tRNA数目：蛋白质中氨基酸数目=6:3:1:1（三）计算中“最多”和“最少”的分析1、翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。2、基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。3、在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。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指导合成的蛋白质最多有个氨基酸。4、蛋白质中氨基酸的数目肽键数肽链数（肽键数缩去的水分子数）。6、遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息密码子反密码子位置基因中脱氧核苷酸（或碱基）的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基tRNA上与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基作用决定蛋白质中氨基酸的排列顺序翻译时决定肽链中氨基酸的排序起识别密码子的作用图解联系1、遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。2、mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。 遗传密码子的特点：1 连续性 ，2不重叠性，3通用性，4 简并性【思考感悟】密码子与氨基酸有怎样的对应关系？一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子除外），一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。7、合成蛋白质流程图：氨基酸加工修饰包装加工成蛋白质细胞膜蛋白质高尔基体内质网包在囊泡中包在囊泡中蛋白质核糖体合成多肽多肽链蛋白质8、中心法则及其发展和基因对性状控制基因对性状控制 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 如人的白化病通过控制蛋白质分子结构直接控制性状。注：基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细的调控着生物体的性状。 注意：病毒是完全寄生生物，所以这个场所是在宿主体内，所有物质合成的原材料（脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸）均来自宿主体内 9、中心法则实用范围总结明确发生这几个过程的生物类群： DNADNA、DNARNA、RNA蛋白质过程发生在细胞生物（真核生物、原核生物）中和以DNA为遗传物质的病毒的增殖过程中， RNARNA、RNADNA只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。10、细胞核遗传与细胞质遗传的比较细胞核遗传细胞质遗传遗传本质基因位于细胞核的染色体上基因位于细胞质的线粒体和叶绿体基因存在形成成对存在单个存在基因的传递方式父母双方传递仅由母方传递遗传特点孟德尔遗传母系遗传子代表现型由显隐性关系决定完全由母方决定(大多表现母方性状)显隐性关系有没有子代分离比有一定的分离比无一定的分离比(可能出现分离)正反交结果相同(伴性遗传时可有例外)不同配子中基因的分配方式减半均分随机分配基因突变频率低，不一定表现出来频率高，突变的一定要表现出来遗传信息传递方式中心法则遗传自主性全自主半自主（受核基因控制）转录翻译系统各自独立转录场所细胞核线粒体和叶绿体翻译场所细胞质中的核糖体线粒体和叶绿体中的核糖体对性状的控制控制全部性状仅控制线粒体和叶绿体的少量性状二、细胞质遗传（1）特点 母系遗传：不论正交还是反交，Fl性状总是受母本(卵细胞)细胞质基因控制； 杂交后代不出现一定的分离比。（2）原因 受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞； 减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机不均等分配。鉴定细胞核与细胞质遗传的方法看基因的来源看子代分离比看正反交结果细胞核遗传细胞质遗传来源于核来源于质一定的分离比无分离比或无一定的分离比一致不一致符合任何一条即可判断312 注意：如果正交和反交实验结果性状一致且无性别上的不同，则该生物性状属于细胞核中的常染色体遗传；如果正交和反交实验结果不一致且有性别上的差异，则该生物性状属于细胞核中的性染色体遗传；如果正交和反交实验结果不一致且具有母系遗传的特点，则该生物性状属于细胞质遗传。 总之，正反交结果不同有三种情况：一是母系遗传，二是种皮、果皮的遗传，三是伴性遗传，要注意判断