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《基因的表达》(必修2) 考纲要求: 1.基因的概念 2.遗传信息的转录与翻译 3.基因与性状的关系 考纲解读 1.基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息之间的关系 2.理解转录翻译过程及相关计算 3.理解中心法则及发展 4.理解基因控制性状的两种方式 一、基因 基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位。 1.基因和染色体的关系 基因在染色体上,并且在染色体呈线性排列,染色体是基因的主要载体。 2.基因与DNA的关系: 基因是有遗传效应的DNA片段。 3.基因和性状的关系 基因控制生物的性状,基因是决定生物性状的基本单位--结构单位和功能单位。 4.基因和脱氧核苷酸的关系 每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。 DNA的基本组成单位是什么? 基因的基本组成单位是什么? 5.基因和遗传信息的关系 基因中的脱氧核苷酸(碱基对)遗传信息,不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。 6.基因的基本功能 1)通过自我复制,在传种接代中传递遗传信息。 2)通过转录、翻译,在后代个体发育过程中,表达遗传信息。 二、什么是基因表达? 基因知道蛋白质合成的过程 DNA→ (转录)RNA→ (翻译)蛋白质 (一)RNA的组成及分类 1.基本单位:核糖核苷酸 2.组成RNA的主要化学元素有哪些? C、H、O、N、P等 3.结构:一般是单链,长度比DNA短;能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 4.种类、作用及结构 mRNA(信使RNA)结构特点是单链,功能是把DNA的遗传信息传递给蛋白质 tRNA(转运RNA)结构特点是单链;功能是运输氨基酸 rRNA(核糖体RNA)结构特点是单链,功能是核糖体 DNA与RNA的比较 基本单位:前者是脱氧核苷酸、后者是核糖核苷酸 五碳糖:前者是脱氧核糖,后者是核糖 含氮碱基:前者是A T C G;后者是A U C G 结构:前者通常呈双链结构,后者通常呈单链结构 主要存在部位:前者是细胞核,后者是细胞质 如何从化学组成上区分DNA与RNA? ①DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖 ②DNA含有胸腺嘧啶,RNA含有尿嘧啶 (二)遗传信息的转录 1.概念:转录是在细胞核内进行的,是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。 2.场所:细胞核 3.过程:a DNA解旋,以一条链为模板合成RNA b DNA与RNA碱基互补配对:A-U;T-A;C-G;G-C c 组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 4.条件:模板:DNA的一条链 酶:解旋酶、RNA聚合酶等 原料:四种核糖核苷酸 能量:ATP 5.结果:形成一条mRNA 密码子: ①概念:信使RNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子。 ②位置:信使RNA ③种类:共有64种,其中决定氨基酸的密码子有61种,起始密码子有2种,终止密码子有3种。 ④特点:通用性,兼并型。 (三)、遗传信息的翻译 1.概念 游离在细胞质中的氨基酸,在核糖体上以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫翻译。 2.过程 第一步:mRNA进入细胞质与核糖体结合,携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUG裴穗进入位点1. 第二步:携带另一种氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。 3.场所:细胞质的核糖体上 4.条件:模板:mRNA 原料:20种氨基酸 能量:ATP 原则:碱基互补配对原则 5.结果:多肽 6.翻译者 :转运RNA(tRNA) 注意:一种tRNA只能携带一种氨基酸 反密码子: 1.概念:与mRNA上的密码子所包含的3个碱基相互配对的tRNA上一端的3个碱基、 2.位置:tRNA 3.种类:共有61种。 遗传信息、密码子、反密码子区别 遗传信息位于DNA分子的基因上面 密码子位于mRNA上面 反密码子位于tRNA上面 遗传信息通过密码子间接控制氨基酸排序 密码子直接控制氨基酸的排序 反密码子则运载相应氨基酸的作用 复制、转录、翻译的比较 原料:依次为四种脱氧核苷酸、四种核糖核苷酸、20种氨基酸 场所:细胞核、细胞核、细胞质 模板:DNA的2条链、DNA的1条链、mRNA 产物:子代DNA、mRNA、蛋白质 信息传递:DNA-DNA、 DNA-mRNA、 mRNA-蛋白质 碱基配对:A-T T-A C-G G-C、A-U T-A C-G G-C、A-U U-A C-G G-C 三、中心法则的提出及其发展 1.提出者:克里克 2.内容 (1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制。 (2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。 (3)遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质,也不能从蛋白质流向RNA或DNA. a DNA→ DNA:以DNA作为遗传物质的生物的自我复制 b DNA→ RNA:细胞核中的转录过程 c RNA→ 蛋白质:细胞质中核糖体上的翻译过程 d RNA→ DNA:个别病毒的逆转录过程 e RNA→ RNA:以RNA最为遗传物质的生物的自我复制 四、基因、蛋白质与性状的关系 结构基因控制蛋白质的结构(直接控制作用)控制性状 结构基因控制酶的合成(间接控制作用)控制性状 1.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。 2.基因还能通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状。 3.基因对性状控制的复杂性 (1)基因与性状并不都是线性关系。如人的升高可能是由多个基因决定的,同时,后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。 (2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着负责的相互作用,精细地调控着生物体的性状。
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