人教高中生物第18讲　基因的表达.docx

第18讲　基因的表达
内容比较——知考向
核心素养——提考能
内容要求
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成
2.概述基因与性状的关系
生命观念
结合DNA双螺旋结构模型，阐明基因表达过程
科学思维
运用中心法则，建立模型
科学探究
模拟中心法则各过程的实验，提升对实验结果的分析能力
社会责任
结合实例分析基因表达异常情况，形成关注社会、关注人体健康的理念
与旧教
材对比
增：①mRNA和tRNA的3′端和5′端；②基因的选择性表达与细胞分化；③表观遗传。
改：①密码子表；②密码子的破译由选学变为“科学史话”。
删：细胞质基因。
考点一　遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构与功能
提醒　DNA和RNA的区别
(1)正确判断DNA和RNA
①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；
②含有碱基U或核糖⇒RNA。
(2)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在进行DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。
2.转录　以基因为单位进行，在同一个细胞内的不同基因可
以选择性转录。
(1)概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
提醒　(1)一个DNA分子上有许多个基因，其中某个基因进行转录时，其他基因可能转录也可能不转录，它们之间互不影响。
(2)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。
(3)转录完成后，RNA从DNA上释放，原DNA恢复双螺旋结构。
3.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)场所或装配机器：核糖体。 唯一场所
(3)过程
(4)产物：多肽蛋白质
4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①密码子有64种
a.有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时编码甲硫氨酸。
b.有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸；不同生物共用一套遗传密码。
②一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
必修② P67“表4－1密码子表拓展”1.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　翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉。
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，其通常经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。
2.密码子的简并性有怎样的生物学意义？
提示　可以从增强密码容错性的角度来解释，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；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
1.(科学思维)RNA和DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
2.(科学思维)真核生物翻译时少量的mRNA可迅速合成大量的蛋白质的原因是：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。
1.常考图示解读
2.基因表达中的相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
提醒　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合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。
3.真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法
考向1　结合转录和翻译过程分析，考查科学思维能力
1.