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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-新人教版高一必修2生物学案

来源:六九路网
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 全称 组成 成分 五碳糖 脱氧核糖 脱氧核苷酸 规则的双螺旋结构 通常只有一种 主要在细胞核中 主要的遗传物质,只要生物体①生物体内无DNA时,RNA是遗传物质;②参与蛋白质功能 内 的合成,即翻译工作;③少数RNA有催化作用 有DNA,DNA就是遗传物质 鉴定 被甲基绿染成绿色 被吡罗红染成红色 核糖 核糖核苷酸 通常是单链结构 三种:mRNA、tRNA、rRNA 主要在细胞质中 碱基 磷酸 DNA 脱氧核糖核酸 A、T、G、C 磷酸 RNA 核糖核酸 A、U、G、C 磷酸 基本单位 空间结构 类型 分布 相同点:①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G; ②二者都是核酸,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:A—U、C—G、G—C、T—A。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:A—U、U—A、C—G、G—C。

(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

时间 场所 模板 原料 条件 复制 细胞分裂的间期 主要在细胞核 DNA的两条单链 4种脱氧核苷酸 都需要特定的酶和ATP 一个单链RNA 产物 2个双链DNA (mRNA,tRNA,rRNA) 组成细胞结构蛋白质 产物动向 传递到2个子细胞 离开细胞核进入细胞质 和功能蛋白质 边解旋边转录; 边解旋边复制, 特点 半保留复制 仍恢复原来的双链结构 A—T,T—A, 碱基配对 G—C,C—G G—C,C—G C—G,G—C A—U,T—A, A—U,U—A, 转录后DNA 分解成单个核苷酸 翻译结束后,mRNA 多肽链(或蛋白质) 转录 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 细胞质的核糖体 mRNA 20种氨基酸 翻译 遗传信息DNA→DNA 传递方向 意义

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

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 DNA→mRNA mRNA→蛋白质

(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

n个氨基酸。 34、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 图解 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 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:

内质网 加工成蛋白质

蛋白质

包在囊泡中

核糖体 合成多肽

细胞膜 氨基酸 蛋白质

高尔基体 加工修饰包装

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

① 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 ②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:

① DNA→DNA、DNA→RNA、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,

② RNA→RNA、RNA→DNA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

遗传本质 基因存在形成 基因的传递方式 遗传特点 子代表现型 显隐性关系 子代分离比 正反交结果 配子中基因的分配方式 基因突变 遗传信息传递方式 遗传自主性 转录翻译系统 转录场所 翻译场所 对性状的控制 二、细胞质遗传 (1)特点 ①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;

②杂交后代不出现一定的分离比。

细胞核 细胞质中的核糖体 控制全部性状 全自主 细胞核遗传 基因位于细胞核的染色体上 成对存在 父母双方传递 孟德尔遗传 由显隐性关系决定 有 有一定的分离比 相同(伴性遗传时可有例外) 减半均分 频率低,不一定表现出来 细胞质遗传 基因位于细胞质的线粒体和叶绿体 单个存在 仅由母方传递 母系遗传 完全由母方决定(大多表现母方性状) 没有 无一定的分离比(可能出现分离) 不同 随机分配 频率高,突变的一定要表现出来 中心法则 半自主(受核基因控制) 各自独立 线粒体和叶绿体 线粒体和叶绿体中的核糖体 仅控制线粒体和叶绿体的少量性状 (2)原因 ①受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞;

②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

细胞核遗传 细胞质遗传 1 2 3

看基因的来源 看子代分离比 看正反交结果 来源于核 一定的分离比 一致 来源于质 无分离比或 无一定的分离比 不一致 符合任何一条即可判断 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

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