第四章 基因的表达（人教版2019必修2）课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
基因的表达
第四章
考点一、RNA的结构、种类和功能
1.RNA的基本单位：
核糖核苷酸
2.核糖核苷酸的组成
一分子磷酸
一分子核糖
一分子含氮碱基
C
胞嘧啶
U
尿嘧啶
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
3.元素组成：
C、H、O、N、P
核糖核苷酸链
核糖核苷酸
RNA
（单链）
连接
4.结构：
一般是 ，长度比DNA ；
能通过 从细胞核转移到细胞质中。
单链
短
核孔
5.种类及功能：
① mRNA： RNA。
以密码子的形式，携带来自DNA的
，是 合成的 模板。
信使
遗传信息
蛋白质
直接
messenger RNA
② tRNA： RNA。
携带的 能与mRNA上的 。互补配对，转运 。
转运
氨基酸
反密码子
密码子
transfer RNA
（每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。）
1
③ rRNA： RNA。
的组成成分，还能催化 的形成。
核糖体
核糖体
肽键
ribosomal RNA
（肽酰转移酶）
考点二、遗传信息的转录和翻译
(1)概念：以 为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)场所：主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物： 。
DNA的一条链
细胞核
叶绿体
线粒体
游离的4种核糖核苷酸
信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
1.解旋
2.催化磷酸二酯键的形成
1.转录：
4.过程：
边解旋边转录
5.条件：
①原料
③能量
②模板
④酶
4种游离的核糖核苷酸
DNA一条链的片段
一般是ATP
RNA聚合酶（作用于磷酸二酯键和氢键）
6.原则：
碱基互补配对（A-U，T-A，C-G，G-C）
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段，该片段携带的遗传信息能
准确地传递给mRNA分子。
DNA→RNA
7.遗传信息流动：
2.密码子
64
mRNA
密码子
硒代半胱氨酸
终止密码子
起始密码子
甲硫氨酸
3.tRNA的结构和功能特点
(1)结构和功能
氨基酸
反密码子
氢
密码子
(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运 氨基酸。
一种
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序列的蛋白质的过程。
2.条件:
酶：
能量：
原料：
模板：
mRNA的一条链
氨基酸
ATP
多种酶
4.产物：
多肽（蛋白质）
3.场所:
细胞质（核糖体）
搬运工：
tRNA
mRNA
蛋白质
3.遗传信息的翻译
碱基互补配对：
G－C、C－G、U－A、A－U
5.翻译效率：
①数量关系：
②方向：
③意义：
④结果：
1个mRNA可相继结合 个核糖体，
进行多条肽链的合成，称为多聚核糖体。
多
同时
从 到 （如图：从 ）。
短
长
左到右
少量的mRNA分子可以迅速合成出 的蛋白质。
大量
合成多条 的肽链。（理由： 相同）
相同
模板mRNA
特点：
快速高效
4.比较DNA复制、转录和翻译
项目 复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量
酶
产物
原则
细胞核（主要场所）
细胞核（主要场所）
核糖体
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种游离的氨基酸
ATP
ATP
ATP
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA
RNA
多肽
碱基互补配对
A-T T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U T-A G-C C-G
碱基互补配对
A-U U-A G-C C-G
特定的酶
真核生物
细胞核：先转录，后翻译
DNA
mRNA
RNA聚合酶
边转录边翻译
原核生物
真核生物与原核生物基因的表达
考点三、中心法则及基因表达与性状的关系
1.提出者
克里克
2.内容
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质， 即遗传信息的转录和翻译。
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
3.中心法则的完善
逆转录
复制
高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。
①对遗传信息流动过程的概括。
②对DNA基本功能（传递和表达遗传信息）的概括。
③对生物遗传物质和性状的关系以及传递途径的概括。
4.中心法则的意义
考点四、基因表达与细胞分化
细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。
细胞分化的“不变”与“变”
DNA、tRNA、rRNA
①不变
细胞的数目
② 变
mRNA、蛋白质的种类
细胞的形态、结构和功能
细胞中表达的基因分类：
管家基因：
在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。
如：ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。
奢侈基因：
只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。
如：胰岛素基因、血红蛋白基因等。
考点五、基因表达与性状的关系
1.间接途径：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。
(1)途径：基因 的合成 过程 生物体的性状。
(2)举例
①豌豆的圆粒与皱粒
圆粒豌豆： 含量高→成熟时吸水胀大；
皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱→ 异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。
②人 的形成：编码 的基因异常→不能合成 →酪氨酸不能转变为 →表现出白化症状。
酶
代谢
淀粉
酪氨酸酶
酪氨酸酶
淀粉分支酶
白化病
黑色素
2.直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(1)途径：基因 的结构 生物体的性状。
(2)举例
：编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了_________→
CFTR蛋白在第508位缺少 →CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。
蛋白质
苯丙氨酸
3个碱基
囊性纤维化
2.基因与性状间的对应关系
(1)基因控制生物体的性状
① 一个性状
② 多个性状(如基因间相
互作用
③ 一个性状(如人的身高)
一个基因
一个基因
多个基因
(2)生物体的性状还受 的影响。
(3)基因与基因、基因与基因表达产物、 之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的 。
环境条件
基因与环境
性状
考点五、表观遗传
1.概念
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
表观遗传形成的原因
环境
DNA甲基化
诱发
DNA甲基化
DNA甲基化后转录异常
2、表观遗传的原因和特点
(1)表观遗传的原因：DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
(2)表观遗传的特点
①可遗传性：基因表达和表型可以遗传给后代。
②不变性：基因的碱基序列保持不变。
③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可以发生去甲基化。
(3)理解表观遗传需注意的两个问题
①表观遗传中，基因的遗传遵循孟德尔遗传规律，但对基因修饰之后所表现出来的性状可能不遵循孟德尔遗传规律。
②生物体内有甲基化、去甲基化的一套机制，甲基化可擦除、可重建。