课程内容

《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。