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課程內(nèi)容

《基因的表達(dá)》（必修2）
考綱要求：
1.基因的概念
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯
3.基因與性狀的關(guān)系
考綱解讀
1.基因與脫氧核苷酸、DNA、染色體、遺傳信息之間的關(guān)系
2.理解轉(zhuǎn)錄翻譯過程及相關(guān)計算
3.理解中心法則及發(fā)展
4.理解基因控制性狀的兩種方式
一、基因
基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是決定生物性狀的基本單位。
1.基因和染色體的關(guān)系
基因在染色體上，并且在染色體呈線性排列，染色體是基因的主要載體。
2.基因與DNA的關(guān)系：
基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
3.基因和性狀的關(guān)系
基因控制生物的性狀，基因是決定生物性狀的基本單位--結(jié)構(gòu)單位和功能單位。
4.基因和脫氧核苷酸的關(guān)系
每個基因中含有成百上千個脫氧核苷酸。
DNA的基本組成單位是什么？
基因的基本組成單位是什么?
5.基因和遺傳信息的關(guān)系
基因中的脫氧核苷酸（堿基對）遺傳信息，不同的基因含有不同的脫氧核苷酸的排列順序。
6.基因的基本功能
1）通過自我復(fù)制，在傳種接代中傳遞遺傳信息。
2）通過轉(zhuǎn)錄、翻譯，在后代個體發(fā)育過程中，表達(dá)遺傳信息。
二、什么是基因表達(dá)？
基因知道蛋白質(zhì)合成的過程
DNA→ （轉(zhuǎn)錄）RNA→ （翻譯）蛋白質(zhì)
（一）RNA的組成及分類
1.基本單位：核糖核苷酸
2.組成RNA的主要化學(xué)元素有哪些？
C、H、O、N、P等
3.結(jié)構(gòu)：一般是單鏈，長度比DNA短；能通過核孔從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
4.種類、作用及結(jié)構(gòu)
mRNA（信使RNA）結(jié)構(gòu)特點是單鏈，功能是把DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)
tRNA(轉(zhuǎn)運RNA）結(jié)構(gòu)特點是單鏈；功能是運輸氨基酸
rRNA（核糖體RNA）結(jié)構(gòu)特點是單鏈，功能是核糖體
DNA與RNA的比較
基本單位：前者是脫氧核苷酸、后者是核糖核苷酸
五碳糖：前者是脫氧核糖，后者是核糖
含氮堿基：前者是A T C G;后者是A U C G
結(jié)構(gòu)：前者通常呈雙鏈結(jié)構(gòu)，后者通常呈單鏈結(jié)構(gòu)
主要存在部位：前者是細(xì)胞核，后者是細(xì)胞質(zhì)
如何從化學(xué)組成上區(qū)分DNA與RNA？
①DNA含有脫氧核糖，RNA含有核糖
②DNA含有胸腺嘧啶，RNA含有尿嘧啶
（二）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
1.概念：轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進行的，是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程。
2.場所：細(xì)胞核
3.過程：a  DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNA
b  DNA與RNA堿基互補配對：A-U;T-A;C-G;G-C
c 組成RNA的核糖核苷酸一個個連接起來
4.條件：模板：DNA的一條鏈
酶：解旋酶、RNA聚合酶等
原料：四種核糖核苷酸
能量：ATP
5.結(jié)果：形成一條mRNA
密碼子：
①概念：信使RNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基稱為1個密碼子。
②位置：信使RNA
③種類：共有64種，其中決定氨基酸的密碼子有61種，起始密碼子有2種，終止密碼子有3種。
④特點：通用性，兼并型。
（三）、遺傳信息的翻譯
1.概念
游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，在核糖體上以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫翻譯。
2.過程
第一步：mRNA進入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合，攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與密碼子AUG裴穗進入位點1.
第二步：攜帶另一種氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。
3.場所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體上
4.條件：模板：mRNA
原料：20種氨基酸
能量：ATP
原則：堿基互補配對原則
5.結(jié)果：多肽
6.翻譯者 ：轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）
注意：一種tRNA只能攜帶一種氨基酸
反密碼子：
1.概念：與mRNA上的密碼子所包含的3個堿基相互配對的tRNA上一端的3個堿基、
2.位置：tRNA
3.種類：共有61種。
遺傳信息、密碼子、反密碼子區(qū)別
遺傳信息位于DNA分子的基因上面
密碼子位于mRNA上面
反密碼子位于tRNA上面
遺傳信息通過密碼子間接控制氨基酸排序
密碼子直接控制氨基酸的排序
反密碼子則運載相應(yīng)氨基酸的作用
復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較
原料：依次為四種脫氧核苷酸、四種核糖核苷酸、20種氨基酸
場所：細(xì)胞核、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)
模板：DNA的2條鏈、DNA的1條鏈、mRNA
產(chǎn)物：子代DNA、mRNA、蛋白質(zhì)
信息傳遞：DNA-DNA、 DNA-mRNA、 mRNA-蛋白質(zhì)
堿基配對：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、中心法則的提出及其發(fā)展
1.提出者：克里克
2.內(nèi)容
（1）遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復(fù)制。
（2）遺傳信息可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
（3）遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到蛋白質(zhì)，也不能從蛋白質(zhì)流向RNA或DNA.
a DNA→ DNA：以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物的自我復(fù)制
b DNA→ RNA：細(xì)胞核中的轉(zhuǎn)錄過程
c RNA→ 蛋白質(zhì)：細(xì)胞質(zhì)中核糖體上的翻譯過程
d RNA→ DNA：個別病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程
e RNA→ RNA：以RNA最為遺傳物質(zhì)的生物的自我復(fù)制
四、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系
結(jié)構(gòu)基因控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（直接控制作用）控制性狀
結(jié)構(gòu)基因控制酶的合成（間接控制作用）控制性狀
1.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
2.基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而直接控制生物體的性狀。
3.基因?qū)π誀羁刂频膹?fù)雜性
（1）基因與性狀并不都是線性關(guān)系。如人的升高可能是由多個基因決定的，同時，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對身高也有重要作用。
（2）基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著負(fù)責(zé)的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。