課程內(nèi)容

《基因的表達(dá)》
知識要點
基因知道蛋白質(zhì)的合成（轉(zhuǎn)錄和翻譯）
中西法則的內(nèi)容及其應(yīng)用
基因與性狀的關(guān)系
1、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程——通過轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程
（1）轉(zhuǎn)錄：是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基對互不配對原則，合成RNA的過程，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中進(jìn)行的。經(jīng)過轉(zhuǎn)錄將基因中信息鏈上的遺傳信息（遺傳信息是指基因中的堿基的排列順序。轉(zhuǎn)化成信使RNA（mRNA）上的遺傳密碼。遺傳密碼是指mRNA上三個相鄰堿基的排列順序。）
DNA、RNA的主要區(qū)別

為什么RNA適合做DNA的信使呢？
RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
RNA的種類：信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）
三葉草形；有臂有環(huán)；一端可攜帶氨基酸；一端有三個堿基。
翻譯過程：mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，從起始密碼子（AUG）開始翻譯。tRNA一段攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體，另一端的反密碼子與mRNA上的密碼子配對，兩氨基酸間形成肽鍵。核糖體繼續(xù)沿mRNA移動，每次移動一個密碼子，至終止密碼結(jié)束，肽鏈形成。

特別提醒
①對細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物而言，DNA復(fù)制發(fā)生于細(xì)胞分裂過程中，而轉(zhuǎn)錄和翻譯則發(fā)生于細(xì)胞分裂、分化等過程。
②復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在DNA存在的部位，如細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核、質(zhì)粒等部位。
③轉(zhuǎn)錄出的RNA有3類，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。
④一個mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈。
⑤從核糖體上脫離下來的只是多肽鏈，多肽鏈還要在相應(yīng)的細(xì)胞器（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體）內(nèi)加工，最后才形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的有活性的蛋白質(zhì)。
2、歸納總結(jié)1、遺傳信息、密碼子和反密碼子
（1）遺傳信息：指基因（或DNA）中控制遺傳性狀的脫氧核苷酸序列，它間接決定氨基酸的排列順序。
（2）反密碼子：指tRNA分子上與mRNA分子中的密碼子互補配對的三個堿基，有61種。反密碼子的三個堿基與相應(yīng)的DNA模板鏈上對應(yīng)的堿基排列順序相同，只是DNA鏈上堿基T的位置在tRNA上為U。
（3）密碼子：mRNA上每三個相鄰的堿基決定一種氨基酸，這三個相鄰的堿基稱為密碼子。代表氨基酸的密碼子共61中，還有三種組合（UAA、UAG、UGA）不代表任何氨基酸，是終止密碼子。另有兩個有意義的密碼子是特殊的起始密碼子。61個密碼子與20中氨基酸之間不是平均分配的，有些氨基酸有幾個密碼子，如亮氨酸有六個密碼子，不同密碼子決定同一個氨基酸稱遺傳密碼子的簡并，而甲硫氨酸和色氨酸只有一個密碼子?？茖W(xué)家研究結(jié)果表明，遺傳密碼在所有的生物中是通用的，這說明地球上所有的生物都是由共同的祖先進(jìn)化而來的。
3、對應(yīng)關(guān)系

特別提醒
密碼子，tRNA與氨基酸的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系為：一種密碼子只決定一種氨基酸，而一種氨基酸可由多種密碼子決定，一種tRNA只運輸一種氨基酸，而一種氨基酸可由多種tRNA來運輸。
6、中心法則
遺傳信息傳遞的一般規(guī)律，科學(xué)家克里克將這一規(guī)律命名為“中心法則”
“中心法則”是指遺傳信息從DNA流向DNA的復(fù)制過程，也可以是從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，但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DNA或RNA。
對中心法則的補充
由于某些致癌病毒中存在著逆轉(zhuǎn)錄酶，能夠以RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成DNA，在RNA病毒中，RNA能夠自我復(fù)制，所以補充后的中西法則可用下圖表示。
（1）圖解：

圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。
（1）以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞

（2）以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞

特別提醒
①逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。
②中心法則的5個過程都遵循堿基互補配對原則
③DNA的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在細(xì)胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過程中。
④DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā)生在個體發(fā)育的過程中。
二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系
DNA中插入一段外來的DNA序列，大亂了編碼淀粉分支酶的基因→淀粉分支酶不能正常合成→蔗糖不合成為淀粉，蔗糖含量升高→淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）
編碼淀粉分支酶的基因正?！矸鄯种刚：铣伞崽呛铣蔀榈矸?，淀粉含量上高→淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）
白化病是一種較常見的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏引起的疾病。
這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為
人的白化病
控制酪氨酸酶的基因異?！野彼崦覆荒苷：铣伞野彼岵荒苷＾D(zhuǎn)化為黑色素→缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病
控制酶形成的基因正常→酪氨酸酶正常合成→酪氨酸能正常轉(zhuǎn)化為黑色素→表現(xiàn)正常
鐮刀型細(xì)胞貧血癥
控制血紅蛋白形成的基因中一個堿基對變化→血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→紅細(xì)胞呈鐮刀狀→紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧血
（一）基因控制性狀途徑
1、間接控制
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物的性狀。常見例子：白化病、豌豆圓粒與皺粒
2、直接控制
基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而直接控制生物體的性狀常見例子：鐮刀形細(xì)胞貧血癥
3、基因?qū)π誀羁刂频膹?fù)雜性
①有些生物性狀受單（一對）基因控制
②有些生物性狀受多基因控制（人的身高）
③有些基因影響多種性狀
④性狀形成還受環(huán)境影響
五、細(xì)胞質(zhì)基因與細(xì)胞核基因的區(qū)別

本堂小結(jié)
基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
中心法則的內(nèi)容和發(fā)展
基因通過控制蛋白質(zhì)的合成控制生物性狀，基因與性狀之間并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果