必修2第四章第1節(jié):基因表達 (第1課時)(新教材新授課)

基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,對此類病毒而言,基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
(1)概念:在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄
(2)主要場所:細胞核;線粒體、葉綠體和原核細胞細胞質(zhì)中也可發(fā)生轉(zhuǎn)錄
(3)模板:DNA的一條鏈,也被稱為模板鏈,與之互補的另一條鏈稱為非模板鏈,一個DNA分上的不同基因,模板鏈可能位于不同的鏈上,但特定基因的模板鏈是固定的,不會更換模板鏈。
(4)原料:4種游離的核糖核苷酸。

“RNA當信使,和他說開干”

(5)轉(zhuǎn)錄的過程

轉(zhuǎn)錄動畫
游離的核糖核苷酸堿基互補配對氫鍵自發(fā)形成,但磷酸二酯鍵需要RNA聚合酶(多功能:既解旋 又合成RNA)

管家基因(house-keeping genes),是指所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因,其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等。管家基因是一類始終保持著低水平的甲基化并且一直處于活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的基因。
奢侈基因(luxury genes),是指不同的細胞類型進行特異性表達的基因,其產(chǎn)物賦予各種類型細胞特異的的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與特異的生理功能。

ATP 三磷酸腺苷
dATP 腺嘌呤脫氧核苷酸

(1)基因在轉(zhuǎn)錄時兩條鏈均可作模板。(X)
(2)mRNA是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物√,tRNA不是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。(X)
(3)基因轉(zhuǎn)錄時需要RNA聚合酶,不需要解旋酶。(√)
考向1 RNA相關(guān)問題分析
[典題1]科學(xué)家建議,將能轉(zhuǎn)錄為非編碼RNA的DNA片段稱為RNA基因,非編碼RNA雖然不能作為翻譯的模板,但發(fā)揮著重要的生理和生化功能。下列說法正確的是
(B)X(D)
A.從本質(zhì)上說,DNA基因的基本單位是核糖
核苷酸
B.生物遺傳信息的多樣性僅由基因的編碼區(qū)決定 X 內(nèi)含子
C.rRNA屬于非編碼RNA,只能在核仁中合成 X
原核生物無細胞核,rRNA在擬核中合成
D.據(jù)此推測,核糖體的形成過程需要某些非編碼RNA的參與 X
核糖體的成分是rRNA和蛋白質(zhì),其中rRNA為非編碼RNA
考向2 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
[典題2]下列有關(guān)遺傳信息轉(zhuǎn)錄的敘述,正確的是(B)√
A.轉(zhuǎn)錄過程中游離的核糖核苷酸與DNA雙鏈上的堿基互補配對
B.轉(zhuǎn)錄過程中既有氫鍵的斷裂又有氫鍵的形成 主要
C.真核細胞分化過程中基因的轉(zhuǎn)錄只能發(fā)生在細胞核中 X 線粒體和葉綠體也發(fā)生
D.原核細胞中基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有mRNA X,翻譯產(chǎn)物是蛋白質(zhì)√ tRNA和rRNA

“抄學(xué)霸選擇題抄完發(fā)現(xiàn)多了一個”
(不知道是否同一個人的彈幕,很生動)






對于基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,克里克認為要實現(xiàn)堿基序列向氨基酸序列的轉(zhuǎn)換,一定存在一種既能識別堿基序列,又能運載特定氨基酸的分子。該種分子后來被發(fā)現(xiàn)是(C)
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA

轉(zhuǎn)運? 局部氫鍵 但是單鏈

② eg.有一些終止密碼子只提供終止翻譯信號,本身不能翻譯氨基酸

①在正常情況下,UGA是終止密碼子,但在特殊情況下,UGA可以編碼硒代半胱氨酸。
②在原核生物中,GUG也可以做起始密碼子,此時它編碼甲硫氨酸。
(1)RNA具有作為遺傳物質(zhì)、催化、運輸?shù)榷喾N功能。(√)
(2)翻譯時,每種氨基酸僅由一種密碼子決定。(X)
[特別提醒]
(1)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄不止發(fā)生在細胞核中,DNA存在的部位,如細胞核、葉綠體、繞粒體、擬核和質(zhì)粒等部位都可發(fā)生。
?洋蔥根尖細胞轉(zhuǎn)錄可發(fā)生在葉綠體 X 無
(2)轉(zhuǎn)錄的對象是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,即基因,并非整個DNA分子。DNA分子中的基因是不連續(xù)的,即基因間存在非基因片段,因此一個DNA分子轉(zhuǎn)錄能生成多個RNA分子。
(3)一個DNA分子上的不同基因,在轉(zhuǎn)錄時模板鏈不一定相同,即一次轉(zhuǎn)錄時只以其中一條鏈的片段作模板。對不同基因轉(zhuǎn)錄兩條鏈往往都可作模板。
(4)幾乎所有的細胞都能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯。只有分裂的細胞才進行DNA分子的復(fù)制。高度分化的細胞失去了分裂能力,不進行DNA分子的復(fù)制。
[原核細胞和真核細胞基因表達的不同]
原核細胞由于沒有核膜的存在,擬核和細胞質(zhì)之間沒有界限,因此原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進行。
真核細胞由于有核膜的存在,細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄生成的RNA從核孔出來,與細胞質(zhì)中的核糖體結(jié)合,參與翻譯過程,因此真核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯,在時間上不同時進行。
[密碼子和氨基酸之間的關(guān)系]
起始密碼子既是翻譯的起始信號,又能編碼
相關(guān)的氨基酸。終止密碼子是翻譯的終止信號,不編碼氨基酸。X(特殊情況)
一種密碼子(終止密碼子除外)決定一種氨基酸,一種氨基酸可由一種或多種密碼子決定。密碼子的簡并性,即幾種密碼子決定
同一種氨基酸的現(xiàn)象,保證了翻譯的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及遺傳性狀的穩(wěn)定性。
[特別提醒]區(qū)分啟動子與起始密碼子、終止子與終止密碼子
啟動子與終止子存在于基因(DNA)中,是基因轉(zhuǎn)錄開始與結(jié)束的結(jié)構(gòu);起始密碼子與終止密碼子存在于mRNA上,是翻譯開始與結(jié)束的信號。
1.原核細胞…
C.轉(zhuǎn)錄完成后立即就開始了翻譯過程X同時
D.多個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成,提高了翻譯效率 X
同一條mRNA分子能夠同多個核糖體結(jié)合,同時合成若干條蛋白質(zhì)多肽鏈
結(jié)合在同一條mRNA上的核糖體就稱為多聚核糖體,這樣一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條肽鏈
變式(2021·河北卷)下列關(guān)于基因表達的敘述,正確的是(C)√
A.所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼X eg.RNA病毒
B.DNA雙鏈解開,RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動到終止密碼子時停止轉(zhuǎn)錄 X
終止子
C.翻譯過程中,核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性 √
D.多肽鏈的合成過程中,RNA讀取mRNA上全部堿基序列信息X eg. 終止密碼子
部分
2.真核細胞翻譯,正確的是(C)X
C.該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
tRNA反密碼子和mRNA密碼子配對時-氫鍵形成;tRNA離開核糖體時-氫鍵斷裂
D.該過程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)√和細胞核基質(zhì)中 X 細胞核內(nèi)無核糖體
3.(2017·新課標Ⅲ·1)下列關(guān)于真核細胞中轉(zhuǎn)錄的敘述,錯誤的是(C)
A.tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來 √
B.同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生 √
C.細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生 X 真核細胞轉(zhuǎn)錄還在線綠體 葉綠體
D.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補 √
4.(2018·浙江·23)下列關(guān)于洋蔥根尖細胞遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程的敘述,正確的是(A)
A.一個DNA可轉(zhuǎn)錄出多個不同類型的RNA√
B.以完全解開螺旋的一條脫氧核甘酸鏈為模板 X
C.轉(zhuǎn)錄終止時成熟的RNA從模板鏈上脫離下來 X 前體RNA加工后才成熟
D.可發(fā)生在該細胞的細胞核、線粒體和葉綠體中 X 根尖細胞無
5.
A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子 √
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合 √
C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成 X
mRNA、tRNA、rRNA三種RNA一般都為單鏈結(jié)構(gòu),雖然tRNA部分區(qū)域會自我折疊形成堿基互補的“雙鏈”,但也改變不了它是一條鏈的本質(zhì)。
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變 √ 簡并性
6.(2020·江蘇·9)某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5端含有重復(fù)序列CTCTTCTCTTCTCTT,下列敘正確的是(B)X C
A.CTCTT重復(fù)次數(shù)改變不會引起基因突變X
只要堿基對數(shù)目和排列順序改變就一定引起基因突變,與位置無關(guān),
B.CTCTT重復(fù)次數(shù)增加 提高了該基因中密啶堿基√的 比例X 但無論如何突變,一定是一個嘌呤對應(yīng)一個嘧啶,兩者的堿基比例不會改變,永遠是1:1
C.若CTCTT重復(fù)6次,則重復(fù)序列之后編碼的氨基酸序列不變 √
D.CTCTT重復(fù)次數(shù)越多,該基因編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越大 X