1、第11课时 遗传信息的表达(),第3章 遗传信息的复制与表达,目标导读 1.阅读教材，结合实例概述基因表达的调控机理。 2.分析图312，归纳“中心法则”的主要内容。 重难点击 1.原核生物基因表达的调控。 2.中心法则的主要内容。,一 基因表达的调控,二 中心法则,内容索引,达标检测,一 基因表达的调控,在生命活动中，基因表达是严格有序的，它受调节基因和其他调节因素的控制与影响。阅读教材P4042内容，结合材料，试归纳基因表达调控的规律。 1.基因表达调控的概念及意义 (1)概念：对基因表达过程的 就称为基因表达的调控。 (2)意义：每个细胞都有复杂的基因调控系统，使各种蛋白质只有在_才被合
2、成，这样就能使生物 ，防止生命活动中的浪费现象和有害后果的发生，保持体内代谢过程的正常状态。 (3)不同的生物或同一种生物细胞分化发育的不同时期，其调控机制是_。,调节作用,需要时,适应多变的环境,不同的,(2)调控原理：大肠杆菌染色体上存在着 ，它由一个 (O)、 、 (P)和 (I)组成，三个结构基因分别是 (编码半乳糖苷酶)、 (编码半乳糖苷透过酶)和 (编码半乳糖苷转乙酰酶)。培养基中乳糖的存在与否，直接影响三个结构基因的表达。,2.原核生物基因表达的调控 阅读教材P4041内容，以乳糖分解代谢基因表达调控(如图)为例，探讨原核生物基因表达的调控原理。 (1)发生时间：主要发生在 过程
3、中。,乳糖操纵子,操纵基因,三个结构基因,启动子,调节基因,LacZ,LacY,LacA,转录,当培养基中 存在时，乳糖可以与调节基因的产物 结合，使调节蛋白 (能，不能)与操纵基因结合，从而使RNA聚合酶顺利地与 结合， 三个结构基因的转录，也就促进了半乳糖苷酶的_，使乳糖被分解为葡萄糖和半乳糖，供给大肠杆菌生长的需要。,(3)调控过程 当培养基中没有乳糖时，调节基因的产物_会与 结合，从而_ _与启动子的结合，使三个结构基因_，也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶。,操纵基因,调节蛋白,阻碍,RNA聚合酶,无法转录,只有乳糖,不能,启动子,调节蛋白,促进,合成,3.真核生物基因的表达调控 阅读
4、教材P4142内容，归纳真核生物基因表达调控的特点： (1)真核生物基因表达的调控机制与原核生物有相似之处，但比原核生物的调控机制 。 (2)调控特点：真核生物的 含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息。在调节因素的作用下，随着生物体的生长发育，遗传信息 表达。一般在胚胎时期，基因表达的数量 ，但在以后的生长发育过程中，有些基因表达增强，有些基因表达减弱或被抑制，即真核生物的基因表达具有选择性。,受精卵,复杂得多,最多,有序地,基因表达的调控是生物体生存必不可少的。尤其是当周围的营养、温度、湿度及pH等条件发生变化时，生物体就要在调节因素的作用下，调整自身的基因表达，产生相应功能的蛋白质，通过改
5、变生物体自身的代谢以适应环境。,1.下列关于基因表达调控的叙述中，错误的是 A.基因表达的调控是生物体必不可少的 B.原核生物的基因表达调控机制和真核生物的完全一样 C.乳糖操纵子由操纵基因、结构基因、启动子和调节基因组成 D.当调节基因的表达产物与操纵基因结合以后，结构基因无法表达,答案,解析,解析 基因表达的调控对生物体的生长和发育非常重要，使生物体能适应复杂多变的环境。乳糖能否被利用与乳糖操纵子关系密切，乳糖操纵子由操纵基因、结构基因、启动子和调节基因四部分组成。只要调节基因的表达产物不与操纵基因结合，则结构基因可以表达。原核生物的基因表达调控机制与真核生物的相似，但真核生物的基因表达调
6、控机制比原核生物的复杂得多。,二 中心法则,1.对中心法则的早期认识 中心法则表示的是生物体内遗传信息的主要流动方向，是由克里克首先提出来的，当时对中心法则的认识如图所示，据图回答： 由中心法则可以看出，遗传信息可以由DNA流向 ，完成DNA的 ；也可以由DNA流向 ，完成遗传信息的 ，然后由RNA流向 ，完成遗传信息的 过程。,自我复制,DNA,RNA,转录,蛋白质,翻译,2.中心法则的发展 伴随着科学的发展，中心法则得到了补充和发展。结合材料，完成下面的思考： 材料1 1965年，科学家发现，很多RNA病毒在感染宿主细胞后，它们的RNA在宿主细胞内进行复制，这种复制是以导入的RNA为模板，
7、而不是通过DNA。 材料2 1970年，巴尔的摩和梯明在致癌的RNA病毒中，发现一种酶，能以RNA为模板合成DNA。他们称这种酶为依赖RNA的DNA多聚酶，现在一般称为逆转录酶。这说明，遗传信息流也可以反过来，即从RNADNA。这是一项重要的发现。巴尔的摩和梯明于1975年荣获诺贝尔奖。,(1)材料1说明遗传信息还可以从 流向 。 (2)材料2说明遗传信息还可以从 流向 。 (3)结合以上内容试着完善下面的中心法则，并思考遗传信息传递的5个途径： DNADNA(或基因到基因)：是 过程，表示遗传信息的传递。 ：遗传信息的 过程。,RNA,RNA,RNA,DNARNA,DNA,DNA的复制,转录
8、,RNA ：发生在细胞质 上的 过程，其中共同完成遗传信息的表达。 ：少数RNA病毒(如HIV)等在宿主细胞内的 过程。 RNARNA：大多数以RNA作为遗传物质的生物的 过程。,蛋白质,RNADNA,核糖体,逆转录,翻译,RNA自我复制,(1)实线表示的、途径在自然界中普遍存在，发生在以DNA为遗传物质的生物体内；虚线表示的、途径是后来发现的，是对中心法则的补充，发生在以RNA为遗传物质的生物体内。 (2)逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。这是获得目的基因的重要手段。 (3)中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。
9、,小贴士,(4)中心法则体现了DNA的两大基本功能,传递功能：图中体现了遗传信息的传递功能，通过DNA复制完成，发生在细胞增殖过程或亲代产生子代的生殖过程中。 表达功能：图中共同体现了遗传信息的表达功能，通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。,中心法则中几个过程的比较,2.中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。下列说法不正确的是 A.a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录 B.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c，需要逆转录酶参与的过程是d C.a、b、c过程只发生在真核细胞中，d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中 D.在真核细胞中
10、，a和b两个过程发生的主要场所相同，但需要的关键酶 种类不同,答案,解析,问题导析,问题导析 (1)中心法则中涉及的生理过程有DNA的 、 、 、RNA的 、RNA的复制。 (2)翻译过程中三种RNA都用到，逆转录过程会用到 酶。 (3)细胞生物的遗传物质为 ，这样的生物能够发生DNA复制、转录和翻译。 (4)真核生物中能够进行DNA复制的场所为 、 、 。,复制,转录,翻译,返回上页,答案,逆转录,逆转录,细胞核,DNA,线粒体,叶绿体,解析 图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制，其中c过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸，a
11、、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒中。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA聚合酶，而后者需要RNA聚合酶，两者都需要解旋酶。,返回上页,生物基因表达的调控 生物基因表达的调控,转录,翻译,蛋白质,逆转录,原核,真核,基因表达的调控,中心法则：,学习小结,达标检测,1.下列关于中心法则的叙述中，不正确的是 A.它是指遗传信息在生物大分子间的传递过程 B.它首先由英国科学家克里克提出 C.遗传信息的传递方向不可能从RNA传向DNA D.遗传信息最终要流向蛋白质，使其表达,2,3,4,1,答案,解析,解析 遗传信息可以从RNA传
12、递给DNA，故此题的答案为C。,2.某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核糖核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是 A.抑制该病毒RNA的转录过程 B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程 C.抑制该RNA病毒的逆转录过程 D.抑制该病毒RNA的自我复制过程,答案,解析,2,3,1,4,2,3,1,解析 RNA病毒的遗传物质需要经逆转录过程形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核糖核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。,4,3.下列不是真核生物基因表达调控结果的是 A.使生物更
13、好地适应变化的环境 B.使细胞分裂，数量增加 C.使细胞分化 D.使开花植物先营养生长后生殖生长,答案,2,3,1,4,4.如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四支试管内都有产物生成，请据图回答下列问题： (1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是_过程，d试管内模拟的是_过程。,2,3,4,1,答案,DNA复制,逆转录,解析,2,3,4,1,解析 因为a与d两试管中加入的原料都是脱氧核糖核苷酸，所以其产物相同，该产物是DNA，而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。,(2)b、c两试管内的产物都是
14、_，但b试管内模拟的是_过程，c试管内模拟的是_过程；b试管的产物中最多含有_个碱基，有_个密码子。,2,3,1,答案,解析,RNA,RNA复制,30,转录,10,4,2,3,4,1,解析 因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核苷酸，所以两试管中的产物都是RNA。而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此，b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，RNA含有的碱基应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子，所以有10个密码子。c试管表示的是RNA的复制。,(3)d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了_。,2,3,1,答案,解析,逆转录酶,4,解析 逆转录时需要逆转录酶的催化。,(4)若要在b试管中继续获得多肽链，则至少还应加入_ _。,2,3,1,答案,解析,各种氨基酸、tRNA、,4,有关的酶,解析 若要在b试管内继续得到多肽链，则需满足翻译过程所需的条件，所以至少还应加入各种氨基酸和tRNA以及与多肽链合成有关的酶。,
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