3.2 遗传信息的表达(Ⅲ) 学案(含答案)
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1、第第 11 课时课时 遗传信息的表达遗传信息的表达() 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 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:对基因表达过程的调节作用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需要时才被合成,这样就 能使生物适应多变的环境,防止生命活动
2、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,其调控机制是不同的。 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:主要发生在转录过程中。 (2)调控原理:大肠杆菌染色体上存在着乳糖操纵子,它由一个操纵基因(O)、三个结构基因、 启动子(P)和调节基因(I)组成,三个结构基因分别是 LacZ(编码半乳糖苷酶)、LacY(编码半乳 糖苷透过酶)和 LacA(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
3、的表达。 (3)调控过程 当培养基中没有乳糖时,调节基因的产物调节蛋白会与操纵基因结合,从而阻碍 RNA 聚 合酶与启动子的结合,使三个结构基因无法转录,也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶。 当培养基中只有乳糖存在时,乳糖可以与调节基因的产物调节蛋白结合,使调节蛋白不能 (能,不能)与操纵基因结合,从而使 RNA 聚合酶顺利地与启动子结合,促进三个结构基因的 转录,也就促进了半乳糖苷酶的合成,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真核生物基因的表达调控 阅读教材 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
4、生物的调控机制复杂得多。 (2)调控特点:真核生物的受精卵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,遗传信息有序地表达。一般在胚胎时期,基因表达的数量最 多,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。 归纳提炼 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,通过改变生物体自身的代谢以适应环境。 活学活用 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
5、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 B 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
6、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 DNA,完成 DNA 的自我复制;也可以由 DNA 流向 RNA, 完成遗传信息的转录, 然后由 RNA 流向蛋白质, 完成遗传信息的翻译过程。 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,而不是通过 DNA。 材料 2 1970 年,巴尔的摩和梯明在致癌的 RNA
7、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 RNA 流向 RNA。 (2)材料 2 说明遗传信息还可以从 RNA 流向 DNA。 (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 DNA 的复制过程,表示遗传信息的传递。 DNARNA:遗传信息的转录过程。 RNA蛋白质:发生在细胞质核糖体上的翻译
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