1、第 3 课时 遗传信息的表达()学习目标 1.阅读教材，结合实例概述基因表达的调控机理。2.结合教材图文，归纳“中心法则”的主要内容。学习重点 1.原核生物的基因表达的调控。2.中心法则的主要内容。本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 1.细胞中遗传信息的携带者是，生命活动的承担者是。2.由DNA到蛋白质需要经过和两个过程，真核细胞中，这两个过程的主要场所分别是和细胞质中的。3.病毒含有的核酸是。知识储备区第11课时DNA蛋白质转录翻译细胞核核糖体DNA或RNA本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 4.遗传信息的转录(1)在中，以DNA双链中的一条为模板合成的过程。
2、(2)RNA(单链)：使基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的。：三叶草结构，识别遗传密码和运载特定的氨基酸。：是核糖体中的RNA。5.遗传信息的翻译(1)在细胞质的上，氨基酸以为模板合成具有一定氨基酸顺序的的过程。知识储备区第11课时细胞核mRNA信使RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)核糖体mRNA多肽链本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区(2)实质：将 mRNA 中的碱基序列翻译成蛋白质的。(3)密码子(64 个)：mRNA 上决定一个氨基酸的。其中，是起始密码，、为终止密码(无义密码子)。【情景导入】在生命活动中，基因的表达受到严格的调控，这
3、样才能保证生物在不同的发育阶段出现相应的性状或代谢特点，最终使生物更能适应环境变化。今天我们就来学习生物基因表达的调控及中心法则的内容。知识储备区第11课时AUGUAGUAAUGA氨基酸序列3个相邻碱基本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时探究点一 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，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成，这样就能使生物，防止生命活动中
4、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。调节作用需要时适应多变的环境本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时2.原核生物基因表达的调控阅读教材，以乳糖分解代谢基因表达调控(如下图)为例，探讨原核生物基因表达的调控原理。本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区(1)发生时间：原核生物基因表达的调控主要发生在过程中。(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。学习探究区第
5、11课时转录乳糖操纵子操纵基因三个结构基因启动子调节基因LacZLacYLacA本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区(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。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。学习探究区第11课时只有乳糖调节蛋白不能启动子促进合成调节蛋白操纵基因阻碍RNA聚合酶无法转录本课时栏目开关 知识储备区
6、 学习探究区 自我检测区 3.真核生物基因的表达调控阅读教材，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。学习探究区第11课时受精卵有序地最多选择性复杂得多本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时【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
7、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。本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时【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，结构基因无法表达本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时解析 基因表达的调节对生物体的生长和发育非
8、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。答案 B本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 探究点二 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下图所示，据图回答：学习探究区第11课时本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 由中心法则可以看出，遗传信息
9、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。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。学习探究区第11课时DNA自我复制RNA转录蛋白质翻译本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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
10、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：学习探究区第11课时RNARNARNADNA本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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：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、HIV
11、等在宿主细胞内的过程。RNARNA：以 RNA 作为遗传物质的生物(如 RNA 病毒)的过程。实线表示的、途径在自然界中普遍存在，发生在绝大多数的生物体内；虚线表示的、途径是后来发现的，这两种遗传信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。学习探究区第11课时DNA的复制DNARNA转录蛋白质核糖体翻译RNADNA逆转录RNA自我复制本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 小贴士（1）图中“RNADNA 的逆转录”和“RNARNA 的 RNA 自我复制”过程，在病毒单独存在时不能进行，只有当病毒寄生在宿主细胞中以后才发生。（2）逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是
12、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。学习探究区第11课时本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区【归纳提炼】中心法则中几个过程的比较模板原料碱基互补产物实例DNA 复制(DNADNA)DNA两条链含 A、T、G、C的 四 种 脱 氧 核糖核苷酸ATGC DNA绝大多数生物DNA 转录(DNARNA)DNA一条链含 A、U、G、C的 四 种 核 糖 核苷酸AUTAGCRNA绝大多数生物学习探究区第11课时本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时
13、RNA 复制(RNARNA)RNA含 A、U、G、C 的四种 核 糖 核苷酸AUGC RNA以 RNA 为遗传 物 质 的 生物，如烟草花叶病毒等RNA 逆转录(RNADNA)RNA含 A、T、G、C 的四种脱氧 核 糖 核苷酸ATUAGCDNA某 些 致 癌 病毒、艾滋病病毒等翻译(RNA多肽)信使RNA20 种氨基酸AUGC多肽所有生物本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时【活学活用】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()本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时A.a、b、
14、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 dC.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，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本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区第11课时解析 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、b、c 在细胞生物中均能发生，d、e 只发生在
15、 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。答案 C本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 基因表达的调控生物基因表达的调控生物基因表达的调控中心法则：学习探究区第11课时原核真核转录逆转录翻译蛋白质本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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 DNAD遗传信息最终要流向蛋白质，使其表达自我检测区
16、第11课时解析 遗传信息可以从 RNA 传递给 DNA，故此题的答案为 C。C 本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 2.在大豆体细胞内，遗传信息在生物大分子间转移通常不发生()A.从 DNADNA 的复制过程B.从 DNARNA 的转录过程C.从 RNA蛋白质的翻译过程D.从 RNARNA 以及 RNADNA自我检测区第11课时解析 细胞生物通常无 RNA 复制和逆转录过程。D 本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 3.下列不是真核生物基因表达调控结果的是()A使生物更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自我检测区第
17、11课时B本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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)b、c 两试管内的产物都是_，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。第11课时自我检测区本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 第11课时(3)d 试管中加入的酶比 a 试管中加入的酶多了_。(4)若要在 b 试管中继续获得多肽链，则至少还应加入
18、_。解析(1)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。自我检测区本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 第11课时(2)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)逆转录时需要逆转录酶的催化。(4)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。自我检测区本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 第11课时答案(1)DNA 复制 逆转录(2)RNA 转录 RNA 复制 30 10(3)逆转录酶(4)各种氨基酸、tRNA、有关的酶自我检测区本课时栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区