四、基因的表达(复习)

作为遗传物质DNA的功能单位，基因一方面承载着遗传信息，另一方面要将这些信息以一定的形式反映到生物体的性状上来，这就是基因的表达。

（一）基因对性状的控制途径

    正常人的黑色素由酪氨酸在酪氨酸酶的催化作用下转化而来。猜想白化基因是如何控制人的白化性状的？

1．控制酶和激素的合成 → 细胞代谢

镰刀型细胞贫血病人的红细胞呈镰刀型，正常人的呈圆饼状。二者血红蛋白基因只相差一个碱基对，血红蛋白只相差一个氨基酸。猜测血红蛋白基因是怎样发挥作用的？

2．控制蛋白质分子结构 → 细胞结构

思考：基因和性状的关系

a. 某一基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？

分析教材P69：淀粉分支酶基因→豌豆粒形和甜度，说明基因具有多效性。

b.生物某一性状仅由一对等位基因决定吗？（性状的多基因决定。）

分析教材P71果蝇红眼的形成与红眼基因的关系，可以说明 “当其他基因都相同的情况下，两个个体间某一性状的差异由一对基因的差异决定。”性状都是由多基因决定的。

又如，教材P90：“单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病。”“多基因遗传病是指受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。”相关性状实际上也不可能仅由一对等位基因决定，因此，这两个定义应该理解为：“单基因遗传病是指由一对等位基因的差异决定的遗传病。”“多基因遗传病是指受两对以上等位基因的差异控制的人类遗传病。”

c. 两个体间某一性状如果相同，相应基因型就相同吗？生物的性状仅由基因决定吗？

分析教材P71：长翅果蝇幼虫经35~37℃处理（正常培养温度是25℃）得到一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常温度下产生的后代仍是长翅果蝇。这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？

（二）基因指导蛋白质的合成

 画图：

1．转录：DNA→mRNA

                解旋 →配对→ 聚合→ 释放

讨论：

 a.如果以两条链做模板会发生什么情况？

 b.转录所得mRNA碱基顺序与DNA模板链和编码链之间的关系？

 c.为什么3个碱基构成一个密码子决定一个氨基酸？

2．翻译：mRNA→肽链

       配对解码安放氨基酸→脱水缩合形成肽→肽链延伸并释放

 讨论：

 a.mRNA到达核糖体并与之结合后，谁来解码？谁来从细胞质基质搬运氨基酸到核糖体？

             tRNA既懂文功（翻译官），又通武略（搬运工）。

 b.肽链从核糖体释放后在哪里加工成熟？

 思考：

a.       图中DNA、RNA中一条链上带圈的A和A~P~P~P中A~P的含义相同吗？

b.      假定细胞中合成一个4肽：精—亮—丝—缬，mRNA对应碱基数（密码子）、DNA上对应碱基数？试写出mRNA的对应碱基，看能确定吗？如果控制上述4肽合成的DNA对应模板链上的碱基序列为TCT AAT AGA CAA，其中第三个碱基T替换为C，其互补链上相应碱基A替换为G，对该4肽有影响吗？

c.        在细胞分裂间期，细胞中游离脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸和ATP的变化情况？

（三）基因表达的特点

1．高效性

a.很多氨基酸都可由多种密码子编码(还能提高纠错能力)；

b.一个mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条多肽链；

c.原核生物转录和翻译因无核膜的阻隔，可以同时进行。

2．选择性（组织专一性）

   血红蛋白基因只在红细胞中表达，胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达。

   想象空间：“基因选择性表达”与“客人下饭店点菜”

   总菜单（基因组）、点菜单（mRNA）、厨师（tRNA）、操作间（核糖体）、生菜（氨基酸）、菜肴（蛋白质）。

（四）遗传信息的流动规律——中心法则

2008年上海高考37．（11分）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。请回答下列问题。

 

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是        、       、        和       。

（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是            （用图中的字母回答）。

（3）a过程发生在真核细胞分裂的      期。

（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是               。

（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是            ，后者所携带的分子是      。

（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：

①                                ；②                                   。

答案：（1）DNA复制  转录  翻译  逆转录  （2）c  （3）间（S）  （4）细胞核  （5）tRNA（转运RNA）  氨基酸  （6）如下图：