2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)：基因的表達(dá)

—一場(chǎng)生物革命的開(kāi)始基因的表達(dá)（復(fù)習(xí)課）目錄1.基因的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展史（回顧）2.基因的表達(dá)3.習(xí)題講解基因的發(fā)現(xiàn)史回顧早在19世紀(jì)中期，奧地利的修道士孟德?tīng)栆驗(yàn)榘l(fā)現(xiàn)了著名的遺傳定律，半個(gè)多世紀(jì)以后，這個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)使他名垂青史。孟德?tīng)栠z傳定律的發(fā)現(xiàn)：1.基因的分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子（等位基因）成對(duì)存在，不相融和；在形成配子時(shí)，成對(duì)的等位基因發(fā)生分離，分離后的等位基因分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。2.基因的自由組合定律：控制不同性狀的基因的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的等位基因彼此分離，決定不同形狀的等位基因自由組合。減數(shù)分裂和受精作用摩爾根：基因在染色體上意義：利用染色體的概念解釋了孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，使遺傳學(xué)的大廈有了更加廣闊的平臺(tái)。又從有限的染色體數(shù)目和數(shù)量龐大的基因證明了：一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因，并且通過(guò)對(duì)果蠅染色體上基因的相對(duì)位置的測(cè)定，證明了基因在染色體上是線性排列的。一對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因不遵循自由組合定律近代對(duì)基因本質(zhì)的討論和研究：格里菲斯的實(shí)驗(yàn)：肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。有一種不是蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化因子在小鼠體內(nèi)將R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。艾弗里的實(shí)驗(yàn)：肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。初步驗(yàn)證了DNA是這種轉(zhuǎn)化因子。但是因?yàn)榉蛛x的DNA中還是含有少量的蛋白質(zhì)，所以沒(méi)有被世人所公認(rèn)。T?噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)：直接驗(yàn)證了DNA是生物的遺傳物質(zhì)?；蚪Y(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)：威爾金斯，富蘭克林，沃森，克里克：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA妃子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G、四種堿基。磷酸—脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈結(jié)構(gòu)。腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量，；鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（G）的量。那么，就說(shuō)明，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。堿基的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。如圖所示，堿基通過(guò)氫鍵相連，A和T之間有兩個(gè)氫鍵，C和G之間有三個(gè)氫鍵。那么，既然我們知道了基因是什么，他的化學(xué)本質(zhì)是什么，那，基因是如何表達(dá)，形成世界上這千千萬(wàn)萬(wàn)的，多種多樣的生物的？基因的表達(dá)DNA的復(fù)制半保留復(fù)制：有一半舊的鏈，另一部分是新復(fù)制的鏈。發(fā)生時(shí)期：細(xì)胞有絲分裂的間期用到的原料：解旋酶，DNA復(fù)制酶，ATP，4種脫氧核苷酸。作用化學(xué)鍵：磷酸二酯鍵的3‘端。過(guò)程：親代DNA模板合成子代DNA。利用解旋酶，邊解旋邊復(fù)制，復(fù)制時(shí)脫氧核苷酸隨機(jī)碰撞，遇到互補(bǔ)配對(duì)的堿基就形成磷酸二酯鍵?；蛲ǔＪ怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段一個(gè)DNA分子的堿基序列千變?nèi)f化，有許多個(gè)基因每個(gè)基因都是特定的DNA片段，有特定的遺傳效應(yīng)，DNA蘊(yùn)含了大量的遺傳信息。遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基對(duì)的排列順序之中；堿基對(duì)的順序千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性，而堿基特定的排列序列，又構(gòu)成了DNA分子的特異性。請(qǐng)大家思考一下，假設(shè)一個(gè)基因有17個(gè)堿基對(duì)，每個(gè)堿基對(duì)都不確定，總共可以構(gòu)成多少種基因？這對(duì)你理解基因的多樣性有什么幫助？可以構(gòu)成417種基因，大概100多億，這個(gè)事實(shí)說(shuō)明了基因的多樣性。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA但是有一些病毒是RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以有少數(shù)生物的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段對(duì)新型冠狀病毒的補(bǔ)充說(shuō)明今年爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎是RNA病毒，有必要說(shuō)明2019新型冠狀病毒2020年1月12日被世界衛(wèi)生組織命名為2019-nCoV[1]，2020年2月11日被國(guó)際病毒分類委員會(huì)命名為SARS-CoV-2[2]。美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站12日?qǐng)?bào)道說(shuō)，國(guó)際病毒分類學(xué)委員會(huì)冠狀病毒研究小組主席約翰·齊布爾表示，他們是根據(jù)基因測(cè)序等方面的分類學(xué)研究提出這個(gè)名稱，“這一名稱與SARS疾病之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)”。鐘南山院士9日在接受媒體采訪時(shí)也曾表示，新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒是同一類，但不是同一種。[3]感染機(jī)制人感染了冠狀病毒后常見(jiàn)體征有呼吸道癥狀、發(fā)熱、咳嗽、氣促和呼吸困難等。在較嚴(yán)重病例中，感染可導(dǎo)致肺炎、嚴(yán)重急性呼吸綜合征、腎衰竭，甚至死亡。目前對(duì)于新型冠狀病毒所致疾病沒(méi)有特異治療方法。但許多癥狀是可以處理的，因此需根據(jù)患者臨床情況進(jìn)行治療。此外，對(duì)感染者的輔助護(hù)理可能非常有效為防止感染，我們要自己做好防護(hù)。做好自我保護(hù)包括：保持基本的手部和呼吸道衛(wèi)生，堅(jiān)持安全飲食習(xí)慣，并盡可能避免與任何表現(xiàn)出有呼吸道疾病癥狀（如咳嗽和打噴嚏等）的人密切接觸?；蛑笇?dǎo)蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞中RNA的種類：mRNA：信使RNAtRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸rRNA：核糖體RNA這三種RNA在基因的過(guò)程中缺一不可。關(guān)于轉(zhuǎn)錄：RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過(guò)程稱作轉(zhuǎn)錄。在真核生物細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA還要進(jìn)行一些修飾；在原核生物中，轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不需要經(jīng)過(guò)修飾即可轉(zhuǎn)錄；真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯不能同時(shí)進(jìn)行，原核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同時(shí)進(jìn)行。了解一下：1.實(shí)際上，細(xì)胞中最多的RNA是rRNA，占了近70%，然后是tRNA，最少的是mRNA。2.rRNA在合成蛋白質(zhì)時(shí)有催化作用。3.一個(gè)細(xì)胞的代謝水平有多旺盛，從核孔的數(shù)量可以看出來(lái)，因?yàn)榇x越旺盛，合成的蛋白質(zhì)就越多，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中基因的遺傳信息表達(dá)就越多。遺傳信息的翻譯64種密碼子：61種編碼蛋白質(zhì)，3種是終止密碼子。最終得到的只是肽鏈，不是蛋白質(zhì)；要想得到有生物活性的蛋白質(zhì)，還需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的粗加工和精細(xì)加工中心法則遺傳信息可以從DNA流向DNA（復(fù)制）；也可以從DNA流向RNA（轉(zhuǎn)錄），進(jìn)而流向蛋白質(zhì)（翻譯）。這個(gè)適用于細(xì)胞生物和DNA病毒。少數(shù)生物（RNA病毒）遺傳信息可以從RNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，或者RNA流向DNA再次流向RNA后流向蛋白質(zhì)。但是，現(xiàn)在還有一種猜測(cè)：遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向RNA之后流向DNA。原因是朊病毒的發(fā)現(xiàn)，這個(gè)生命科學(xué)上的未解之謎等你來(lái)發(fā)現(xiàn)?；虮磉_(dá)與性狀的關(guān)系豌豆的圓粒與皺粒是怎么形成的呢？從豌豆的實(shí)例可以看出：基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物性狀。除了這種方式以外，基