學(xué)習(xí)活動3：構(gòu)建基因的表達(dá)過程基因表達(dá)是指基因通過mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，而蛋白質(zhì)是生物性狀的承擔(dān)者，真核生物和原核生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同決定了它們的基因表達(dá)機(jī)制存在一定區(qū)別。右圖表示三個核糖體相繼結(jié)合到一個mRNA分子上，并沿著mRNA移動合成肽鏈的過程。1.圖中所示的是基因表達(dá)的哪個過程？該過程有幾種RNA參與？它們分別起什么作用？ 2.請?jiān)趫D中標(biāo)注核糖體的移動方向，翻譯形成的1、2、3條肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?，這種翻譯機(jī)制對生物有什么意義？ 3.下圖為原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)過程，分析原核生物和真核細(xì)胞基因表達(dá)有什么區(qū)別？
4.如圖為甲、乙、丙三種類型的病毒的遺傳信息的傳遞方式HIV、煙草花葉病毒、噬菌體分別屬于上述哪種病毒？用文字加箭頭的形式分別表示三種病毒的遺傳信息流向（標(biāo)注各階段名稱）。【總結(jié)】從所需的模板、原料、酶、產(chǎn)物、特點(diǎn)等方面比較DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄過程。
1.判斷：①RNA不存在氫鍵、tRNA是雙鏈的 ②tRNA上只有3個堿基 ③RNA中只有mRNA攜帶遺傳信息 ④只有mRNA是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物 ⑤只有mRNA參與翻譯過程2.為什么RNA適合做信使？3.3種RNA的作用？4.名詞區(qū)分：
密碼子：位于mRNA上 反密碼子：位于tRNA上
①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一般是_單鏈，不穩(wěn)定，變異頻率高。②少數(shù)RNA還有 催化 功能。③不同細(xì)胞，mRNA不同，但rRNA、tRNA無差異
①都是 轉(zhuǎn)錄 產(chǎn)生的 ②基本組成單位相同 ③都與 翻譯 過程有關(guān)
某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_____。
基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A
①能儲存遺傳信息。②RNA一般為單鏈，比DNA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中
信使RNA（mRNA）：攜帶遺傳信息，翻譯的模板，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）：識別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、識別密碼子 P67核糖體RNA（rRNA）：構(gòu)成核糖體，催化肽鍵的形成。
1955年Brachet用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。
思考1：如何設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)說明RNA可能就是基因與蛋白質(zhì)之間的信使？
思：一個基因的兩條鏈都可以作為轉(zhuǎn)錄的模板嗎？
基因上有一段特殊的DNA序列，這段DNA序列可以結(jié)合RNA聚合酶(RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn))。也成為轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，從而起始轉(zhuǎn)錄過程 。
2.mRNA鏈的延伸方向?yàn)?’---3’3.解旋、識別并結(jié)合轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)（啟動子）、連接相鄰核糖核苷酸間的磷酸二酯鍵
判斷出轉(zhuǎn)錄方向，并寫出下列DNA和RNA的3'端和5'端
整理：1、轉(zhuǎn)錄的基本單位是基因，而非整個DNA；2、基因的兩條鏈中只有一條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄的模板鏈，特定基因的模板鏈?zhǔn)枪潭ǖ摹?.一個DNA上的不同基因，轉(zhuǎn)錄的模板鏈不一定都在同一條DNA單鏈上。4.真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄出的RNA需要進(jìn)一步加工（切除內(nèi)含子對應(yīng)序列）才能成為成熟的RNA。
P66思考討論：1.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？ 這對保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？2.與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶有什么不同?3.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條鏈的堿基序列各有哪些異同？
1.提示:可以從所需條件、過程中的具體步驟所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度進(jìn)行分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對原則等等。其中，堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.DNA復(fù)制原料是4種游離的脫氧核苷酸， 酶是解旋酶和DNA聚合酶;轉(zhuǎn)錄 原料是4種游離的核糖核苷酸， 酶是RNA聚合酶。3. 轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對的關(guān)系。該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈(非模板鏈)的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T
明確：1.DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄并非只發(fā)生在細(xì)胞核中。分析：DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄還可以發(fā)生在葉綠體、線粒體、擬核和質(zhì)粒等處；DNA復(fù)制亦可在體外進(jìn)行，但除滿足模板、酶、引物、原料等基本條件外，還應(yīng)注意適宜的pH、溫度等條件。2.3種RNA都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，但只有mRNA攜帶遺傳信息，并且三種RNA都參與翻譯過程，只是分工不同。
翻譯：以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。其實(shí)質(zhì)是將mRNA的核糖核苷酸序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸順序。
轉(zhuǎn)錄：以DNA的一條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則合成RNA的過程。
遺傳信息從mRNA流向蛋白質(zhì)，使氨基酸脫水縮合成多肽，再合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)性狀。
1.運(yùn)輸：載體、血紅蛋白 2 .免疫：抗體、淋巴因子 3.酶：胞內(nèi)酶、胞外酶4.糖蛋白：作用 5.調(diào)節(jié)：激素 6.結(jié)構(gòu)：肌動、肌球蛋白、骨架 7.受體：糖蛋白
進(jìn)一步思考：1.核糖體與mRNA每次結(jié)合形成幾個tRNA的結(jié)合位點(diǎn)？ 2.核糖體在mRNA上移動一次讀取幾個密碼子？3.氨基酸之間發(fā)生什么反應(yīng)？形成的新鍵？4.翻譯能準(zhǔn)確進(jìn)行的原因
第1步 mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA ，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點(diǎn)1。
第2步 攜帶某個氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2 。
第3步 甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。
第4步 核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子，原位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成
隨著核糖體的移動直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成終止
2個tRNA的結(jié)合位點(diǎn)
6.翻譯方向：核糖體沿mRNA的5’-端向3’-端移動（肽鏈從-NH2端到-COOH端合成）
(1)mRNA為翻譯提供了精確的模板。 (2)通過堿基互補(bǔ)配對，保證了翻譯能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。
拓展（一）：tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸密碼子的判斷
1.獨(dú)立 2.相同3.少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)4.根據(jù)多肽鏈的長短，長的翻譯在前 p182 t3
思考：一個mRNA一定被翻譯成多條同種肽鏈嗎？
真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，在空間和時間上被分隔開進(jìn)行
原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒有分隔，可以同時進(jìn)行，邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯
翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進(jìn)而讀取下一個密碼子。
①密碼子與氨基酸的關(guān)系②密碼子與tRNA（反密碼子）的關(guān)系③氨基酸與tRNA的關(guān)系④病毒的基因?qū)胨拗?，表達(dá)出的還是病毒的蛋白質(zhì)，原因是什么？
翻譯進(jìn)一步思考（一）——密碼子
密碼子有64種，3種終止密碼子，62種能決定氨基酸（UGA是終止密碼子，特情況殊可編碼氨基酸）1種密碼子只能對應(yīng)1種氨基酸1種氨基酸可以對應(yīng)一種或多種密碼子(簡并性)
tRNA有62種1種tRNA（反密碼子）對應(yīng)1種決定氨基酸的密碼子
1種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸；1種氨基酸可以對應(yīng)一種或多種tRNA
注:①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。
通用性：不同的生物密碼子基本相同，即共用一套密碼子。
①增強(qiáng)密碼子的容錯性：由于密碼子的簡并性，當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸;②密碼子的使用頻率：當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。
密碼子簡并性對生物體的生存發(fā)展有什么意義？
理解：密碼子的第三位堿基在決定氨基酸種類方面重要性較小。密碼子的簡并性主要體現(xiàn)在第3個堿基上，由于密碼的簡并性，一種氨基酸可以由多種tRNA來轉(zhuǎn)運(yùn)，由于擺動性的存在，反密碼子碰到合適密碼子的概率顯著提高，所以當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，保證了翻譯的速度
P175 T4 圖1表示細(xì)胞內(nèi)合成RNA的酶促過程，圖2表示a、b、c三個核糖體相繼結(jié)合到一個mRNA分子上，并沿著mRNA移動合成肽鏈的過程。下列相關(guān)敘述正確的是（　　）
A.只要是活細(xì)胞，均能發(fā)生圖1和圖2過程B.圖1過程的模板是DNA的兩條鏈，參與的酶是DNA聚合酶C.圖2中最早與mRNA結(jié)合的核糖體是c，核糖體沿箭頭①的方向移動D.圖2的a、b、c最終合成的三條多肽鏈，其氨基酸順序不相同
5．已知一個由2條肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，共有198個肽鍵，控制翻譯該蛋白質(zhì)分子的mRNA中A和U共占25%，則控制轉(zhuǎn)錄形成該mRNA的DNA分子中，C與G應(yīng)該共有(　　)A．600個　B．700個 C．800個 D．900個
2條肽鏈,198個肽鍵→200個氨基酸→mRNA600個→DNA1200個堿基
1．基因中堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶多肽鏈中氨基酸數(shù)＝6∶3∶1注意：實(shí)際基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因A.基因中的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄后被剪切。 B.在基因中，有的片段(非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。C.合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。D.轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。E.mRNA中有終止密碼和起始密碼子可能不在開頭 （注意至多、至少、堿基對）
mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸
翻譯進(jìn)一步思考（二）——計(jì)算
2.中心法則體現(xiàn)了基因的兩大功能
3.中心法則與生物種類的關(guān)系
4.中心法則與高等動植物不同細(xì)胞的關(guān)系
根尖分生區(qū)葉肉細(xì)胞人的肌肉細(xì)胞
中心法則包括五個過程：①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄；③翻譯；④RNA的復(fù)制；⑤逆轉(zhuǎn)錄,每一個過程都需要模板、原料、酶、能量，也都遵循堿基互補(bǔ)配對原則。
(1)高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同，如：根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有；但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。
RNA復(fù)制酶和逆轉(zhuǎn)錄酶均來自于病毒本身，在宿主細(xì)胞合成。
線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則。（必修2 P69正文）（√）
DNA的兩條鏈均為模板
解旋酶、 DNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A G—C
半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制
邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄后DNA恢復(fù)雙螺旋
主要為mRNA、tRNA、rRNA
使遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性
遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備
真核：細(xì)胞核（主要），線粒體、葉綠體； 原核：擬核（主要）、質(zhì)粒
DNA子鏈從5’-端向3’-端延伸
RNA鏈從5’-端向3’-端延伸
課前背誦、檢查——DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較
課本：P66思考討論-T1 T2
1、不同生物的基因?yàn)槭裁茨芷唇樱?br/>2、外源基因?yàn)槭裁茨茉谑荏w細(xì)胞中表達(dá)？
(1)DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。(2)雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
(1)基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。(2)遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。(3)生物界共用一套遺傳密碼。相同的遺傳信息在不同的生物體內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)。
起始密碼子、終止密碼子：位于mRNA上，分別是翻譯開始和終止的信號密碼子：位于mRNA上 反密碼子：位于tRNA上復(fù)制原點(diǎn)：DNA復(fù)制開始的地方
啟動子：基因首端，RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄開始終止子：基因尾端，終止轉(zhuǎn)錄
3.（2021·河北高考改編）許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細(xì)胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機(jī)理。下列敘述錯誤的是（　?。?br/>A.羥基脲處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都出現(xiàn)原料匱乏B.放線菌素D處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都受到抑制C.阿糖胞苷處理后，腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸D.將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱它們對正常細(xì)胞的不利影響
P69 課后習(xí)題 拓展應(yīng)用 2
4.基因轉(zhuǎn)錄出的初始RNA要經(jīng)過加工才能發(fā)揮作用。初始RNA經(jīng)不同方式的剪接形成不同的mRNA。研究人員從同一個體的造血干細(xì)胞和漿細(xì)胞中分別提取它們的全部mRNA（分別記為L－mRNA和P－mRNA），并以此為模板合成相應(yīng)的單鏈DNA（分別記為L－cDNA和P－cDNA）。下列有關(guān)說法錯誤的是（　?。〢.部分P－cDNA既能與P－mRNA互補(bǔ)，也能與L－mRNA互補(bǔ) B.將P－cDNA與L－cDNA混合后，可能會有少部分形成雙鏈DNA C.L－cDNA和P－cDNA就是能轉(zhuǎn)錄出初始RNA的基因的模板鏈 D.轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的不同剪接使一個基因編碼多種不同結(jié)構(gòu)的多肽成為可能
小黃本 P433 T4
五、基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
基因通過其表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制生物性狀
1.基因?qū)π誀钣锌刂谱饔?br/>2.基因與性狀的關(guān)系，并不都是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系
3.基因不是決定性狀的惟一條件
(1)一般而言，一個基因決定一種性狀。(2)一個性狀可以受到多個基因的影響。(3)一個基因可以影響多個性狀。
表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件
(1)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。(2)基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
性狀是由基因和環(huán)境相互作用的結(jié)果，并且環(huán)境能夠通過對基因或染色體上其他成分的修飾，調(diào)控基因的表達(dá)，進(jìn)而影響性狀
①概念：生物體基因的　　　　保持不變，但　　　　和　　發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。②特點(diǎn) A.可遺傳：基因表達(dá)和表型可以遺傳給后代。 B.不變性：基因的堿基序列保持不變。 C.可逆性：DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化。
③理解表觀遺傳應(yīng)注意的三個問題 A.表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。 B.表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。 C.表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過程，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。④機(jī)制：DNA的　　??；　　　的甲基化和乙?；?。⑤實(shí)例：a.柳穿魚花形的遺傳；b.某種小鼠毛色的遺傳；c.蜂王和工蜂。
二者在DNA序列方面是完全一致的,基因甲基化決定了蜜蜂發(fā)育成工蜂還是蜂王
基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與甲基化有關(guān)。
試推測限制酶為什么不會切割自身的DNA？
DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者DNA分子被修飾（甲基化），使限制酶不能將其切開
控制X染色體失活 P75 /三維 178
某種貓的毛色由X染色體上的基因所決定，雄貓有2種表現(xiàn)型：黃色（XOY）、黑色（XBY），而雌貓除了黃（XOXO）、黑色（XBXB）以外，還有一種表現(xiàn)為黑黃相間（XOXB）的毛色。
貓的毛色受毛囊中的黑色素細(xì)胞所影響，具體而言，受該細(xì)胞中X染色體上色素合成相關(guān)基因所決定。首先，科學(xué)家們檢測了黃色雄貓（XOY）和雌貓（XOXO）中色素基因的表達(dá)情況，結(jié)果顯示XO基因的表達(dá)水平在兩者中一致。這意味著，盡管染色體數(shù)目不同，但X染色體上的基因表達(dá)水平在兩性中基本相同。這一現(xiàn)象被稱為劑量補(bǔ)償，提出假說：雌性個體攜帶2條X染色體，但在發(fā)育早期（胚胎時期）會隨機(jī)失活一條。
為什么雌貓（XOXB）會呈現(xiàn)黑黃相間的“共顯性”表型呢？科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在早期發(fā)育過程中，胚胎細(xì)胞的確發(fā)生了染色體失活的現(xiàn)象。簡單來說，基因型相同的多個胚胎細(xì)胞（XOXB），在經(jīng)歷染色體的隨機(jī)失活后變成XO細(xì)胞或XB細(xì)胞（另一條染色體上的基全部失活）。隨著細(xì)胞分化，XO或XB黑色素細(xì)胞相間分布，因此表達(dá)出黑黃相間的表型。
23.（11分）蜂王與工蜂在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，若幼蟲時期持續(xù)食用蜂王漿則發(fā)育為蜂王，蜂王漿食用一段時間后改為以花蜜為食將發(fā)育為工蜂。為研究發(fā)育機(jī)理，某科研小組利用蜜蜂幼蟲分組開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，檢測DNMT3基因表達(dá)水平和DNA甲基化程度，結(jié)果如下表。Dnmt3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)，如下圖。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。不同蜂王漿飼喂量對蜜蜂幼蟲DNA甲基化程度及發(fā)育結(jié)果的影響
注：“+”越多則代表表達(dá)量越多、甲基化程度越高。
（1）DNMT3基因表達(dá)時，RNA聚合酶會與_____部位結(jié)合，解開DNA雙鏈，以其中的一條鏈為模板合成mRNA，該過程稱為_____。成熟的mRNA通過______（填結(jié)構(gòu)名稱）進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在核糖體上合成Dnmt3蛋白，該蛋白發(fā)揮作用的場所是____________。（2）據(jù)表分析，增加蜂王漿的飼喂量（飼喂時間）可以_____（填“促進(jìn)”或“抑制”）DNA的甲基化，推測其機(jī)理可能是_____。（3）結(jié)合上圖分析，下列敘述正確的是（ ）A.胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶都可與DNA分子中的鳥嘌呤配對B.DNA甲基化可能干擾了基因的轉(zhuǎn)錄導(dǎo)致不能合成某些蛋白質(zhì)C.DNA片段甲基化后遺傳信息發(fā)生改變，導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變D.DNA甲基化引起的變異屬于基因突變（4）若某DNA分子中的一個“G-C”胞嘧啶甲基化后，又發(fā)生脫氨基生成了胸腺嘧啶，則該DNA分子經(jīng)過n次復(fù)制，子代DNA分子中的異常DNA占比為______。（5）將Dnmt3siRNA（序列與Dnmt3mRNA互補(bǔ)）顯微注射進(jìn)幼蟲細(xì)胞內(nèi)，結(jié)果大多數(shù)幼蟲能發(fā)育成為蜂王，分析原因__________。
（3）AB （4）1/2（5）DNMT3siRNA與DNMT3mRNA通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合，從而干擾了DNMT3基因翻譯的過程（2分）
（1）啟動子 轉(zhuǎn)錄 核孔 細(xì)胞核（2）抑制 增加蜂王漿的飼喂量（飼喂時間）可以抑制DNMT3基因的表達(dá)，使DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的產(chǎn)生減少，進(jìn)而抑制DNA的甲基化（2分）
擴(kuò)展：RNA病毒分為單鏈RNA和雙鏈RNA,其中病毒RNA合成mRNA的方式可表示如圖,據(jù)圖回答有關(guān)問題:
(1)脊髓灰質(zhì)炎病毒屬于正鏈RNA(+RNA)病毒,RNA進(jìn)入寄主細(xì)胞,就直接作為mRNA,翻譯出所編碼的蛋白質(zhì),其中蛋白質(zhì)的合成場所是 __________ 　。該病毒重新合成+RNA的過程可用圖中　　 (填圖中數(shù)字)過程表示。該病毒不能獨(dú)立生活的原因可能是 。
沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),缺乏相應(yīng)的酶和原料,需要依賴寄主細(xì)胞完成增殖等生命活動
(2)流感病毒含負(fù)鏈RNA單鏈(-RNA),進(jìn)入寄主后不能直接作為mRNA,而是先以負(fù)鏈RNA為模板合成　　　　　　　　　　　 ,再以這個新合成的RNA作為mRNA翻譯出相關(guān)的蛋白質(zhì),并且可以以 　　　為模板從而合成更多的負(fù)鏈RNA,負(fù)鏈RNA與蛋白質(zhì)組裝成新的子代病毒。?
與負(fù)鏈RNA互補(bǔ)的RNA
(3)HIV是逆轉(zhuǎn)錄RNA單鏈病毒,其中逆轉(zhuǎn)錄過程可用圖中　　　表示,此過程是以RNA為模板,在　　　酶的作用下合成　　　　,此過程所需原料為_________　　。若病毒RNA某片段堿基序列為AACCGU,則經(jīng)此過程形成的產(chǎn)物對應(yīng)片段中含胞嘧啶脫氧核苷酸　　個,含嘌呤堿基　 個。?
1.該病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解會得到四種核糖核苷酸 2.(＋)RNA的嘧啶堿基數(shù)與(－)RNA的嘧啶堿基數(shù)相等
三維 p179 T4、434 T11
基因沉默1.基因沉默是指生物體中特定基因由于種種原因不表達(dá)。某研究小組發(fā)現(xiàn)染色體上抑癌基因鄰近的基因能指導(dǎo)合成反義RNA，反義RNA可以與抑癌基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA形成雜交分子，從而阻斷抑癌基因的表達(dá)，使細(xì)胞易于癌變，據(jù)圖分析，回答問題：
（1）圖中反義RNA是如何形成的？參與過程Ⅱ的RNA有哪幾種（2）圖中雜交分子中核苷酸、堿基種類可能分別有幾種 四種 四種
抑癌基因鄰近的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，反義RNA可以與抑癌基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA形成雜交分子，從而阻斷抑癌基因的翻譯
（3）據(jù)圖分析抑癌基因沉默的具體原理是什么？
鄰近基因轉(zhuǎn)錄合成反義RNA參與過程Ⅱ有關(guān)的RNA：mRNA（模板）、rRNA（核糖體的組成成分）、tRNA（搬運(yùn)氨基酸的工具）
三維p435 T12
（1）細(xì)胞核內(nèi)RNA轉(zhuǎn)錄合成以　　　　　為模板，需要　　　　　的催化。前體mRNA需加工為成熟的mRNA后，才能轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮作用，說明　　　　對大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)具有選擇性。 （2）機(jī)制①：有些杜興氏肌營養(yǎng)不良癥患者DMD蛋白基因的51外顯子片段中發(fā)生　　　　　，提前產(chǎn)生終止密碼子，從而不能合成DMD蛋白。為治療該疾病，將反義RNA藥物導(dǎo)入細(xì)胞核，使其與51外顯子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合形成　　　　　，DMD前體mRNA剪接時，異常區(qū)段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。 （3）機(jī)制②：有些高膽固醇血癥患者的PCSK9蛋白可促進(jìn)低密度脂蛋白的內(nèi)吞受體降解，血液中膽固醇含量偏高。轉(zhuǎn)入與PCSK9mRNA特異性結(jié)合的siRNA，導(dǎo)致PCSK9mRNA被剪斷，從而抑制細(xì)胞內(nèi)的　　　　　合成，治療高膽固醇血癥。 （4）機(jī)制③：mRNA藥物進(jìn)入患者細(xì)胞內(nèi)可表達(dá)正常的功能蛋白，替代變異蛋白發(fā)揮治療作用。通常將mRNA藥物包裝成脂質(zhì)體納米顆粒，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）機(jī)制④：編碼新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，進(jìn)入人體細(xì)胞，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成S蛋白，經(jīng)過　　　　　　　修飾加工后輸送出細(xì)胞，可作為　　　　　誘導(dǎo)人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。 （6）接種了兩次新型冠狀病毒滅活疫苗后，若第三次加強(qiáng)接種改為重組新型冠狀病毒疫苗，根據(jù)人體特異性免疫反應(yīng)機(jī)制分析，進(jìn)一步提高免疫力的原因有： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：（1）DNA的一條鏈　RNA聚合酶　核孔?。?）基因突變　雙鏈RNA　（3）PCSK9蛋白?。?）利于mRNA藥物進(jìn)入組織細(xì)胞?。?）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體　抗原　（6）可激發(fā)機(jī)體的二次免疫過程，能產(chǎn)生更多的抗體和記憶細(xì)胞
1.操作：每個試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。結(jié)果：加入了苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。結(jié)果說明：結(jié)論：2.思考：①為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRNA？②如何你是尼倫伯格或馬太，你將如何設(shè)計(jì)對照組的實(shí)驗(yàn)，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認(rèn)可？
遺傳密碼的破譯——蛋白質(zhì)的體外合成
多聚尿嘧啶核苷酸導(dǎo)致多聚苯丙氨酸的合成，而多聚尿嘧啶核苷酸的堿基序列是由許多個尿嘧啶組成的。
尿嘧啶的堿基序列編碼由苯丙氨酸組成的肽鏈。
結(jié)合克里克得出的3個堿基決定1個氨基酸的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得出：與苯丙氨酸對應(yīng)的密碼子是UUU。
①細(xì)胞中原有的mRNA會作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，細(xì)胞中原有的DNA可能會作為mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以。。。②所有成分都與實(shí)驗(yàn)組的試管相同，但不加入多聚尿嘧啶核苷酸
當(dāng)尼倫伯格把人工合成的全部由尿嘧啶組成的RNA加入蛋白質(zhì)體外合成系統(tǒng)后，得到的新合成的蛋白質(zhì)只含苯丙氨酸，結(jié)果說明UUU是編碼苯丙氨酸的密碼子。這是第一個被破譯的三聯(lián)體密碼。1966年，又有科學(xué)家發(fā)明了一種新的RNA合成方法，通過這種方法合成的RNA可以是以2個、3個或4個堿基為單位的重復(fù)序列，如AGUAGUAGUAGUAGUAGUAGU等，用它們作模板合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列同樣是有規(guī)律重復(fù)的。如果用UGUGUGUGUGUGUGUGUG作模板，得到的新合成的蛋白質(zhì)是由半胱氨酸和纈氨酸交替連接而成的，則可以肯定UGU是半胱氨酸的密碼子，而GUG是纈氨酸的密碼子。利用這種方法破譯的密碼很多，其中包括終止密碼子UGA、UAG和UAA。1964年，尼倫伯格等找到了另外一種高效破譯遺傳密碼的方法。他們首先在體外合成全部64種三核苷酸分子（即長度為3個堿基的RNA，如AGC、UCC、UGA等），同時制備20種氨基酸混合溶液，每種混合溶液中分別含有一種用14C作放射性標(biāo)記的氨基酸和其他19種氨基酸。然后，向各混合溶液中添加tRNA，使各種氨基酸分別與各自的RNA結(jié)合，在溶液中形成各種氨酰RNA，如甘氨酸-tRNA、賴氨酸-tRNA等。實(shí)驗(yàn)時，取某一種三核苷酸分子（如CGU）和核糖體混合，再向其中分別加入上述氨基酸混合溶液。如果CGU是某種氨基酸的密碼子，它便會和帶有這種氨基酸的氨酰tRNA以及核糖體結(jié)合形成體積稍大的復(fù)合體。當(dāng)使用硝酸纖維膜過濾反應(yīng)溶液時，只有含核糖體的復(fù)合體可以留在膜上，而其他氨酰tRNA將被沖洗掉。從20種反應(yīng)體系中找出有放射性的硝酸纖維膜，根據(jù)該體系所標(biāo)記的是哪一種氨基酸，便可知道CGU所對應(yīng)的氨基酸種類了。利用這種方法破譯的密碼子大約有50個。
3.基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系
另外，生物體的性狀還受　　　　的影響。 基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、__________之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的　　。
（2）為了調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，提高胚胎的發(fā)育率和妊娠率，研究人員將組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重構(gòu)胚，同時用組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA處理了它。這兩種物質(zhì)發(fā)揮作用的機(jī)制是什么__________？（3）評論者所說的培育過程中用到的“聰明的化學(xué)方法和操作技巧”，你認(rèn)為具體體現(xiàn)在什么地方________？（4）你認(rèn)為體細(xì)胞克隆猴的成功培育有什么意義________？
（1）研究人員在將胎猴的體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞前，用滅活的仙臺病毒進(jìn)行了短暫處理。在此過程中，滅活的仙臺病毒所起的作用是什么__________？
1．在章首頁中介紹的體細(xì)胞克隆猴的培育過程中，我國科學(xué)家經(jīng)過多年的反復(fù)試驗(yàn)，可以在10s之內(nèi)對卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作，在15s之內(nèi)將體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞里。有評論者認(rèn)為：該研究的研究者利用“聰明的化學(xué)方法和操作技巧”，攻克了多年來導(dǎo)致體細(xì)胞克隆猴失敗的障礙。培育克隆猴的流程如下圖所示，請結(jié)合圖回答問題
參考答案：1.誘導(dǎo)胎猴體細(xì)胞和去核的卵母細(xì)胞融合。???? 2．組蛋白修飾是表觀遺傳中重要的調(diào)控機(jī)制之一。組蛋白去甲基化酶參與形成不同組蛋白甲基化狀態(tài)，調(diào)節(jié)DNA和組蛋白的纏繞程度，從而控制這些DNA與基因轉(zhuǎn)錄因子接觸。調(diào)節(jié)與細(xì)胞分化、細(xì)胞周期阻滯等有關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)。組蛋白脫乙酰酶抑制劑能選擇性地恢復(fù)這些抑制因子，使細(xì)胞分化。???? 3．用滅活的仙臺病毒處理體細(xì)胞，Kdm4d的mRNA注入重構(gòu)胚，同時用TSA處理。???? 4．在保護(hù)瀕危物種方面，可望利用體細(xì)胞核移植技術(shù)增加這些動物的存活數(shù)量。使人類更深入地了解胚胎發(fā)育及衰老過程。用克隆動物做疾病模型能使人們更好地追蹤研究疾病的發(fā)展過程和治療疾病等。
遺傳印記是親本來源不同而導(dǎo)致等位基因表達(dá)差異的一種遺傳現(xiàn)象，DNA甲基化是遺傳印記重要的方式之一。遺傳印記可在配子發(fā)生和個體發(fā)育過程中獲得和重建。下圖為遺傳印記對小鼠控制毛色的基因（A基因表現(xiàn)為黑色，a基因表現(xiàn)為白色）表達(dá)和傳遞影響的示意圖，被甲基化的基因不能表達(dá)。
學(xué)習(xí)活動7：探究DNA復(fù)制基本規(guī)律與表觀遺傳
1.由圖中配子形成過程中印記發(fā)生的機(jī)制，可以斷定親代雌鼠的A基因來自它的父方還是母方？說出你的理由。 2.若親代雌鼠與雄鼠雜交，推測子代小鼠的表現(xiàn)型及比例。
1.父方 雄配子中印記重建去甲基化，雌配子中印記重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化2.生長正常鼠∶生長缺陷鼠=1∶1

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