第4章基因的表达知识清单 高一下学期生物人教版必修2.docx

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1、第4章 基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1、基因是如何指导蛋白质的合成？基因指导蛋白质合成的过程包括从转录到翻译两大步骤。（1）RNA的种类及功能RNA一般是单链，而且比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。mRNA，信使RNA，传递遗传信息，作为蛋白质合成的模板。tRNA，识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。rRNA，核糖体RNA，参与核糖体的合成。（2）转录概念：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。过程：RNA聚合酶识别并结合到基因上游的启动子上，解开DNA双链，使得碱基暴露出来，在RNA聚合酶的作用下，以游离的4种核糖核苷酸为

2、原料，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则（G=C、A=U、T=A）从53合成RNA单链，RNA和DNA之间短暂的形成氢键，合成的RNA边合成从DNA链上释放，DNA逐步恢复双螺旋结构，遇到终止子时停止转录。转录场所：真核生物在细胞核、线粒体、叶绿体；原核生物在拟核、细胞质。转录的条件及结果模板，DNA的一条单链；原料，4种核糖核苷酸；酶，RNA聚合酶；能量ATP；产物，3种RNA，mRNA、tRNA、rRNA。（3）翻译概念：mRAN合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。（注意：tRNA和rRN

3、A参与蛋白质的合成过程，但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质。密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。DNA和RNA都只有4种碱基，组成蛋白质的氨基酸有21种，若1个碱基决定一种氨基酸，那么只能有4种氨基酸；若2个碱基决定1种氨基酸，那么只能有4*4=16种氨基酸，显然不符合要求；若3个碱基决定1种氨基酸，那么应该有4*4*4=64种 氨基酸，这种决定方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸。（起始密码子：AUG、GUG；终止密码子：UGA、UAA、UAG；密码子总共64种，其中编码氨基酸的密码子只有62种，UAA、UAG不能编码氨基酸；1种氨基酸可以由1种

4、或多种密码子决定，1种密码子只决定1种氨基酸，即密码子具有简并性，意义在于当基因种的某些碱基改变时，氨基酸不变，蛋白质不变，例如基因突变中的隐性突变；密码子具有通用性，几乎所有的生物都共用一套遗传密码，从分子水平能说明生物具有共同的祖先。）tRNA由于编码氨基酸的密码子只有62种，每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸，因此tRNA只有62种；tRNA的分子结构很特别，RNA链经过折叠，像三叶草结构，一端是携带氨基酸的部位，另外一端有3个相邻的碱基，每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。反密码子的顺序从tRNA的3端开始读取。1种氨基酸可以由1种或者多种tRNA

5、转运，1种tRNA只转运1种氨基酸。场所：核糖体过程起始，mRNA与核糖体结合；运输，tRNA携带氨基酸置于特定位置；延伸，核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应的tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链，有利于生物高效翻译，用少量的mRNA合成大量的蛋白质）；停止，当核糖体到达mRNA上的终止子密码子时，合成停止；脱离，肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离下来。2、中心法则是如何描述遗传信息传递规律的？（1）1957年克里克提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白

6、质，即遗传信息的转录和翻译。科学家对中心法则作出了补充：少数生物（RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。（2）不同生物遗传信息的传递过程3、几乎所有生物共用一套遗传密码的事实，给我们什么启示？几乎所有的生物都共用一套遗传密码，从分子水平能说明生物具有共同的祖先。第2节 基因表达和性状的关系1、基因如何控制生物体的性状？（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。如人的白化症状由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的；邹粒豌豆的DNA插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉酶的基因（基因突变），导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降

7、低。（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。囊性纤维化，编码CFTR蛋白（转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致第508位的苯丙氨酸缺少，蛋白质的空间结构改变，转运氯离子的功能异常，造成患者支气管中粘液增多。2、细胞分化与基因表达有什么关系？细胞分化的实质就是基因的选择性表达。在细胞中的基因，有些表达，有些不表达，不同类型的细胞中，表达的基因可以分为两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，称为管家基因，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因（选择性表达的基因），称为奢侈基因，如卵清蛋白、胰岛素基因。细

8、胞分化的结果：形成基因相同，但心态、结构和功能上各不相同的不同类型的细胞。3、表观遗传是如何调控基因表达的？（1）表观遗传的概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。（2）表观遗传的特点普遍性；受环境影响；DNA序列不发生改变；可遗传。（3）表观遗传调节机制DNA修饰甲基化；组蛋白修饰甲基化、乙酰化；非编码RNA调控。（4）表观遗传实例基因组成的同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来，但它们在形态、结构、生理和行为方面截然不同，表观遗传在其中发挥了重要作用。4、怎样理解基因与性状关系的复杂性？（1）一因一效；（2）一因多效；（3）多因一效；（4）基因与环境共同决定生物性状。学科网（北京）股份有限公司