第4章基因的表达知识清单2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

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。 ①mRNA，信使RNA，传递遗传信息，作为蛋白质合成的模板。 ②tRNA，识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。 ③rRNA，核糖体RNA，参与核糖体的合成。 （2）转录 ①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。 ②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5’→3’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。 ③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。 ④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 ①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rRNA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。 ②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。） ③tRNA 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转运，1种tRNA只转运1种氨基酸。 ④场所：核糖体 ⑤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