第4章 基因的表达-【回归教材】备战2024年高考生物总复习知识挖空练（新教材新高考）

《生物必修1·分子与细胞》课本基础知识填空 第4章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成 ( 吃透教材 ) 1.细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使。后来发现细胞中的确有这样的物质，它就是RNA。 2.RNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA的很相似：它也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T(胸腺嘧啶)，而替换成碱基U(尿嘧啶)；RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3.这种作为DNA信使的RNA叫信使RNA,也叫mRNA。此外还有转运RNA,也叫tRNA,以及核糖体RNA,也叫rRNA。 4.科学家通过研究发现，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。 5.当细胞开始合成某种蛋白质时，RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露。细胞中游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，然后形成一个mRNA分子。 6.mRNA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顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。 7. 核酸的碱基序列蕴含着遗传信息。翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 8.DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。如果3个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定64（即43）种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。 9.mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。将氨基酸运送到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA-tRNA。tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA比mRNA小得多，分子结构也很特别：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有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。 10.核糖体是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。 11.在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 12.从信息传递的角度来看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从DNA流向RNA,进而流向蛋白质的过程。在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则: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。随着研究的不断深人，科学家对中心法则作出了补充：少数生物（如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 ( 思维导图 ) ( 要语必背 ) 1.RNA有三类：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。 2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。 3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。 4.中心法则图解： 4.2 基因表达与性状的关系 ( 吃透教材 ) 1.与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，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。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。 2.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。又如，人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。 3.基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如，在大约70%的囊性纤维化患。者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第50