第4章 基因的表达（考点串讲）-2023-2024学年高一生物章末复习考点梳理+测试卷（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 [主干知识] 一、遗传信息的转录 1.RNA以及与DNA的比较 RNA的基本单位：核苷酸。由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子碱基组成。其中碱基共4种，与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖，因此，RNA的基本单位被称为核糖核苷酸；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，因此能够通核孔，从细胞核转移到细胞质中。 2.RNA的种类及功能 （1）信使RNA，也叫mRNA，携带遗传信息，作用DNA的信使；mRNA上三个相邻的碱基组成遗传密码，1个遗传密码决定1个氨基酸。 （2）转运RNA，也叫tRNA，转运氨基酸到核糖体，是将氨基酸运送到生产线上的“搬运工”。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 （3）rRNA，也叫核糖体RNA，是组成核糖体的成分之一。 3.转录定义 在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫作转录。 提示：三种RNA均是通过转录生成的，教材是以mRNA为例讲叙的转录过程 4.转录过程 第一步：DNA双链在RNA聚合酶的作用下解开，碱基暴露出来。 第二步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 第四步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 提示：转录过程中RNA聚合酶使DNA双链解开，并催化游离的核糖核苷酸合成mRNA；转录从模板链3/端开始，即mRNA从3/端结合游离的核糖核苷酸延伸。 二、遗传信息的翻译 1.翻译的定义 在细胞质中，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质过程，叫作翻译。实质是将mRNA的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。 2.密码子及其发现 密码子发现过程中体现了假说-演绎思维，依据假说的演绎预期，最终通过科学实验证明出mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这样的3个碱基叫作1个密码子。 提示：（1）密码子共有64个，其中终止密码共3个，特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸；起始密码包括AUG和GUG，在原核生物中，GUG可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。（2）密码子在生物体都是共用的，说明生物可能有共同的起源，或生命在本质上是统一的。（3）绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性。 3.tRNA及翻译的方向 （1）tRNA比mRNA小得多，其链经过折叠，形成三叶䓍形状，一端携带氨基酸，另一端有3个相邻的碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。 （2）tRNA的3/端结合氨基酸，反密码子与密码子是反向平行的，mRNA从5/端向3/端翻译，所以反密码子应从3/端向5/端方向读取。 4.翻译过程 mRNA进入细胞质，与核糖体结合，携带氨基酸1的tRNA通过碱基互补配对，进行核糖体位点1；携带氨基酸2的tRNA以同样方式进入位点2；氨基酸脱水缩合形成肽键后，核糖体向mRNA的3/端移动，进入位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1；当一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2后，重复上述过程，继续肽链的合成；随着核糖体在mRNA上的移动，tRNA不断携带氨基酸进入核糖体合成肽链，直到核糖体遇到终止密码子，合成才告终止。 5.翻译的特点： 翻译是个快速高效的过程。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。 提示：一个mRNA分子上合成的多条肽链是相同的。 三、中心法则 （1）中心法则实质：遗传信息流动过程 （2）中心法则的生命观：在遗传信息流动过程中，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。 （3）中心法则图解： 提示：细胞中可能会发生DNA流向DNA（分裂的细胞），也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（活细胞）； 某些RNA病毒遗传信息可以从RNA流向RNA，而另一些RNA病毒（如HIV、致癌病毒）遗传信息可以从RNA流向DNA。 [易错辨析] 1.RNA均是在细胞核中以DNA一条链为模板合成的，通过核孔转移到细胞质中（×）（教材P65改编） 提示：原核细胞、叶绿体和线粒体中都有DNA，都可以为转录提供模板。 2.tRNA和rRNA参与蛋白质的合成过程，但两者本身都不会翻译为蛋白质（√）（P66相关信息） 3.与DNA复制相比，转录需要解旋酶打开DNA双链(×)（P66思考讨论改编） 4.一种密码可以决定多种氨基酸，不同生物都共同一套密码(×)（P66思考讨论改编） 提示：一种氨基酸可能有多种密码子