第4章 基因的表达 （图文版知识清单）生物人教版必修2

第1节基因指导蛋白质的合成 -考点1：RNA的结构与种类 ☆☆☆ 一、基本组成 ●组成元素：C、H、O、N、P ● 基本单位：核糖核苷酸(4种，含氮碱基为A、U、C、G) ●单体结构： 含氮碱基 HO-P- (A,U,C,G) 【特别提醒】 磷酸 RNA不含胸腺嘧啶T, OH 核糖 也不含脱氧核糖。 1分子磷酸+1分子核糖+1分子含氮碱基 二、 DNA与RNA的核心区别 对比项目 DNA RNA 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、T、C、G A、U、C、G 结构 双链双螺旋 多为单链，可局部形成双链 主要分布 细胞核 细胞质（核糖体、线粒体、叶绿体） 功能 遗传物质 mRNA传递遗传信息；tRNA转运氨基酸； (细胞生物、DNA病毒) rRNA构成核糖体；RNA病毒的遗传物质 三、三种核心RNA的功能 RNA种类 全称 核心功能 mRNA 信使RNA 传递DNA遗传信息，作为翻译的直接模板m tRNA 转运RNA 识别密码子，转运特定氨基酸到核糖体 rRNA 核糖体RNA 核糖体的重要组成成分，是翻译的场所 第1节基因指导蛋白质的合成 一考点2遗传信息的转录过程★★★☆ 一兼具解旋和 【概念】：以DNA的一条链为模 RNA聚合酶 催化磷酸二酯键 板，按照碱基互补配对原则合成 非模板链 RNA的过程。 00 CCAUCCUU 【时间】：生物生长发育全过程。 DNA模板链 主要在细胞分裂前间期。 (反义链) RNA链(5'→3') 【场所】： 女 【特别提醒】 ·真核生物：主要在细胞核（线粒体、叶绿体也可）。 真核生物mRNA生成必 ·原核生物：在拟核和质粒。 须经过加工（加帽、加 尾、剪切)才能成熟。 【转录的条件】： ①模板：DNA的一条链（模板链/反义链） 【易错辨析】 目原料：4种游离的核糖核苷酸 转录不需要DNA解旋 C酶：RNA聚合酶（兼具解旋功能，无需单独解旋酶） 酶，RNA聚合酶自身具 命能量：ATP 具有解旋和聚合功能。 【核心过程】 (真核生物核基因为例) 解旋与启动：RNA聚合酶识别启动特定区域 ,解开DNA双螺旋， 暴露模板链。 ↓ 合成RNA 按照碱基互补配对原则(A-U,T-A,C-G,G-C),从5'→3'方向 ↓ 催化核糖核苷酸连接，合成RNA链。 勿终止与释放： 识别终止子序列，转录停止，RNA链释放，DNA双螺旋恢复。 【产物与特点】 ·产物：初级转录产物（真核生物需加工为成熟mRNA,原核生物无需加工） ·特点：边解旋边转录； 一个基因可多次转录，形成多条 【重点理解) 相同mRNA。 提高基因表达效率， 快速合成大量蛋白质。 第4章基因的表达（知识清单) 第1节基因指导蛋白质的合成 考点3遗传信息的翻译过程★★★★ [1.概念游离在细胞质中的氨基酸，以mRNA为模板合成具有 定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 〔2.场所 易错辨析 核糖体（细胞质游离核糖体、内质网附着核糖体 原核细胞只在 3.翻译的条件 游离核糖体进行 模板：成熟的mRNA 品%原料：21种游离的氨基酸 省工具：tRNA(氨基酸的转运工具)、核糖体（翻译的场所） 特别提醒 tRNA不是模板， 画酶：多种催化酶 mRNA才是 能量：ATP 4.核心概念辨析 密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。 密码子反密码子 UUU可 UUN可 总数：64种(61种编码氨基酸，含起始密码子AUG/GUG; 3种终止密码子UAA/UAG/UGA不编码氨基酸) 28 H000 00M (特性：简并性（一种氨基酸可对应多种密码子）、 反密母子 通用性（几乎所有生物共用一套遗传密码） 易错辨析 反密码子：tRNA一端的3个相邻碱基，可与mRNA上的 密码子64种， 密码子互补配对，共61种（与编码氨基酸的密码子对应） 反密码子61种， 不一一对应 〔5.核心过程 起始 核糖体与mRNA起始密码子结合，起始tRNA配对进入。 延伸 核糖体沿mRNA5'→3'移动，读取密码子，tRNA携带 氨基酸配对，脱水缩合形成肽键，肽链延长。 终止 核糖体读取终止密码子，翻译停止，肽链释放。 6.特点 特别提醒 高效性 一条mRNA可结合多个核糖体， 同一mRNA上的 同时合成多条相同肽链。 链序列完全相同 原核生物边转录边翻译（同时同地） 时空差异 真核生物核基因先转录（细胞核） 后翻译（细胞质） 原枝生物 真核生物 加工成熟 肽链需经内质网、高尔基体加工折叠， 形成特定空间结构和功能的蛋白质。 第4章基因的表达（知识清单)」第1节基因指导蛋白质的合成 考点4转录和翻译的相关计算★★★☆ 1.核心数量关系 特别提醒 基因（DNA双链)的碱基数：mRNA的碱基数 蛋白质中氨基酸数=6：3：1 1.转录仅转录 基因模板链， 不同基因模板 转积 翻译 链可能位于不同单 包 链。 2.RNA聚合酶 6n碱基 3n碱基 n氨基酸 兼具解旋与催 (DNA双链) (mRNA) (蛋白质) 化，无需单独解 旋酶。 注： 理论最大值，未考虑终止密码子等；若提及， mRNA+3个碱基 2.细分计算公式 -已知蛋白质氨基酸数n, 则mRNA至少3n碱基 3.密码子简并 基因(DNA)至少6n碱基 性减缓突变影 已知基因碱基对数m,编码蛋白质 - 响，通用性证明 肽键数 生物共同起源。 氨基酸数最多为m/3个。 -肽键数=氨基酸数-肽链数； 脱水数 脱水数=肽键数。 4.多聚核糖体 合成肽链序列 3.碱基互补配对相关计算 相同，提高效率。 -mRNA中A+U比例=对应DNA模板链A+T比例 1 =DNA双链A+T比例；G+C同理。 5.真核mRNA -mRNA中(A+G)/(U+C)=m,对应DNA模板 需经核孔翻译， 原核转录翻译 比值1/m,DNA双链比值恒为1。 同步。 mRNA 第2节基因表达与性状的关系-知识清单 考点1中心法则及其补充☆☆☆☆☆ 1.提出者 克里克(1957年提出核心内容，后经补充完善) 2.中心法则的完整过程图解 DNA复制 d tRNA 转录 翻译 DNA RNA .C 逆转录 蛋白质 tRNA 复制 补充过程：RNA交RNA 3.不同生物的中心法则过程差异 生物类型 可发生的过程 实例 细胞生物 (真核、原核) DNA复制、转录、翻译 动植物、大肠杆菌 DNA病毒 DNA复制、转录、翻译 (需宿主细胞提供原料和场所) T2噬菌体、天花病毒 RNA复制型RNA病毒 RNA复制、翻译 烟草花叶痛毒、 新冠病毒 逆转录型RNA痛毒 逆转录、DNA复制、 转录、翻译 HIV 核心说明： ●DNA复制、转录、翻译是细胞生物和DNA病毒的核心过程。 ●逆转录需逆转录酶催化，是基因工程的重要工具酶。 ·所有过程均遵循碱基互补配对原则，需模板、原料、酶 和能量。 高中生物·知识清单 第2节基因表达与性状的关系 考点2基因控制性状的两种途径☆☆☆☆ 闪贝闪闪 1.间接控制途径（主要) 2.直接控制途径 基因 基因 ↓ 控制酶的合成 控制蛋白质结构 ↓ ↓ 控制细胞代谢过程 直接控制生物性状 ↓ 间接控制生物性状 豌豆皱粒（淀粉 镰刀型细胞贫血症 分支酶基因异常) (血红蛋白结构异常) 白化病 囊性纤维化 (酪氨酸酶缺乏) CFTR蛋白异常) 人苯丙酮尿症 【特别提醒】基因与性状的数量关系 -并非一一对应。可能一基多性，或一性多基。 【易错辨析】性状的决定因素 生物性状=基因型+环境 基因型相同的个体，在不同环境下表 型可能不同 第4章基因的表达（知识清单) 第2节基因表达与性状的关系 考点3细胞分化与基因的选择性表达★★★女☆ 1.细胞分化的本质： 胰岛素墓因 管家基因 基因的选择性表达 胰岛素B细胞 (细胞中的遗传物质始终不变，不同 血红蛋白基因 全能细胞 管家基因 类型的细胞中，表达的基因种类不同)。 红细胞 2.基因的分类 【特别提醒】管家基因是维持生存 必需的，奢侈基因决定细胞的身份。 所有细胞中均表达 管家基因 其产物维持细胞基本的生命活动。 如核糖体蛋白基因、呼吸酶基因、 ATP合成酶基因。 只在特定细胞中选择性表达 奢侈基因 其产物赋予细胞特定的形态、结构和功能。 (组织特异性基因) 如胰岛素基因(in胰岛B细胞) 、 血红蛋白基因(in红细胞) 肌动蛋白基因(in肌细胞) 3.特点： 基因的选择性表达具有时空特异性，在生物不同发育 阶段、不同组织细胞中，表达的基因存在差异。 生色可 4.结果： 形成形态、结构和功能不同的细胞，进而形成不同的组织和器官。 66 【易错辨析】细胞分化中遗传 物质未变，变的是基因表达 的种类。 09 第2节基因表达与性状的关系 一知识清单：表观遗传 ★★★★★☆考点4表观遗传 1.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。 o> 【重要提醒】强调”碱基序 列不变”和“可遗传”！ 2.核心特点 ●遗传物质不变：DNA碱基序列无改变，不 DXAXH 属于基因突变。【易错耕析】它不是基因突变（不涉及碱基增添、缺失或替换）！ ●表型可遗传：表观修饰可通过细胞分裂传 传递给子代细胞，甚至亲代个体间遗传。 可逆性：表观修饰可在一定条件下逆转，只又一巴 是环境影响性状的重要途径。 【举例】环境因素（如饮食、压力）可 改变表观修饰。 3.常见表观遗传机制 ●DNA甲基化 ●组蛋白修饰 甲基基团(-CH3) ∂乙酰化 甲基化 【机制】 DNA分子添加甲基基团，甲 组蛋白的乙酰化、甲基化等 基化程度越高，基因表达通常 修饰改变染色质疏松程度， 常越受抑制。↓ 影响基因转录。 【对比】乙酰化通常促进转录，甲基化 【注意】高甲基化导致基因关闭。 作用取决于具体位点。 4.意义 →赖→→香香s香 参与细胞分化、个体发育；与癌症、心血管疾病等密切相关。 【记忆】分化/发育+疾病关联。 第2节基因表达与性状的关系一易错辨析知识卡 易错辨析 转录和翻译碱基配对方式完全相同？XNo! Transcription 正确理解：转录：A-U,T-A,C-G,G-C 特别 翻译：A-U,U-A,C-G,G-C Transcription 提醒 MAH周周H周H周A (转录有T-A配对，翻译全是U配A) Translation 记忆技巧：[转录有T配U,翻译全是U配A] 一种密码子对应多种氨基酸，一种氨基酸只能对应一种 密码子？XNo! acid 易错 辨析 正确理解：一种密码子仅对应一种氨基酸（终止密码子 除外)；一种氨基酸可对应多种密码子 记忆技巧：[一密一氨基，一氨基多密] (密码子简并性) tRNA 表观遗传中基因序列改变导致性状改变？XNo! 特别 正确理解：表观遗传碱基序列不变，仅通过基因 提醒 表达调控改变性状，可遗传 记忆技巧：[序列不变，表型可变，还能遗传] 生物的性状仅由基因决定，环境无影响？XNo! 汝 特别 正确理解：性状是基因与环境共同作用的结果， 提醒 基因型为内因，环境为外因 记忆技巧：[基因定基础，环境塑表型] 中心法则的所有过程均可在人体细胞中发生？XNo! DNA 易错 正确理解：人体正常细胞仅发生DNA复制、转 辨析 录、翻译；逆转录和RNA复制仅发生 转录 于病毒侵染细胞 病毒侵染细胞 记忆技巧：[人体细胞：复制、转录、翻译] 逆转录