4.1基因指导蛋白质的合成 知识清单2025-2026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(转录+翻译) 1. mRNA为何可充当DNA与蛋白质之间的信使 (1)分子组成与DNA相似:由四种 连接而成,可储存 。 (2)一般为 ,比DNA短,可通过核孔。 2. RNA的分类 mRNA:为 RNA,携带遗传信息,是蛋白质合成的模板 tRNA:为 RNA,识别 和运载 rRNA:为 RNA, 的组分 3. 遗传信息的转录(DNA RNA ) (1)概念:在RNA聚合酶的催化下,以 为模板合成 的过程。 (2)真核生物的场所:细胞核(主要)、 、 ; 原核生物的场所: 、 。 (3)过程 ①在 的作用下, 双链打开,碱基暴露出来。 ②游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基 ,在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 ③新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 ④合成的mRNA从DNA链上 。而后,DNA双螺旋 。 (4)DNA上与RNA互补的一条链称为 链或 链,另一条链称为 链或 链。转录的起点为 ,终点为 。 (5)条件:模板: ;原料:4种游离的核糖核苷酸; 5. 条件: 能量: 提供;酶: 。 (6)产物: 、 、 等。 4. 密码子(遗传密码) (1)定义: 上决定1个 的 相邻的碱基。 (2)种类(64种) ①起始密码子:翻译的 信号, 决定氨基酸。 ②终止密码子:翻译的 信号, 决定氨基酸(特殊情况下,UGA编码硒代半胱氨酸)。 ③普通密码子: (能/不能)决定氨基酸。 (3)特点 ① :除 密码子外,每种密码子都只能决定 种氨基酸。 ② :一种氨基酸可对应 种密码子(可以加快翻译的速度,增加密码子的容错性)。 ③ :生物界所有生物共用一套密码子。 5.反密码子 (1)概念:tRNA上与mRNA上对应密码子互补配对的三个碱基。 (2)种类:比密码子 ,因为 无对应的 。 6.遗传信息、密码子和反密码子的关系 遗传信息储存在 上,密码子位于 上,反密码子位于 上。 7. 遗传信息的翻译(RNA 蛋白质 ) (1)概念:游离在细胞质中的各种 ,以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的 的过程。 (2)场所: 。 (3)过程 ①mRNA 进入 ,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与 密码子AUG互补配对,进入位点1。 ②携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。 ③甲硫氨酸与这个氨基酸形成 ,从而转移到位点2的tRNA上。 ④核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。 (5)条件:模板: ;原料: ; 5. 条件: 能量: ;酶: ;工具: 。 (6)核糖体移动方向: 。 (7)特点:一个mRNA分子上可相继结合 核糖体,同时进行 肽链的合成;少量mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。 8. 真核细胞和原核细胞基因表达过程的差异 真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点: 。 原核细胞DNA转录、翻译特点: 。 9. 中心法则 (1)由 提出,总结了 在细胞内的传递规律。 虚线部分为科学家对中心法则做出的补充。 (2)中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 模板 原料 酶 场所 DNA复制 DNA DNA 核苷酸 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA RNA 核苷酸 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA 蛋白质 多种酶 核糖体 RNA复制 RNA RNA 核糖核苷酸 RNA 聚合酶等 RNA病毒感染 的 逆转录 RNA DNA 脱氧核糖核苷酸 10. 不同生物的遗传信息流动过程 生物种类 遗传信息传递表达过程图 细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体) 大多数RNA病毒 逆转录病毒 11.基因表达调控的方式 基因表达调控包括转录水平的调控和翻译水平的调控。 (1) 水平的调控:包括DNA甲基化、组蛋白修饰、转录因子和RNA聚合酶结合到DNA特定区域的调控等,主要影响 的合成; (2) 水平的调控:主要发生在 翻译成蛋白质的过程中。这一过程受到多种因素的影响,包括mRNA的稳定性、翻译起始和终止的效率等。 此外,一些特定的RNA分子,如反义RNA,也可以与mRNA结合并影响其翻译过程。这些调控方式可以影响蛋白质的合成速度和数量,进而影响生物体的生理功能和表型。 第1节 基因指导蛋白质的合成(转录+翻译) 1. mRNA为何可充当DNA与蛋白质之间的信使 (1)分子组成与DNA相似:由四种 核苷酸 连接而成,可储存 遗传信息 。 (2)一般为 单链 ,比DNA短,可通过核孔。 2. RNA的分类 mRNA:为 信使 RNA,携带遗传信息,是蛋白质合成的模板 tRNA:为 转运 RNA,识别 密码子 和运载 氨基酸 rRNA:为 核糖体 RNA, 核糖体 的组分 3. 遗传信息的转录(DNA RNA ) (1)概念:在RNA聚合酶的催化下,以 DNA的一条链 为模板合成 RNA 的过程。 (2)真核生物的场所:细胞核(主要)、 线粒体 、 叶绿体 ;原核生物的场所: 拟核 、 质粒 。 (3)过程 ①在 RNA聚合酶 的作用下, DNA 双链打开,碱基暴露出来。 ②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。 ③新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 ④合成的mRNA从DNA链上 释放 。而后,DNA双螺旋 恢复 。 (4)DNA上与RNA互补的一条链称为 模板 链或 非编码 链,另一条链称为 非模板 链或 编码 链。转录的起点为 启动子 ,终点为 终止子 。 (5)条件:模板: DNA的一条链 ;原料:4种游离的核糖核苷酸; 5. 条件: 能量: ATP 提供;酶: RNA聚合酶 。 (6)产物: mRNA 、 tRNA 、 rRNA 等。 4. 密码子(遗传密码) (1)定义: mRNA 上决定1个 氨基酸 的 3个 相邻的碱基。 (2)种类(64种) ①起始密码子:翻译的 起始 信号, 能 决定氨基酸。 ②终止密码子:翻译的 终止 信号, 不能 决定氨基酸(特殊情况下,UGA编码硒代半胱氨酸)。 ③普通密码子: 能 (能/不能)决定氨基酸。 (3)特点 ① 专一性 :除 终止 密码子外,每种密码子都只能决定 1 种氨基酸。 ② 简并性 :一种氨基酸可对应 一或多 种密码子(可以加快翻译的速度,增加密码子的容错性)。 ③ 通用性 :生物界所有生物共用一套密码子。 5.反密码子 (1)概念:tRNA上与mRNA上对应密码子互补配对的三个碱基。 (2)种类:比密码子 少 ,因为 终止密码子 无对应的 反密码子 。 6.遗传信息、密码子和反密码子的关系 遗传信息储存在 DNA 上,密码子位于 mRNA 上,反密码子位于 tRNA 上。 7. 遗传信息的翻译(RNA 蛋白质 ) (1)概念:游离在细胞质中的各种 氨基酸 ,以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的 蛋白质 的过程。 (2)场所: 核糖体 。 (3)过程 ①mRNA 进入 细胞质 ,与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA,通过与 起始 密码子AUG互补配对,进入位点1。 ②携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。 ③甲硫氨酸与这个氨基酸形成 肽键 ,从而转移到位点2的tRNA上。 ④核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。 (5)条件:模板: mRNA ;原料: 21种氨基酸 ; 5. 条件: 能量: ATP提供 ;酶: 多种酶 ;工具: tRNA 。 (6)核糖体移动方向: 从mRNA的5’端到3’端 。 (7)特点:一个mRNA分子上可相继结合 多个 核糖体,同时进行 多条 肽链的合成;少量mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。 8. 真核细胞和原核细胞基因表达过程的差异 真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点: 先转录后翻译 。 原核细胞DNA转录、翻译特点: 边转录边翻译 。 9. 中心法则 (1)由 克里克 提出,总结了 遗传信息 在细胞内的传递规律。 虚线部分为科学家对中心法则做出的补充。 (2)中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 模板 原料 酶 场所 DNA复制 DNA DNA DNA的两条链 脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA RNA DNA的一条链 核糖核苷酸 RNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA 蛋白质 mRNA 氨基酸 多种酶 核糖体 RNA复制 RNA RNA RNA 核糖核苷酸 RNA 聚合酶等 RNA病毒感染 的 宿主细胞 逆转录 RNA DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 逆转录酶 10. 不同生物的遗传信息流动过程 生物种类 遗传信息传递表达过程图 细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体) 大多数RNA病毒 逆转录病毒 11.基因表达调控的方式 基因表达调控包括转录水平的调控和翻译水平的调控。 (1) 转录 水平的调控:包括DNA甲基化、组蛋白修饰、转录因子和RNA聚合酶结合到DNA特定区域的调控等,主要影响 RNA 的合成; (2) 翻译 水平的调控:主要发生在 mRNA 翻译成蛋白质的过程中。这一过程受到多种因素的影响,包括mRNA的稳定性、翻译起始和终止的效率等。 此外,一些特定的RNA分子,如反义RNA,也可以与mRNA结合并影响其翻译过程。这些调控方式可以影响蛋白质的合成速度和数量,进而影响生物体的生理功能和表型。 学科网(北京)股份有限公司 $