专题五 基因的表达（期末复习课件）-2025-2026学年高一生物下学期期末复习必备（人教版）

这是一份高中生物学高一期末复习课件，针对人教版2019必修二“基因的表达”专题，包含复习目标、思维导图、知识梳理及专题训练。知识梳理涵盖RNA结构与功能、转录翻译过程、中心法则、基因与性状关系及表观遗传，辅以视频讲解和思维导图，构建系统学习支架。 资料特色突出核心素养培养，通过DNA与RNA结构比较、转录翻译过程流程图等强化结构与功能观，结合密码子简并性分析、数量关系推导培养科学思维，视频观看及问题引导提升探究实践能力，实例（如白化病、VHL综合征）联系生活渗透态度责任。帮助学生夯实基础，为教师提供清晰教学思路与实践素材。

高一期末复习 专题五：基因的表达 人教版2019必修二 1 复习目标 一、掌握遗传信息的转录与翻译过程 （一）能说出RNA与DNA在结构上的主要区别，并列举三种RNA的功能。 （二）能描述转录的场所、模板、原料、酶、能量及过程，并说明启动子的作用。 （三）能描述翻译的场所、模板、原料、工具、过程及多聚核糖体的意义。 二、说明基因表达与性状的关系 （一）能说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状。 （二）能说明基因通过控制酶的合成间接控制性状。 （三）能解释细胞分化的本质是基因的选择性表达，区分管家基因与奢侈基因。 三、理解表观遗传的概念与机制 （一）能说出表观遗传的定义。 （二）能说明DNA甲基化对基因表达的抑制作用。 （三）能说明表观遗传的特点。 2 思维导图 3 知识梳理 （一）RNA的结构 一、基因指导蛋白质的合成 1.RNA的基本组成单位： 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 2.RNA的结构： 单链、通常比DNA短 4 知识梳理 RNA的结构 DNA的结构 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤 尿嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤 胸腺嘧啶 碱基 碱基对 核糖 脱氧核糖 3.比较DNA与RNA的结构 5 知识梳理 4.RNA的类型 mRNA：信使RNA，携带遗传信息，蛋白质合成的模板 tRNA：又称转运RNA，识别并转运氨基酸 rRNA：又称核糖体RNA，是核糖体的组成成分 6 知识梳理 （二）遗传信息的转录 1.定义： 主要在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。 ① ② ③ ④ DNA RNA RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸 7 知识梳理 U A A C U G C C T A G G A U G T A （二）遗传信息的转录 模板 DNA的一条链的某个片段 原料 游离的四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 酶 能量 ATP 2.RNA合成的条件 8 知识梳理 3.转录的起始是如何确定的？ 4.RNA合成转录时DNA两条链是否完全打开？ 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的一条链的某个片段结合。（启动子） 不是，只有需要表达的基因片段才进行转录，因而只解旋要表达的基因片段。 9 知识梳理 5.转录过程： U A A C U G C C T A G G A U G T A RNA聚合酶 ①解旋 ②配对 ③连接 ④释放 DNA双链解开，碱基暴露出来 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 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上 合成的mRNA从DNA 链上释放，而后，DNA双螺旋恢复 10 知识梳理 转录 6.转录后合成RNA碱基序列与DNA两条单链的碱基序列有何异同？ 互补配对 模板链 非模板链 mRNA 基本相同 转录过程中，DNA和RNA之间遵循碱基互补配对原则：A-U，T-A，G-C，C-G，这保证了遗传信息传递的准确性。 11 知识梳理 转录 （mRNA释放，DNA双链恢复） DNA分子 碱基互补配对 主要在细胞核 四种核糖核苷酸 DNA的一条链（供转录的那一条） ATP、RNA聚合酶 A－U、T－A G－C、C－G DNA→mRNA 场所： 原则： 模板： 条件： 遗传信息流动： 时间： 活细胞新陈代谢过程中 mRNA 转 录 7.小结 12 知识梳理 1.翻译的概念：在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （三）遗传信息的翻译 13 知识梳理 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸① 色氨酸 U C A G C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(起始②) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U C A G 注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。 2.密码子表及密码子的特点 共有64种密码子 决定氨基酸的密码子有61或62种起始密码子2 种 终止密码子3种 14 知识梳理 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸① 色氨酸 U C A G C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(起始②) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U C A G 绝大多数氨基酸都有几个密码子 密码子简并性 地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子 密码子通用性 相邻的密码子无间隔、不重叠 由于密码子的简并性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸; 当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。 说明当今生物可能有着共同的起源。 或说明生命在本质上是统一的。 15 知识梳理 3.搬运工—转运RNA（tRNA） 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 分子内配对 结合氨基酸的部位 AAG tRNA三维结构 tRNA 反密码子 A U G U U C U G G C G mRNA 5' 3' 苯丙氨酸 ①形态： ②特点： ③反密码子： 三叶草形 位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基 16 知识梳理 观看翻译的视频，结合教材68页图4-7，尝试描述翻译的过程并回答以下问题。 （1）mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？ （2）根据密码子的阅读方式，图中mRNA上共有几个密码子？ （3）核糖体移动的方向是什么？ （4）翻译合成的肽链能直接承担相应的生物学功能吗？ 4.翻译的过程 17 知识梳理 （1）mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？ （2）根据密码子的阅读方式，图中mRNA上共有几个密码子？ 起始密码子决定翻译的起始 终止密码子决定翻译的终止 10个。 4.翻译的过程 18 知识梳理 4.翻译的过程 （3）核糖体移动的方向是什么？ 核糖体移动的方向 从起始密码子开始翻译，沿着mRNA按照5'到3'的方向读取密码子，直至读到终止密码子，翻译终止。 19 知识梳理 4.翻译的过程 （4）翻译合成的肽链能直接承担相应的生物学功能吗？ 肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。 20 知识梳理 5.比较原核生物和真核生物翻译过程 观察下图中原核细胞和真核细胞转录和翻译过程示意图，思考原核细胞和真核细胞转录和翻译的过程有什么异同点？ 细胞膜 DNA 核糖体 蛋白质 mRNA 核膜 DNA mRNA 蛋白质 核糖体 mRNA前体 原核细胞转录和翻译过程示意图 真核细胞转录和翻译过程示意图 边转录边翻译 先转录后翻译 21 知识梳理 （1）细胞内如何快速高效地进行翻译呢？ 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。 （3）判断翻译的方向____________。 从左到右 （2）同时合成的多条肽链是否相同，为什么？ 相同，因为模板为同一条mRNA。 6.多聚核糖体 22 知识梳理 （4）如合成由n个氨基酸组成的蛋白质，在不考虑终止密码子等情况下，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？ DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n：3n：n=6：3：1 DNA mRNA 蛋白质 转录 翻译 因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上DNA所含有的碱基数要大于6n，或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。 说明 7.翻译中的数量关系 23 知识梳理 比较项目 实质 联系 遗传信息 ______________________________   遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 ______________________________________ 反密码子 ________________________________________________________ DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 8.比较遗传信息、密码子、反密码子 24 知识梳理 复 制 转 录 翻译 场 所 细胞核 细胞核 细胞质 解 旋 完全解旋 解旋有遗传效应的片段 （基因） 模 板 DNA的两条链 只有DNA的一条链 （基因编码区一条链） mRNA 原 料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 21种氨基酸 酶 DNA解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶 核糖体 能 量 ATP ATP ATP 碱基配对 A—T C—G T—A G—C A—U G—C T—A C—G A—U G—C U—A C—G 特点 边解旋边复制、多起点双向复制 边解旋边转录 边转录边翻译（原核） 核内转录质中翻译（真核） 产 物 相同2个子代DNA mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质 9.比较复制、转录、翻译 25 知识梳理 （四）中心法则 请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 1.克里克的预见: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，并将这一规律命名为中心法则。 26 2.中心法则的补充 RNA 转录 蛋白质 翻译 DNA 复制 逆转录 复制 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。 知识梳理 生物种类 遗传信息的传递过程 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA复制病毒 逆转录病毒 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 翻译 蛋白质 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 3.各类生物的中心法则 28 知识梳理 例.VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（    ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 D 29 知识梳理 二、基因表达与性状的关系 （一）直接控制途径： 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。 基因 　　　　　　 生物体的性状 (1)直接控制途径(用文字 和箭头表示) 蛋白质的结构 缺 失3个 A∥T T∥A CFTR蛋 白结构 缬氨酸 镰刀状 溶血性贫血 30 知识梳理 （二）间接控制途径 1.白化病致病机理图解 酶的合成 代谢过程 酪氨酸酶 黑色素 酪氨酸酶 不能将酪氨酸酶转化为黑色素 基因 　　　生物体的性状 31 知识梳理 2.豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解 DNA序列 淀粉分支酶 淀粉分 支酶 淀粉合成 受阻，淀粉 含量降低 蔗糖 皱粒 圆粒 32 知识梳理 管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因； 奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。 基因的选择性表达. 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 3.基因的选择性表达与细胞分化 (1)类型(基因) (2)细胞分化的本质： (3)细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。 33 知识梳理 三、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。 (2)实例：柳穿鱼花的形态结构的遗传 Lcyc基因 正常 开花时表达 Lcyc基因 高度 甲基化 开花时不表达 植株A 植株B × 植株A ⊗ 绝大部分与植株A相似 少大部分与植株B相似 植株B的Lcyc基因高度甲基化，使其不表达。 34 知识梳理 DNA甲基化 DNA甲基化 DNA甲基化后转录异常 (2)实例：柳穿鱼花的形态结构的遗传 35 知识梳理 小鼠毛色受基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色，a为隐性，表现为黑色。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为Avya，却表现出黄色和黑色之间的一系列过度类型。研究表明，在Avy基因前端有一段特殊碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。 这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体色体毛的颜色就越深。 (3)实例：小鼠毛色遗传 36 知识梳理 蜂王 工蜂 持续获得蜂王浆 (4)实例：蜜蜂 (5)实例：同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异. 37 知识梳理 (6)表观遗传常见的调控机制： DNA甲基化修饰。 注意：主要抑制转录。 相关信息：除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。 H3 组蛋白修饰与染色质活性的关系 38 知识梳理 (8)特点 DNA序列不变。 可遗传给后代。 受环境影响、可逆性。 (7)发生时期： 普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 (9)理解表观遗传应注意的三个问题 ①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 39 知识梳理 大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系：一个性状可以受多个基因影响(多因一效) 。一个基因也可以影响多个性状(一因多效)。 ①一个基因 一种性状 控制 ②一个基因 多种性状 控制 ③多个基因 一种性状 控制 水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 40 知识梳理 四、总结基因与性状的关系 大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系：一个性状可以受多个基因影响(多因一效) 。一个基因也可以影响多个性状(一因多效)。 ①一个基因 一种性状 控制 ②一个基因 多种性状 控制 ③多个基因 一种性状 控制 水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 41 知识梳理 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间相互作用,形成错综复杂的网络,精细地调控着生物的性状。基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响，基因和环境相互作用共同决定生物的表型。 四、总结基因与性状的关系 42 专题训练 练习1：甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 D 43 练习2.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(　　) C A.细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动 C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D.CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成 专题训练 Lavf58.12.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 $