第4章基因的表达知识清单 高中生物人教版必修2

新教材 人教版 生物必修2第4章知识点清单目录第4章　基因的表达第1节　基因指导蛋白质的合成第2节　基因表达与性状的关系 
第4章　基因的表达第1节　基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1. RNA适于作DNA的信使(1)RNA与DNA的分子组成相似，具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖为核糖而不是脱氧核糖，RNA的碱基组成中没有T而含有U。(2)RNA一般为单链，而且比DNA短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中。2. RNA的种类：mRNA、tRNA、rRNA等。其中rRNA是核糖体的组成成分之一。3. 转录(1)概念：通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。(2)过程  特别提醒    (1)转录过程中DNA的解旋是在RNA聚合酶的作用下进行的，不需要解旋酶。(2)RNA聚合酶的作用是破坏氢键(解旋)和催化形成磷酸二酯键。(3)mRNA、tRNA、rRNA都是转录产物。二、遗传信息的翻译1. mRNA与密码子、tRNA与反密码子(1)mRNA与密码子：mRNA为翻译的模板，位于mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基称为密码子(2)tRNA与反密码子：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，其一端(3'端)是携带
氨基酸的部位，另一端有可以与mRNA上的密码子互补的反密码子，如图中a。(3)密码子的种类：密码子共有64个，其中终止密码子有3个，分别为UAA、UGA、UAG，终止密码子不编码任何氨基酸，是翻译终止的信号；特殊情况下，UGA可编码硒代半胱氨酸。起始密码子为AUG，它编码甲硫氨酸，是翻译开始的信号；原核生物中，GUG也可作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。特别提醒    (1)真核生物中，除终止密码子外，1种密码子决定1种氨基酸；1种氨基酸可由1种或多种密码子决定。1种氨基酸由多种密码子决定的现象叫作密码子的简并性；地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码(密码子的通用性)。(2)1种tRNA识别并转运1种氨基酸，而1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。(3)tRNA并非只含三个碱基，其含多个碱基，且局部可进行碱基互补配对，即tRNA中含有氢键。2. 翻译(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)过程肽链合成后，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。特别提醒    (1)1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，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 (2)核糖体在mRNA上的移动方向为5'→3'，上图4个核糖体以同一mRNA为模板进
行翻译，合成的蛋白质相同。(3)翻译过程实际是氨基酸脱水缩合的过程。(4)翻译过程需要三种RNA的参与，即mRNA作模板、tRNA作为转运氨基酸的工具、rRNA作为核糖体的组成成分。三、中心法则1. 中心法则图解　　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，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。2. 不同类型生物的遗传信息传递过程(1)并不是所有的生物都能进行中心法则的所有过程，RNA的复制和逆转录只发生在某些RNA病毒中。(2)一种RNA病毒只能进行逆转录、RNA复制中的一个过程，逆转录需要逆转录酶，RNA复制需要RNA复制酶。(3)高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生DNA复制过程。(4)遗传信息的传递过程都发生在细胞内，病毒的遗传信息传递过程发生在宿主细胞内。 3. “三看法”判断中心法则的具体过程  四、基因表达的过程 1. 比较DNA复制、转录和翻译项目DNA复制基因表达转录翻译时间分裂间期个体生长发育的整个过程场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种氨基酸产物与亲本相同的DNARNA(mRNA、tRNA、
rRNA等)具有一定氨基酸顺序的蛋白质碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA上结合多个核糖体，同时合成多条相同肽链遗传信息的流动DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白质研究方法可用放射性同位素标
记“T”可用放射性同位素标记“U”可用放射性同位素标记某个氨基酸 2. 原核生物与真核生物基因表达的区别(1)原核生物细胞没有核膜包被的细胞核，转录尚未结束，就已经有核糖体结合到正在形成的mRNA上进行翻译，如图所示。 (2)真核细胞的核基因转录生成mRNA发生在细胞核中，但核糖体在细胞质中，核质之间有核膜这道“屏障”，因而真核生物的核基因无法“边转录边翻译”。(3)可以通过图示细胞中核膜的有无和是否“边转录边翻译”来判断是真核细胞还是原核细胞。五、基因表达中的相关数量关系 1. 理论上基因碱基数、mRNA碱基数与氨基酸数的关系(1)图示(2)计算公式：蛋白质中的氨基酸数=1/3 mRNA中碱基数=1/6基因中碱基数。
2. 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1 的原因(1)基因中含有不编码氨基酸的序列，不进行转录。(2)转录出的mRNA上有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。   第2节　基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系1. 间接途径(1)内容：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。(2)实例①皱粒豌豆的形成机制：编码淀粉分支酶的基因被插入的外来DNA序列打乱→淀粉分支酶异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→豌豆成熟时失水皱缩。②人的白化症状的形成机制：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。2. 直接途径(1)内容：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)囊性纤维化的形成机制：编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。二、基因的选择性表达与细胞分化1. 表达的基因类型(1)在所有细胞中都表达的基因(管家基因)：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。(2)只在某类细胞中特异性表达的基因(奢侈基因)：卵清蛋白基因、胰岛素基因等。2. 细胞分化的本质及结果(1)本质：基因的选择性表达。(2)结果：同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态、结构和功能。 3. 基因选择性表达过程中，遗传物质没有发生改变。 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. 机制：DNA甲基化或构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰影响了基因的表达，如DNA甲基化通过影响遗传信息的转录来抑制基因表达。3. 主要特点(1)可遗传。(2)基因的碱基序列不发生改变。4. 实例(1)基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关。(2)一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，它们在形态、结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关。5. 表观遗传现象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。四、基因与性状关系的归纳1. 在大多数情况下，基因与性状的关系不是简单的一一对应的关系(1)一个性状可以受多个基因影响，如人的身高是由多个基因决定的。(2)一个基因可以影响多个性状，如水稻中的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。(3)生物体的性状不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。如后天
的营养和体育锻炼等对人的身高有重要作用，水毛茛两种类型叶的形成与环境因素相关。2. 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。