专题04 基因的表达 2025-2026学年高中生物必修二期末专题复习课件（人教版2019）

这是一份专题04 基因的表达 2025-2026学年高中生物必修二期末专题复习课件（人教版2019），共55页。PPT课件主要包含了思维导图，知识剖析，翻译的过程，知识点四中心法则，过程图，知识点九表观遗传，图示分析，综合训练，考点05表观遗传等内容，欢迎下载使用。
1.RNA适于作DNA信使的原因(1)构成RNA的基本单位——核苷酸也含有4种碱基，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。(2)RNA一般是单链，而且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
知识点一RNA的结构、种类与功能
2.RNA的种类及功能
3.DNA与RNA的比较
1.概念RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。2.过程(以合成mRNA为例)
知识点二基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体之间的关系
(1)解旋：在细胞核内，RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露。(2)配对：细胞中游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。(3)连接：在RNA聚合酶的作用下，依次连接，然后形成一个mRNA分子。(4)释放：合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双螺旋恢复。
1.翻译的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.密码子(1)概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫作1个密码子。图中表示的mRNA上含有3个密码子。
知识点三遗传信息的翻译
(2)种类：64种。①2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；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。②3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。
(3)特点①专一性：一个密码子只决定一个特定的氨基酸。②简并：绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子，这称作密码子的简并。由于密码子的简并，当密码子中有一个碱基发生改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸。③通用性：几乎所有的生物体都共用一套密码子，说明当今生物可能有着共同的起源，生命在本质上是统一的。
3.转运RNA(tRNA)——氨基酸的运输工具(1)tRNA比mRNA小得多，链经折叠后外形呈三叶草形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。(2)tRNA具有高度的专一性。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(3)反密码子：指tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻的碱基。
5.mRNA、核糖体数量、翻译速度的关系(1)数量关系：一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条相同肽链。(2)意义：少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，便翻译的过程快速高效。
◎提醒(1)翻译的过程中，mRNA相对静止，核糖体沿着mRNA移动(5′→3′)。(2)可以根据肽链的长度判断翻译进行的方向，越长的肽链，翻译开始的时间越早，故图中翻译的方向是从左向右。(3)因为mRNA相同，图中4个核糖体合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成4条不同的肽链。
1.中心法则的提出(1)提出人：克里克。(2)内容：遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
2.中心法则的补充(1)RNA的复制：RNA病毒中含有RNA复制酶，在其催化作用下，RNA可以实现自我复制，即遗传信息可以从RNA流向RNA。如车前草病毒、烟草花叶病毒等。(2)逆转录：某些病毒含有逆转录酶，在逆转录酶的作用下，能够以RNA为模板合成DNA。即遗传信息可以从RNA流向DNA。如HIV、某些致癌病毒等。
3.完善后的中心法则图解
4.生命是物质、能量和信息的统一体(1)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。(2)中心法则蕴含着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联系。
知识点五中心法则相关生理过程的比较
知识点六原核细胞与真核细胞基因表达过程的区别
2.过程分析(1)原核细胞内的基因编码蛋白质的碱基序列是连续的，一经转录就产生了成熟的mRNA,可以直接指导核糖体翻译形成蛋白质，且没有核膜的阻隔，所以在进行基因表达时可以“边转录边翻译”。(2)真核细胞细胞核内的基因编码蛋白质的碱基序列被很多称为内含子的不能编码蛋白质的碱基序列分隔开，在转录时，先形成了不成熟的mRNA前体，然后经过剪切加工，去掉内含子对应的转录片段，再把其他片段连接起来，形成成熟的mRNA,成熟的mRNA指导核糖体翻译形成蛋白质，再加上真核细胞核膜的阻隔，所以在进行表达时只能“先转录后翻译”。
3.判断方法——二看法一看细胞结构：如果有细胞核或核膜(如图2),则为真核生物的基因表达过程；如果无细胞核或核膜(如图1),则为原核生物的基因表达过程二看转录和翻译能否同时进行：如果转录和翻译能同时进行(边转录边翻译),说明该过程属于原核生物的基因表达过程(如图1)或真核生物的细胞质基因表达过程；如果转录和翻译不能同时进行(先转录后翻译),说明该过程属于真核生物的核基因表达过程(如图2)
1.基因控制生物性状的两条途径两条途径：间接控制途径：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实例：白化病、皱粒豌豆等直接控制途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状实例：囊性纤维化、镰状细胞贫血
知识点七基因表达产物与性状的关系
2.间接控制(1)实例剖析(2)病因分析：根本原因(编码相关酶的基因结构异常)→直接原因(相关酶结构异常)→结果(代谢产物不足等)。
3.直接控制(1)实例剖析(2)病因分析：根本原因(相关基因结构异常)→直接原因(结构蛋白异常)→结果(细胞形态、结构改变等)。
1.分析鸡的不同类型细胞中生物大分子的检测结果上述事实说明，同一生物体中不同类型细胞形态结构不同的原因是某些基因选择性表达。
知识点八基因的选择性表达与细胞分化
2.细胞分化本质的模型分析(1)不变：分化前和分化后形成的各种细胞中DNA(基因)不变。(2)变：分化形成的各种细胞中mRNA和蛋白质不完全相同。
3细胞分化的标志(1)分子水平：合成某种细胞特有的蛋白质(如唾液淀粉酶、胰岛素等)。(2)细胞水平：形成不同种类的细胞。4细胞分化的本质：基因的选择性表达。
4表达基因的类型(1)管家基因：指所有细胞中都表达的一类基因，这类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合成酶基因等。(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，如卵清蛋白基因、胰岛素基因等。
1实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传分析
(2)某种实验小鼠毛色的遗传分析
该种小鼠的毛色除了受A基因控制，还受到A基因的前端(或称“上游”)的一段特殊的碱基序列控制。上游序列既可以使A基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色),也可以使A基因的表达处于完全抑制状态(小鼠毛色全部为黑色)。另外，上游序列还能够调控A基因的表达水平，使小鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
(3)上述两个实例说明：①基因的甲基化会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；②基因的甲基化是可以遗传给下一代的。
2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。3特点(1)普遍性：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。(2)可遗传性：这类改变可通过有丝分裂或减数分裂在细胞或个体间遗传。
(3)可逆性的基因表达：如甲基化可影响基因的表达；去甲基化可恢复基因的表达。(4)没有DNA碱基序列的改变：如同卵双胞胎具有完全相同的基因组成，但在长大成人后性格、健康等方面会出现差异，这种现象与表观遗传有关。(5)受环境影响：环境的变化可以导致表观遗传修饰的改变，进而引起表型改变。个体在生长和发育过程中获得的环境影响，可能会遗传给后代。
4应用从分子水平揭示了复杂的临床现象。为揭开生命奥秘及攻克遗传疾病带来希望；在研究生物进化机制以及改良作物和畜禽新品方面也具有重要意义等。
知识点十基因与性状的关系
2基因与性状不是简单的一一对应关系(1)多个基因控制一个性状，例如，人的身高是由多个基因决定的，且每个基因对身高都有一定的作用。(2)一个基因影响多个性状，例如，水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，还对水稻的生长、发育和产量都有重要作用等。
(3)环境影响：生物体的性状不完全由基因决定，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也有重要作用。(4)多因素作用：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，形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
考点01 遗传信息的转录和翻译
1.链霉素是一种常用的抗生素，其能与核糖体上的某个位点发生不可逆结合，从而有效干扰细菌蛋白质的合成。下列有关叙述错误的是（　　）A．使用链霉素会使细菌因发生染色体变异而具有耐药性B．核糖体由rRNA和蛋白质组成，其可沿着mRNA移动C．链霉素与核糖体结合后可能影响tRNA对密码子的识别D．链霉素可通过干扰细菌的翻译过程从而起到杀菌的效果
【答案】A【解答】解：A、细菌是原核生物，不会发生染色体变异，A错误；B、核糖体由rRNA 和蛋白质组成，移动的方向为5'→3'；C、链霉素与核糖体上的某个位点发生不可逆结合，导致翻译过程不能正常进行，C正确；D、链霉素与核糖体上的某个位点发生不可逆结合，D正确。故选：A。
2.起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图如下，a、b代表两种氨基酸，下列叙述错误的是 （ 　）A．①的3'端携带aB．a是甲硫氨酸C．甲硫氨酸的密码子位于②上D．①②上部分碱基能互补配对
【答案】B【解答】解：A、由图可知①是tRNA，携带氨基酸；B、甲硫氨酸对应的是起始密码子，所以b代表的是甲硫氨酸；C、密码子是mRNA上能决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，C正确；D、图中①是tRNA，②是mRNA，密码子和反密码子可发生配对。故选：B。
考点02 RNA分子的组成和种类
3.下列关于RNA的叙述，错误的是（　　）A．有些生物中的RNA具有催化功能 B．转运RNA上的碱基只有三个C．mRNA与tRNA在核糖体上发生碱基互补配对D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质
【答案】B【解答】解：A、具有催化作用的是酶，少数是RNA；B、tRNA是一条核糖核苷酸长链，只是构成反密码子的部分是3个碱基；C、在核糖体上发生翻译过程，C正确；D、有些病毒的遗传物质是RNA、HIV。故选：B。
4.“RNA世界”假说认为：最早出现的生物大分子是RNA，它兼具DNA和蛋白质的功能。下列不属于RNA功能的是（　　）A．细菌的遗传物质 B．具有催化作用C．参与组成细胞器 D．传递遗传信息
【答案】A【解答】解：A、细菌的遗传物质是DNA，只有某些病毒（如RNA病毒）的遗传物质是RNA；B、RNA具有催化功能，B正确；C、RNA参与组成细胞器，C正确；D、RNA可传递遗传信息，D正确。故选：A。
考点03 中心法则及其发展
5.1957年克里克提出了遗传信息传递的一般规律——中心法则，后人进行了完善，如图甲所示。图乙为某RNA分子的结构示意图（1）图甲中的②表示 ，在植物的根尖分生区细胞中，发生该过程的场所有 。（2）图乙的RNA可参与图甲的 （填序号）过程，图乙中反密码子为 。（3）图丙中密码子位于 （填序号）链，该链是以 （填序号）链为模板链合成的。若图丙中DNA片段发生基因突变，某个碱基被替换，导致编码的氨基酸序列延长： 。
【答案】（1）转录；细胞核、线粒体（2）③⑥；CAU（3）Ⅲ；Ⅱ；基因突变后转录得到的mRNA上终止密码子延后出现，翻译时间延长【解答】解：（1）甲图中②表示DNA转录，植物的根尖分生区细胞的细胞核和线粒体都含有DNA，因此图甲中的②在植物的根尖分生区细胞中。（2）图乙的RNA是tRNA，其作用是识别mRNA上的密码子，参与翻译过程，因此图乙的RNA可参与图甲的③⑥过程，因此图乙中反密码子为CAU。（3）密码子是mRNA上能决定氨基酸的三个相邻碱基，图中Ⅲ表示mRNA。RNA是以DNA的一条链通过碱基互补配对原则合成的，该链与DNA中的Ⅱ能碱基互补配对。若图丙中DNA片段发生基因突变，导致编码的氨基酸序列延长，翻译时间延长。故答案为：（1）转录；细胞核（2）③⑥；CAU（3）Ⅲ；Ⅱ；基因突变后转录得到的mRNA上终止密码子延后出现
6.下列关于中心法则及其补充内容的叙述，正确的是（　　）A．感染了RNA病毒的细胞内一定不会发生图中所有信息流动过程B．真核细胞内都会发生DNA复制、转录和翻译C．根尖分生区细胞在分裂间期遗传信息只能从DNA流向DNAD．一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA
【答案】D【解答】解：A、感染了HIV等逆转录病毒，A错误；B、成熟的红细胞无细胞核、转录和翻译；C、根尖分生区细胞在分裂间期会发生DNA复制和相关蛋白质合成，也能从DNA流向RNA，C错误；D、一些RNA病毒通过RNA复制产生遗传物质，D正确。故选：D。
考点04 基因、蛋白质与性状的关系
7.研究发现，野生大豆中的耐盐基因GsNAC2编码的转录因子能激活下游基因GsP5CS的表达，后者编码的酶能催化渗透调节物质脯氨酸的合成（　　）A．基因GsNAC2通过控制脯氨酸这种渗透调节物质的合成直接控制耐盐性B．可通过提高基因GsNAC2或GsP5CS的表达水平，增强作物耐盐能力C．可说明基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系D．该研究为利用基因工程培育耐盐大豆提供了关键基因资源
【答案】A【解答】解：A、基因GsNAC编码的转录因子能激活下游基因GsPCS的表达。这表明基因 是间接控制脯氨酸合成，并非直接控制；B、因为GsNAC能激活GsPCS表达。所以提高 ，能增加脯氨酸合成，B正确；C、耐盐性这一性状受GsNAC和GsPCS等多个基因影响，C正确；D、该研究明确了与耐盐性相关的关键基因GsNAC和GsPCS，D正确。故选：A。
8.某研究发现，将一些残翅果蝇幼虫在31℃的环境中培养，得到了正常翅的果蝇成虫，产生的后代仍为残翅。下列叙述错误的是（　　）A．性状不完全由基因决定，也受环境影响B．翅的发育需要酶的参与，受温度影响C．基因可通过控制酶的合成直接控制性状D．上述变异不可遗传，不能为进化提供原材料
【答案】C【解答】解：A、据题干信息，果蝇的翅形不同，也受环境影响；B、翅的发育需要酶的参与，不同温度翅形不同；C、基因可通过控制酶的合成控制代谢过程，C错误；D、上述变异受环境影响产生，不属于可遗传变异，D正确。故选：C。
9.下列有关表观遗传的叙述，正确的是（　　）A．表观遗传中生物体基因的碱基序列发生改变B．表观遗传中生物体的表型发生可遗传变化C．DNA甲基化可以促进DNA的转录D．表观遗传一定可以遗传给后代
【答案】B【解答】解：A、表观遗传中基因的碱基序列未发生改变，A错误；B、表观遗传通过影响基因表达导致表型变化，B正确；C、DNA甲基化通常发生在基因启动子区域，抑制转录；D、表观遗传的性状可能遗传给后代，例如体细胞表观修饰不会通过生殖细胞传递。故选：B。