第四章 基因的表达（教师版）必背知识 高中生物新人教版必修2（2022年）

第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成1. DNA和RNA的比较比较项目DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸组成单位脱氧（核糖）核苷酸核糖核苷酸组成元素C、H、O、N、P化学组成共有磷酸、A、G、C特有脱氧核糖、T核糖、U结构规则的  双螺旋  结构通常呈 单链 （比DNA 短 ，能通过 核孔 ）种类   mRNA  、  tRNA  、  rRNA  三种分布  细胞核  （主要）、  线粒体  、  叶绿体  主要分布在  细胞质  中鉴定DNA＋  甲基绿  →  绿  色RNA＋  吡罗红  →  红  色功能  细胞生物  和  大部分病毒  的遗传物质（DNA是主要的遗传物质）①  RNA病毒  的遗传物质②翻译的 模板 （mRNA）和 搬运工 （tRNA）③  rRNA  与  蛋白质  结合形成核糖体④少数RNA具有  催化  作用2. 转录和翻译过程的比较（基因表达，即基因指导蛋白质的合成，包括  转录  和  翻译  两个过程）项目转录翻译图例概念以  DNA一条链为模板合成  RNA 的过程以  mRNA  为模板合成  蛋白质  的过程场所  细胞核  （主要）、  线粒体  、  叶绿体  细胞质中的  核糖体 上条件①模板：    DNA的一条链    ②原料：4种游离的  脱氧核糖核苷酸  ③能量：  ATP    ④酶：  RNA聚合酶  ①模板： mRNA   ②原料：  氨基酸  ③能量：  ATP   ④酶：多种酶⑤搬运工：  tRNA  碱基互补配对方式DNAATGC配对方式 3 种mRNAAUGC配对方式 2 种↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓mRNAUACGtRNAUACG方向0图例中转录方向：   从右向左   0（技巧：mRNA伸出的一端为转录起点）0图例中翻译方向：  从左向右   0（注： 核糖体  沿着 mRNA  移动，mRNA与核糖体结合部位有 2  个tRNA结合位点）特点①   边解旋边转录   ；②转录结束DNA恢复  双螺旋  结构（DNA全保留）一个mRNA分子上可相继结合 多  个核糖体，同时合成 多  条相同的肽链，因此，少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质  （意义）图中翻译方向  从左向右  （肽链短→长）产物 RNA （包括 mRNA 、 tRNA 、 rRNA ）0具一定氨基酸排列顺序的  蛋白质  0（需在 内质网和 高尔基体 中加工成蛋白质）数量关系DNA中碱基数:mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数＝  6  :  3  :  1  3. 密码子（遗传密码）（1）概念：  mRNA  上决定一个氨基酸的  三个相邻碱基  。（2）种类：共  64  种，其中能决定氨基酸的密码子只有  61  种，有三种终止密码子。①起始密码子：翻译的  起始  信号，有  2  种，   能   （能/不能）决定氨基酸。②终止密码子：翻译的  终止  信号，有  3  种，  不能  （能/不能）决定氨基酸。③普通密码子：有  59  种，   能   （能/不能）决定氨基酸。（3）特点：①除  终止  密码子外，每种密码子都只能决定 1 种氨基酸。（专一性）②一种氨基酸可对应  一种或多  种密码子（简并性，可保证生物③生物界所有生物共用一套密码子。     遗传性状  的稳定性）。4. tRNA（填充右图）（1）作用：识别mRNA上的  密码子 ，转运特定  氨基酸 到  核糖体 中。（2）种类：有  61  种，因为  终止  密码子无对应的反密码子（tRNA）。（3）特点：①每种tRNA只能识别并转运  1  种特定的氨基酸。（专一性）②一种氨基酸可对应  一种或多  种tRNA。练习：图中tRNA识别的密码子是  UGG  ，携带的氨基酸是  色氨酸  。  5. 据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格的空白处填入相应的字母，并分析归纳下列问题：DNA双链a链GTATACAGTb链CATATGTCAmRNAGUAUACAGUtRNACAUAUGUCA氨基酸缬氨酸（密码子为GUA）酪氨酸（密码子为UAC）丝氨酸（密码子为 AGU ）（1）DNA中  碱基排列顺序  代表遗传信息，a链和b链的遗传信息  不同  （相同/不同）。（2）表中转录形成mRNA的模板链是DNA的  b  （a/b）链，DNA中的A对应mRNA中的  U  。mRNA与模板链  互补  ，与非模板链  基本相同  ，只是用  U  代替  T  。（3）遗传信息在  DNA  上，密码子（遗传密码）在  mRNA  上，反密码子在  tRNA  上。（4）在这段mRNA中包含  3  个密码子，编码  3  个氨基酸，需要  3  个tRNA才能把所需氨基酸转运到核糖体中，也就是说tRNA数等于  氨基酸  数。6. 真核细胞染色体DNA（核DNA）转录、翻译特点：    先转录后翻译，时间场所不同    。6. 原核细胞DNA转录、翻译特点：    边转录边翻译，转录翻译同时同地进行    。       7. 体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖的，因此同一个体不同细胞中染色体  相同  ，DNA  相同  ；细胞分化（实质是   基因的选择性表达  ）增加了细胞的种类，因此同一个体不同细胞中mRNA  不完全相同  ，蛋白质  不完全相同  ，酶  不完全相同  。 （填“相同”“不同”“不完全相同”）8. 写出下列物质中“A”的名称    第二节 基因表达与性状的关系1. 中心法则：由  克里克  提出，总结了  遗传信息  在细胞内的传递规律。如右图所示：（1）各过程名称：①   DNA复制   ；②    转录    ；③   翻译   ； ④   RNA复制   ；⑤   逆转录   。其中过程⑤需要   逆转录   酶。（2）在正常细胞中能发生 ①②③  过程， ④⑤  过程只能发生在被 RNA病毒  感染的宿主细胞中。（3）中心法则各过程都遵循   碱基互补配对   原则。2. 中心法则各过程比较过程信息流动方向条件场所模板原料能量酶其他DNA复制DNA→DNADNA的两条链脱氧核糖核苷酸ATP解旋酶DNA聚合酶 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体转录DNA→RNADNA的一条链核糖核苷酸ATPRNA聚合酶 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体翻译mRNA→蛋白质mRNA氨基酸ATP多种酶tRNA核糖体核糖体RNA复制RNA→RNARNA核糖核苷酸ATPRNA复制酶 RNA病毒感染的  宿主细胞 逆转录RNA→DNARNA脱氧核糖核苷酸ATP逆转录酶 3. DNA两大功能（1）传递遗传信息：通过  DNA复制  完成的，发生于亲代产生子代的  繁殖  过程或细胞  分裂  过程中。（2）表达遗传信息：通过  转录  和  翻译  完成的，发生在  个体发育  过程中。4. 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，发生在被其感染的  宿主细胞  中）大多数RNA病毒（如烟草花叶病毒，发生在被其感染的  宿主细胞  中）逆转录病毒（如致癌的RNA病毒、HIV，发生在被其感染的  宿主细胞  中）5. 基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制  蛋白质  的合成来实现的，有两条途径：（1）间接控制：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：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆      酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病（2）直接控制：基因通过控制  蛋白质的结构  直接控制生物体的性状。实例：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病      血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症6. 基因与性状的关系并不都是简单的  线性（一一对应）  关系。一个基因可能影响  多  种性状，一种性状也可能由  多  个基因控制。如身高由  多  个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。7. 表现型是  基因型  和  环境  共同作用的结果。如水毛茛的叶形，水中呈丝状，空气中呈片状。8. 细胞质基因（1）分布：  线粒体  和  叶绿体  中。（2）功能：①能进行  DNA复制  复制。②通过  转录  和  翻译  控制某些蛋白质的合成。注：线粒体DNA和叶绿体DNA转录、翻译特点：  边转录边翻译，同时同地进行  。（3）遗传特点：①  母系  遗传，子代性状与  母本 相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自  母方  。②  不遵循  （遵循/不遵循）孟德尔遗传规律，杂交后代无一定的性状  分离比  。