备战2022年新高考生物一轮复习知识清单必修2第4章 基因的表达

基因的表达：1.概念：基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，这一过程称为基因的表达。2..RNA的结构与功能：遗传信息的转录（1）概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。（2）场所(以真核细胞为例)：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。(3)条件：①模板：DNA的一条链。②原料：4种游离的核糖核苷酸。③酶：RNA聚合酶。④能量：ATP提供。(4)产物：mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)、rRNA(核糖体RNA)。(6)遗传信息的流动：DNA上的碱基排列顺序→mRNA上的碱基排列顺序。 注意：转录得到的RNA上的碱基序列几乎与非模板链相同，只是T被U代替3.遗传信息的翻译(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)场所或装配机器：核糖体。(3)条件：①模板：mRNA。②原料：游离的氨基酸。③酶：多种酶。④能量：ATP提供。⑤搬运工具：tRNA。（4）过程：如右图所示。（5）碱基互补配对原则：A-U、G-C、C-G、U-A。（6）产物：多肽（7）遗传信息的流动：mRNA上的碱基排列顺序→多肽中的氨基酸排列顺序。盘曲折叠――→蛋白质 4.：辨析遗传信息、密码子与反密码子（1）界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子（2）明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系①一种氨基酸可对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。其意义主要表现为以下两方面：增强容错性，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定；保证翻译速度，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。②除终止密码子外，一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA转运一种氨基酸。③密码子有64种(3种终止密码子：UAA、UAG、UGA，61种决定氨基酸的密码子)，反密码子理论上有61种(3种终止密码子无与之对应的tRNA)。地球上几乎所有的生物体都共用20种氨基酸的密码子表。5.基因表达过程图的分析方法（1）分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。（2）用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图6.DNA复制、转录和翻译的比较 比较项目DNA复制转录翻译场所主要是细胞核主要是细胞核核糖体模板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20种游离的氨基酸模板去向子代DNA分子中DNA链重新聚合降解成核糖核苷酸产物完全相同的两个DNA分子RNA多肽(蛋白质)碱基配对原则A—T、G—C、C—G、T—AA—U、G—C、C—G、T—AA—U、G—C、C—G、U—A特点半保留复制、边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息注意：①转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。②翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。③由于基因的选择性表达，同一个个体不同体细胞中的mRNA和蛋白质种类不一定相同。7.基因表达中相关计算DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：由于mRNA中有终止密码子等原因，下图关系应理解为每合成n个氨基酸形成的多肽至少需要mRNA上3n个碱基和DNA(基因)上的6n个碱基。8.“三步法”解答关于基因表达中的计算题第一步：作图，如右上图所示。第二步：转换。根据第一步作出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。第三步：计算。根据题干要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。基因对性状的控制1.中心法则(遗传信息传递的一般规律)的提出及其发展 (1)提出者：克里克。(2)补充后的中心法则图解：(3)不同类型生物的中心法则①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒②高度分化的细胞③具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)④具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒，含逆转录酶)注意：灵活运用所学知识解决实际问题，具体问题具体分析，学会判断某种生物能进行中心法则中的哪些（4）与中心法则有关的碱基互补配对原则和酶生理作用碱基互补配对原则酶DNA复制A—T、G—C、C—G、T—A解旋酶、DNA聚合酶等转录A—U、G—C、C—G、T—ARNA聚合酶翻译A—U、G—C、C—G、U—A多种酶RNA复制A—U、G—C、C—G、U—ARNA复制酶逆转录A—T、G—C、C—G、U—A逆转录酶RNA复制简图：（5）联系中心法则与基因表达的关系 2.基因、蛋白质与性状的关系(基因控制性状的途径)（1）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：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症（2）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：白化病、豌豆圆粒、 3.基因与性状的对应关系（1）基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系：基因与基因、基因与基因产物、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。总之，生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”：如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制性控制控制状的间接途径实现的，即基因――→酶的合成――→产生该非进而蛋白质类物质的代谢过程――→控制性状。4.细胞质基因：为了与细胞核的基因相区别，将线粒体和叶绿体中的基因称作细胞质基因。线粒体和叶绿体中的DNA，都能进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。细胞质基因不遵循孟德尔遗传规律，细胞质基因控制的遗传病都只能通过母亲遗传给后代。