第4章基因的表达【速记清单】-2023-2024学年高一生物单元速记·巧练（人教版2019必修2）（PDF版含答案）

知识章章清
第 4 章 基因的表达
01 归纳·章节概览
02 速记·考点列阵
第 1 节 基因指导蛋白质的合成
考点 1 遗传信息的转录
考点 2 遗传信息的翻译
考点 3 中心法则
第 2 节 基因表达与性状的关系
考点 1 基因表达产物与性状的关系
考点 2 基因的选择性表达与细胞分化
考点 3 表观遗传
考点 4 基因与性状的关系
03 攻克·重点疑难
疑难点 1 转录与翻译相关计算
第 1 节 基因指导蛋白质的合成
考点 1
遗传信息的转录
1．RNA 的分类及其功能
信使 RNA(mRNA) 转运 RNA(tRNA) 核糖体 RNA(rRNA)
示意图
主要分布于细胞质，常与核糖
分布部位 细胞质中 与蛋白质结合形成核糖体
体结合
信使 RNA 上带有从 DNA 转
一端能与氨基酸结合，另
录的遗传信。mRNA 上决定 1 由核仁区的 DNA 转录而来，
特点 一端能与 mRNA 上的遗
个氨基酸的 3 个相邻碱基构 是核糖体的组成成分
传密码子互相配对
成 1 个遗传密码子
转运特定的氨基酸，识别 与多种蛋白质结合成核糖
携带特定碱基序列的遗传信 信使 RNA 上的遗传密码 体，作为蛋白质生物合成的
功能
息翻译时作为模板 子，在翻译时作搬运氨基 “装配机”。兼有酶的功能，
酸的工具 又称为核酶
结构 单链 单链，呈三叶草状 单链
共同点 都是由转录产生；基本组成单位相同；都与翻译过程有关
注意说明：mRNA(信使 RNA)、tRNA(转运 RNA)、rRNA(核糖体 RNA)三者主要在细胞中参与转录和翻
译的过程。不同的细胞由于基因的选择性表达，mRNA 的种类和数量是不同的，但 tRNA、rRNA 的种类没
有差异。
2．遗传信息的转录过程
通过转录，DNA 携带的遗传信息传递到 mRNA 上，mRNA 通过核孔进入细胞质，指导蛋白质的合成。
这样，遗传信息便由细胞核传递到细胞质。转录形成的 RNA 并非只有 mRNA，还有 tRNA 和 rRNA。tRNA
携带氨基酸，参与合成多肽(含量相对稳定)；rRNA 是核糖体的结构成分(含量相对稳定)。
考点 2 遗传信息的翻译
1．翻译过程涉及的基本概念
(1)密码子是指 mRNA 上决定 1 个氨基酸的 3 个相邻的碱基，也称三联体密码子；密码子共有 64 种密
码子，编码 21 种氨基酸，一种氨基酸可以由多种密码子编码。
(2)反密码子：与 mRNA 中的密码子互补配对的 tRNA 一端的 3 个碱基称为
反密码子。它能识别密码子，与密码子互补配对，与相应的 DNA 模板链上的碱
基序列相同，只是 DNA 链上的碱基 T 在 tRNA 上为 U。每种 tRNA 只能识别并
转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种 tRNA 转运。tRNA 结构示意图：
2．遗传信息的翻译
(1)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，这一过程叫作
翻译。
(2)翻译的过程
3．真核细胞和原核细胞基因表达的区别
真核细胞的基因是先转录后翻译的，转录的主要场所是细胞核，
真 核
过程 转录形成的 mRNA 通过核孔进入细胞质，翻译的场所是细胞质
细胞
中的核糖体。
原核 边转录边翻译。原核细胞没有核膜，mRNA 一经形成就会有许
过程
细胞 多核糖体结合上来，所以会出现转录和翻译同时进行的现象。
考点 3 中心法则
1．中心法则的提出：1957 年，英国生物学家克里克提出中心法则。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。如下图：
2．中心法则的发展：随着研究的不断深入，科学家对中心法则做出了补充：少数生物(如一些 RNA 病毒)的
遗传信息可以从 RNA 流向 RNA 以及 RNA 流向 DNA(新的中心法则图解如下)。
3．各类生物遗传信息的传递过程
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
细胞生物以及 动物、植物、
DNA 病毒 细菌、真菌等
RNA 病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
第 2 节 基因表达与性状的关系
考 点 1 基因表达产物与性状的关系
1．基因对性状的间接控制：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。如豌豆种子
的形状和人的白化症状。
2．基因对性状的直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。如镰刀型细胞贫血症和囊
性纤维病。
考点 2 基因的选择性表达与细胞分化
1．细胞中并不是所有的基因都能得到表达，基因的表达存在选择性，即同一生物体已分化的细胞的基因会
进行选择性表达。
2．细胞分化
细胞分化的 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定
定义 性差异的过程
细胞分化 分子水平 转录出特有的 mRNA 或合成某种细胞特有的蛋白质如唾液淀粉酶、胰岛素等
的标志 细胞水平 形成了不同种类的细胞
分化的细胞 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
管家基因
中表达的基 必需的，如核糖体蛋白基因、ATP 合成酶基因
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
细胞分化中 不变 基因或 DNA 的种类等
的“变”与“不 蛋白质的种类、细胞的形态、结构和生理功能等
改变
变”
细胞分化的
基因的选择性表达
本质
考点 3 表观遗传
1．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异的现象叫作表观遗传。
2．表观遗传特点：可遗传，即这类改变通过有丝分裂和减数分裂在细胞或个体世代间遗传；没有 DNA 序
列的改变或不能用 DNA 序列变化来解释。
3．常见的表观遗传的调节机制
(1)DNA 甲基化
(2)组蛋白修饰
(3)非编码 RNA 调控
4．表观遗传的实例：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。例如，
基因组成相同的同卵双胞胎的微小差异；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形
态、结构、生理和行为等方面截然不同。
5．表观遗传的应用：表观遗传调控的遗传机制不涉及 DNA 序列的改变，只涉及基因表达的活性。通过改
变基因表达活性即可达到和改变基因序列类似的效果。表观遗传效应在疾病诊断、治疗和药物开发等方面
都具有较广阔的应用前景。
考点 4 基因与性状的关系
1．基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控
的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发
生可遗传的性状改变。
2．中心法则与基因表达的关系
疑难点 1 转录与翻译相关计算
1．DNA(基因)、mRNA 中碱基与肽链中氨基酸个数关系
DNA 碱基数∶mRNA 碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1
2.计算中“最多”和“最少”的分析
①mRNA 上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA 上的终止密码子不决定氨基酸，
因此准确地说，mRNA 上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的 3 倍还要多一些。
②DNA 上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或 DNA 上的碱基数目比对应的蛋白质中氨
基酸数目的 6 倍还要多一些。
③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如 mRNA 上有 n 个碱基，
转录产生它的基因中至少有 2n 个碱基，该 mRNA 指导合成的蛋白质中最多有 n/3 个氨基酸。
3.“三步曲法”解答关于基因表达中的计算题
第一步：做图。通常只需画出下图甲，但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。
①上述图甲代表的是一个 DNA 分子，α、β 代表它的两条脱氧核苷酸链；图乙代表的是以该 DNA 分子
的 α 链为模板转录出的一个 RNA 分子。
②上述图甲中的 A、G、C、T 代表 4 种脱氧核苷酸(或碱基)，x、y、z、w 代表数量；图乙中的 U、C、
G、A 代表 4 种核糖核苷酸(或碱基)，x、y、z、w 代表数量。
第二步：转换。即根据第一步做出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。
第三步：计算。即根据题干的要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。