基因的表达(转录与翻译,中心法则)-文档资料

高考生物专题知识点归纳总结—基因的表达课标要求概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质体现。

考点一遗传信息的转录和翻译1．RNA的结构与功能2．遗传信息的转录(1)源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。

②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA 分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。

③转录方向的判定方法：已合成的mRNA 释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。

(2)源于必修2 P 64～65“正文”：RNA 适合做信使的原因是RNA 由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA 短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。

3．遗传信息的翻译(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)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 ①概念辨析 比较项目 实质联系遗传信息 DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。

通过转录，使遗传信息传递到mRNA 的核糖核苷酸的排列顺序上；密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子密码子mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基反密码子位于tRNA 上的能与mRNA 上对应密码子互补配对的三个相邻碱基②数量关系 Ⅰ.密码子有64种a ．有2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 也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。

b ．有3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，终止密码子UGA 可以编码硒代半胱氨酸；不同生物共用一套遗传密码。

Ⅱ.通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA 只能转运一种氨基酸。

2021届高考生物一轮复习知识点专题25 基因的表达一、基础知识必备（一）遗传信息的转录和翻译1、遗传信息的转录（1）概念在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。

（2）过程DNA解旋→原料与DNA碱基互补并通过氢键结合→RNA新链的延伸→合成的RNA从DNA链上释放→DNA复旋。

2、遗传信息的翻译（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①mRNA进入细胞质与核糖体结合后,携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。

②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。

③甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。

④核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,核糖体移动,使占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。

⑤重复步骤2、3、4,直至核糖体读取到mRNA的终止密码子,翻译才终止。

（二）染色体、基因、DNA和脱氧核苷酸相互之间的关系1.四者关系图2、四者关系分析关系内容基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸,这些脱基因与脱氧核苷酸氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与DNA 基因是具有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因基因与染色体基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因是遗传物质结构和功能的基本单位,特定的基因控制相应的性状染色体主要由DNA和蛋白质构成。

通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子, DNA与染色体染色体是DNA的主要载体四者之间数量关系1条染色体→1个或2个DNA分子→许多个基因→成百上千个脱氧核苷酸四者之间层次关系脱氧核苷酸→基因→DNA分子→染色体（三）基因的功能1、基因的功能:通过复制传递遗传信息;通过控制蛋白质的合成表达遗传信息。

2.中心法则(1)提出者:克里克。

专题10 基因的表达【考点梳理.逐个击破】1. 转录和翻译过程的比较项目转录翻译图例概念以DNA 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DNA A T G C配对方式3 种mRNA A U G C配对方式2 种↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓mRNA U A C G tRNA U A C G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例1：下列叙述正确的是()。

A.胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中B.核糖存在于RNA中而不存在于DNA中C.mRNA合成于细胞核并在细胞核中传递遗传信息D.DNA都是双螺旋结构而RNA是单链结构2. 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有61/62 种。

①起始密码子：翻译的起始信号，有 2 种，能决定氨基酸。

②终止密码子：翻译的终止信号，有 3 种，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。

基因的表达、基因与性状的关系1、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，主要在细胞核中进行；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体上。

2、密码子是mRNA上相邻的3个碱基。

一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。

3、中心法则的证内容：信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；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。

但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或DNA。

中心法则的后续补充有：遗传信息从RNA 流向RNA以及从RNA流向DNA这两条途径。

1. 人体中的促红细胞生成素（EPO）是由肾皮质、肾小管周围间质细胞和肝脏分泌的一种激素样物质，能够促进红细胞生成。

服用促红细胞生成素可以使患肾病贫血的病人增加血流比溶度（即增加血液中红细胞百分比）。

EPO兴奋剂正是根据促红细胞生成素的原理人工合成，它能促进肌肉中氧气生成，从而使肌肉更有劲、工作时间更长。

当机体缺氧时，低氧诱导因子（HIF）与促红细胞生成素（EPO）基因的低氧应答元件（非编码蛋白质序列）结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如下图1所示。

研究发现癌细胞因迅速增殖（1）图1过程①，需要RNA聚合酶结合在HIF基因的启动子上驱动转录（2）HIF从转录水平调控EPO基因的表达，进而影响红细胞生成（3）骨髓造血功能不全患者，EPO表达水平较正常人低（4）肿瘤细胞HIF基因的表达可能比较活跃，产生比较多的HIF（5）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中（6）转录过程中，形成了蛋白质-核酸复合物（7）翻译过程中，没有氢键的形成和断裂过程（8）转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同（9）几乎所有的生物都共用一套密码子（10）mRNA沿着核糖体从起始密码子向终止密码子移动，完成肽链的翻译（11）一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，迅速合成大量的多肽链（12）tRNA上存在与密码子互补配对的反密码子（13）细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和相等（14）细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽（15）遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向DNA（16）染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子（17）图2中X表示DNA聚合酶，能识别DNA特定序列，移动方向是由左向右（18）核糖体含有rRNA，能识别mRNA特定序列，移动方向是由左向右（19）图2过程Ⅱ中有多个核糖体和mRNA结合，每个核糖体上形成的肽链是不同的（20）图2过程I还未完成，过程Ⅱ即已开始，该现象可能发生在真核细胞中（21）基因中碱基对的改变不一定会导致遗传信息的改变（22）翻译过程中需要3种RNA参与（23）tRNA 比mRNA大得多，其羟基端是结合氨基酸的部位（24）同一细胞中两种RNA的合成不可能同时发生[知识点]基因是有遗传效应的DNA片段，基因指导蛋白质的合成[答案]（3）（7）（10）（13）（14）（15）（17）（18）（19）（21）（23）（24）[解析]图1结合题干信息表示HIF基因表达出低氧诱导因子（HIF）与促红细胞生成素（EPO）基因的低氧应答元件（非编码蛋白质序列）结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成；图2表示基因的转录和RNA的翻译过程，而且转录还未结束翻译就已经开始了。

第二节基因的表达--翻译陈娟2011/9/23 18:01:21石嘴山市光明中学6315《第二节基因的表达--翻译》的教学设计一课标分析<< 课程标准>>中有关的具体内容要求：概述遗传信息的转录和翻译。

使用的知识性目标行为动词是“概述”，属于理解水平，要求学生通过学习，能够对基因的表达过程、基因与性状的关系进行解释、推断。

二教材分析（一）教材的地位与作用所使用的教材是中图版必修二。

讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。

本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心。

本节教材是本册教材的重点之一，有承上启下的作用。

（二）教材前后联系“基因的表达”这部分内容，（1）从物质上看，讨论的是生命特有的两种大分子物质——蛋白质和核酸在生命现象中的关系。

学习过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础，其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋白质的结构和合成，核酸的结构和功能等。

（2）从结构上看，基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的，因此，还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。

（3）从功能上看，细胞代谢过程都是性状的体现，都是基因表达的结果，从这一点上说，本节内容有有助于对生命最基本特征的理解，这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中，关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。

另外，本节教材与生物学第三模块《稳态和环境》的学习也有密切的联系。

因为生命许多特有的调节活动都是基因——酶——性状或基因——蛋白质——性状的具体体现。

就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系；同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。

三教学建议基因的表达中的翻译过程比较抽象，学生接受起来比较困难。

我认为可以1、利用活动教具，将翻译过程直观化，突破重难点。

中心法则：RNA的自我修复和逆转录RNA的自我复制和逆转录过程，在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中后才发生。

逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。

在基因工程中是获得目的基因的重要手段。

生物遗传中心法则最早是由Crick于1958年提出的，用以表示生命遗传信息的流动方向或传递规律。

由于当时对转录、翻译、遗传密码、肽链折叠等都还了解不多，在那个时候中心法则带有一定的假设性质。

随着生物遗传规律的进一步探索，中心法则也逐步得到完善和证实，其法则见图1。

作用中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一，其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起了巨大的作用，极大地推动了现代生物学的发展，是现代生物学的理论基石，并为生物学基础理论的统一指明了方向，在生物科学发展过程中占有重要地位。

遗传物质可以是DNA，也可以是RNA。

细胞的遗传物质都是DNA，只有一些病毒的遗传物质是RNA。

这种以RNA为遗传物质的病毒称为反转录病毒(retrovirus)，在这种病毒的感染周期中，单链的RNA分子在反转录酶(reverse transcriptase)的作用下，可以反转录成单链的DNA，然后再以单链的DNA为模板生成双链DNA。

双链DNA可以成为宿主细胞基因组的一部分，并同宿主细胞的基因组一起传递给子细胞。

在反转录酶催化下，RNA分子产生与其序列互补的DNA分子，这种DNA分子称为互补DNA(complementary DNA)，简写为cDNA，这个过程即为反转录(reverse transcription)。

意义由此可见，遗传信息并不一定是从DNA单向地流向RNA，RNA携带的遗传信息同样也可以流向DNA。

但是DNA和RNA中包含的遗传信息只是单向地流向蛋白质，迄今为止还没有发现蛋白质的信息逆向地流向核酸。

这种遗传信息的流向，就是克里克概括的中心法则(central dogma)的遗传学意义。

基因表达与调控基因是生物体内蛋白质合成的基本单位，而基因表达与调控则是指基因在不同细胞类型和生理状态下的活性水平调节。

通过基因表达与调控，细胞能够在不同环境中正确地产生所需的蛋白质，从而维持生命的正常功能。

本文将从基因表达、基因调控以及相关机制等方面进行论述。

一、基因表达基因表达是指基因通过转录和翻译过程转化为蛋白质的过程。

基因表达分为几个步骤，包括转录和翻译。

转录是指DNA分子通过酶的作用，在细胞核内转录成RNA分子的过程。

翻译是指RNA通过核糖体和tRNA的配合作用，在细胞质中合成蛋白质的过程。

基因表达的过程中，遵循了中心法则，即DNA→RNA→蛋白质。

二、基因调控基因调控是指通过调节基因的表达水平来控制细胞功能和生物体发育的过程。

基因调控的作用机制很多，包括转录水平的调控、RNA后转录调控以及转译后调控等。

转录调控是指通过控制转录过程中的启动子、转录因子和蛋白质复合体等因素的结合，来调节基因表达。

RNA后转录调控是指通过不同的RNA分子、非编码RNA以及miRNA 等调控因子，对RNA分子进行修饰和降解的过程。

转译后调控是指通过对已合成的蛋白质进行修饰、分解和定位等方式调节基因表达。

三、基因表达与调控的相关机制1. DNA甲基化DNA甲基化是指DNA分子中的一些Cytosine碱基通过甲基化酶的作用而被甲基基团修饰的过程。

DNA甲基化可以影响基因的表达，通常甲基化的基因会出现表达静默的现象，从而达到对基因的调控效果。

2. 转录因子转录因子是指能够与DNA特定区域结合，调控基因表达的蛋白质。

转录因子可以通过结合启动子区域，影响RNA聚合酶与DNA结合的能力，从而调控基因的转录过程。

转录因子的表达量和活性水平可以受到其他调控因素的影响，从而进一步调节基因的表达。

3. miRNAmiRNA（microRNA）是一种短链非编码RNA分子，具有调节基因表达的功能。

miRNA可以与靶基因的mRNA结合，通过抑制其翻译或降解来影响基因的表达水平。

基因的表达一、基因：1、概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，是控制生物性状的结构和功能的基本单位。

2、基因与脱氧核甘酸、DNA、染色体关系3、基因的存在场所核基因：染色体上呈线性排列，有性生殖产生配子时基因和染色体真核 具有行为上的一致性。

质基因：线粒体、叶绿体原核：拟核病毒：核酸4、遗传信息：基因中脱氧核苷酸（或碱基对）的排列顺序，代表遗传信息。

每个基因都有特定的遗传信息。

二、基因的功能1、储存遗传信息：通过脱氧核苷酸的排列顺序。

2、传递遗传信息：时间：细胞分裂。

方式：DNA复制3、表达遗传信息：时间：个体发育中。

方式：转录和翻译。

三、基因控制蛋白质的合成：（一）基因的表达：基因（DNA）通过复制将遗传信息传递给后代，在后代的个体发育中，基因中的遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程叫基因的表达。

基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。

（二）DNA和RNA的比较DNA RNA结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构组成基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖（C5H10O5）无机酸磷酸磷酸碱基嘌呤腺嘌呤 A腺嘌呤 A鸟嘌呤 G鸟嘌呤 G 嘧啶胞嘧啶 C胞嘧啶 C胸腺嘧啶 T尿嘧啶 U分类通常只有一类分为mRNA、rRNA、tRNA功能主要的遗传物质在无DNA的生物中是遗传物质，在有DNA的生物中，辅助DNA完成其功能。

考虑：下列各种生物体含有的碱基，核苷酸及核酸种类碱基种类核苷酸种类核酸种类五碳糖种类烟草烟草花叶病毒蓝藻噬菌体（三）基因表达过程1、 转录（表示为：DNA→mRNA）(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。

示意图为说明：转录是以基因为单位进行的，因为一个DNA分子包含有许多个基因，因此，1个DNA就可转录多种多个RNA，基因在转录时为模板的那条链不是固定的，不同基因模板链不同。

高三生物复习知识点：基因的表达依照宽敞考生的需求，查字典生物网高中频道整理了2021年高三生物复习知识点：基因的表达，欢迎大伙儿关注!基因的表达名词：1、基因：是操纵生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。

基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中能够含有成百上千个脱氧核苷酸。

2、遗传信息：基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表～。

3、转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。

4、翻译：是在细胞质中进行的，它是指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

5、密码子(遗传密码)：信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做～。

6、转运RNA(tRNA)：它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的三个碱基配对。

7、起始密码子：两个密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸和撷氨酸外，依旧翻译的起始信号。

8、终止密码子：三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增长的终止信号。

9、中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。

后发觉，RNA同样能够反过来决定DNA，为逆转录。

语句：1、基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有操纵性状的作用，如此的DNA片段就不是基因。

每个DNA分子有专门多个基因。

每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。

基因不同是由于脱氧核苷酸排列顺序不同。

基因操纵性状确实是通过操纵蛋白质合成来实现的。

DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。

2、基因操纵蛋白质的合成：RNA与DNA的区别有两点：①碱基有一个不同：RNA是尿嘧啶，DNA则为胸腺嘧啶。

②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，如此一来组成RNA的差不多单位确实是核糖核苷酸;DNA则为脱氧核苷酸。

生物遗传信息传递的中心法则
生物遗传信息传递的中心法则是通过DNA（脱氧核糖核酸）
分子来实现的。

生物遗传信息传递的中心法则主要包括两个方面：
1. DNA复制：DNA分子能够复制自身，确保每个新生成的细
胞都含有完整的遗传信息。

复制过程中，DNA的两个链分离，每条单链作为模板被复制。

通过DNA的复制，遗传信息在细
胞分裂过程中得以传递给下一代细胞。

2. 转录和翻译：基因中的DNA序列通过转录过程转录成RNA （核糖核酸），然后通过翻译过程将RNA翻译成蛋白质。

转
录和翻译过程中，DNA的一条链被转录成RNA，然后RNA
与核糖体相互作用，将其序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。

通过这种方式，DNA中的遗传信息被转化为蛋白质的合成过程。

综上所述，生物遗传信息传递的中心法则是DNA通过复制、
转录和翻译的过程来实现的。

这个中心法则确保了生物个体的遗传信息在细胞分裂和生物个体发育过程中能够准确地传递和表达。