考點(diǎn)01 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
考點(diǎn)02 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
考點(diǎn)01 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
一、RNA的結(jié)構(gòu)、種類和功能
1.DNA與RNA的比較
2.RNA作為DNA的信使傳遞信息的原因：
（1）RNA也是由核苷酸組成，含氮堿基有A、G、C、U，具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能。
（2）RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
（3）RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。
（4）RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保證生命活動(dòng)的有序進(jìn)行。
3.RNA的結(jié)構(gòu)與功能
二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
（一）轉(zhuǎn)錄
1.概念：以DNA的一條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA的過(guò)程。
2.場(chǎng)所：主要是細(xì)胞核在葉綠體線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過(guò)程。
3.條件：
（1）模板：DNA的一條鏈（模板鏈）；
（2）原料：4種核糖核苷酸；
（3）能量：ATP（由細(xì)胞呼吸提供）；
（4）酶：RNA聚合酶。
4.過(guò)程：
5.產(chǎn)物：信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。
6.DNA復(fù)制與DNA轉(zhuǎn)錄的比較
（二）遺傳信息的翻譯
1.概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。
2.場(chǎng)所或裝配機(jī)器：核糖體。
3.條件：模版：mRNA 原料：氨基酸 酶：多種酶 能量：ATP 搬運(yùn)工具：tRNA
4.易混淆的遺傳信息、密碼子與反密碼子
密碼子
（1）種類：密碼子共有64種，負(fù)責(zé)21種氨基酸的編碼，其中3種終止密碼子（UAA、UAG、UGA）通常不編碼氨基酸，但UGA在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。
（2）特點(diǎn)
①簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可能由多個(gè)密碼子決定。
通常一種密碼子決定1種氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。
B.每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡(jiǎn)并性)，可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。
②通用性：幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。
過(guò)程
起始→mRNA與核糖體結(jié)合
運(yùn)輸→tRNA攜帶氨基酸進(jìn)入特定位置
延伸→核糖體沿著mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，由對(duì)應(yīng)tRNA運(yùn)輸相應(yīng)的氨基酸添加到延伸中的肽鏈上（一個(gè)mRNA可以結(jié)合多個(gè)核糖體）
停止→當(dāng)核糖體遇到mRNA上的終止密碼子時(shí)，合成終止
脫離→肽鏈合成后從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離
7.翻譯過(guò)程的三種模型圖解讀

（1）模型甲中一個(gè)核糖體與mRNA的結(jié)合位點(diǎn)形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)，核糖體沿著mRNA移動(dòng)的方向是由左往右。
（2）在細(xì)胞質(zhì)中翻譯是一個(gè)快速高效的過(guò)程。通常一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
（3）模型丙是原核細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，特點(diǎn)是邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，與真核細(xì)胞不同的原因是原核細(xì)胞無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核，原核細(xì)胞的基因中無(wú)內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不需要加工即可作為翻譯的模板。
三、中心法則
1.提出者:克里克。
2.過(guò)程
3.各種生物遺傳信息的傳遞途徑
（1）能分裂的細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒遺傳信息的傳遞：
（2）具有RNA復(fù)制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒)遺傳信息的傳遞
（3）具有逆轉(zhuǎn)錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遺傳信息的傳遞
高度分化的細(xì)胞遺傳信息的傳遞
4.生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體
（1）DNA、RNA是信息的載體。
（2）蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物。
（3）ATP為信息的流動(dòng)提供能量。
考點(diǎn)02 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
一、 基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
1.直接控制：基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
例子：鐮刀型細(xì)胞貧血癥
編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基變化→血紅蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→紅細(xì)胞形態(tài)呈鐮刀狀→紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧

間接控制：基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。
例子：白化病
酪氨酸酶基因異常→酪氨酸酶不能合成→酪氨酸不能轉(zhuǎn)為黑色素→白化病
二、 基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
1.細(xì)胞中表達(dá)的基因分類：
（1）管家基因：在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必須的。如：ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因等。
（2）奢侈基因：只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，這類基因表達(dá)會(huì)使細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上產(chǎn)生穩(wěn)定的差異。如：胰島素基因、血紅蛋白基因等。
2.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：
（1）細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。
（2）細(xì)胞分化的“不變”與“變”
①不變：DNA、tRNA、rRNA；細(xì)胞的數(shù)目；
② 變：mRNA、蛋白質(zhì)的種類；細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。
3.基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果
（1）細(xì)胞形態(tài)的改變：如肌細(xì)胞的梭形、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的圓餅狀、神經(jīng)細(xì)胞的突起狀等。
（2）細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化：細(xì)胞器的種類和數(shù)量發(fā)生變化。
（3）細(xì)胞功能的特化：執(zhí)行特定的功能，如運(yùn)動(dòng)功能、反射功能、免疫功能等。
（4）特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗體、胰島素、血紅蛋白和肌動(dòng)蛋白等。
三、表觀遺傳
1.概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。
2.特點(diǎn)
①可遺傳：基因表達(dá)和表型可以遺傳給后代。
②不變性：基因的堿基序列保持不變。
③可逆性：DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化。
3.常見(jiàn)的調(diào)控機(jī)制
（1） DNA甲基化修飾（主要抑制轉(zhuǎn)錄）
①啟動(dòng)子：是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)；
②DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表達(dá)。
（2）染色體組蛋白甲基化、乙?；刃揎椧矔?huì)影響基因表達(dá)（乙酰化主要是激活轉(zhuǎn)錄）
（3）非編碼RNA（主要抑制翻譯）
非編碼RNA：不編碼蛋白質(zhì)的RNA。(除tRNA和rRNA)
【注意】①表觀遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。
②表觀遺傳可以通過(guò)有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。
③表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。
四、基因和性狀的關(guān)系
1.基因控制生物體的性狀，而性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響
性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境）相互作用的結(jié)果，并且環(huán)境能夠通過(guò)對(duì)基因或染色體上其他成分的修飾，調(diào)控基因的表達(dá)，進(jìn)而影響性狀。
2.環(huán)境因素可使生物體的性狀發(fā)生改變
環(huán)境因素可以通過(guò)表觀遺傳使生物體的性狀發(fā)生改變，也可以通過(guò)改變遺傳物質(zhì)，使生物體的性狀發(fā)生改變。
3.多數(shù)情況下，基因與性狀不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系
（1）一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。
例如，人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?br>（2）一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。
例如，我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開(kāi)花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。
（3）生物體的性狀不完全是由基因決定的，環(huán)境對(duì)性狀也有著重要的影響。
例如，后天的營(yíng)養(yǎng)和體育鍛煉等對(duì)人的身高也有重要作用。
比較項(xiàng)目
DNA
RNA
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脫氧核糖
核糖
含氮堿基
A T C G
A U C G
結(jié) 構(gòu)
通常呈雙螺旋結(jié)構(gòu)
多為單鏈結(jié)構(gòu)
主要存在部位
細(xì)胞核
細(xì)胞質(zhì)
mRNA(信使RNA）蛋白質(zhì)合成的模板
rRNA (核糖體RNA）核糖體的組成部分
tRNA (轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）氨基酸的運(yùn)載工具
比較項(xiàng)目
DNA復(fù)制
DNA轉(zhuǎn)錄
模板
DNA的兩條鏈
DNA的一條鏈
原料
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
酶
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
產(chǎn)物
DNA
RNA
比較項(xiàng)目
實(shí)質(zhì)
聯(lián)系
遺傳信息
DNA中脫氧核苷酸的排列順序
遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序。通過(guò)轉(zhuǎn)錄，使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上；
密碼子直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子可識(shí)別密碼子
密碼子
mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基
反密碼子
位于tRNA上的能與mRNA上對(duì)應(yīng)密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)相鄰堿基

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