第 9 章 基因的表达
第 1 节 基因指导蛋白质的合成
一、转录和翻译
转录 翻译
场所 主要在细胞核 其次在线粒体 叶绿体 真核生物 核糖体
, 、 ( )
分子的一条链 模板 四种核糖核苷酸 原料
条件 DNA ( )、 ( )、 模板 氨基酸 原料 转运氨基酸
聚合酶 mRNA( )、 ( )、tRNA( )
RNA
过程
产物 肽链
RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
方向 子链延伸方向 模板链方向 肽链延伸方向 氨基端 羧基端 模板链方向
(1) :5'→3';(2) :3'→5' (1) : → ;(2) :5'→3'
密码子与反密码子
(1) :
密码子位于 上 一个密码子仅对应一种氨基酸 但一种氨基酸可对应多种密码子 即密码子的简并性
① mRNA , , , ;
辨析 反密码子位于 上 能够与密码子碱基互补配对
② tRNA , 。
启动子和起始密码子 终止子和终止密码子
(2) 、 :
启动子和起始密码子分别是转录 翻译的起点 终止子和终止密码子分别是转录 翻译的终点
、 , 、
知识拓展 ()真核生物基因的结构
1
3
4-! F
L4-
真核生物基因内部存在外显子序列和内含子序列,
其中内含子转录出的序列会被切除,不参与翻译过程,成
熟 中仅保留外显子转录出的序列。
mRNA
()真核生物和原核生物基因表达的区别 ()多聚核糖体
2 3
/N3/" 2
5J
FN3/" ,43
22U 5J
U5J
+J-UJ+5@
3 ! F,
+5U N3/",
第 9章 基因的表达 91
易混易错 ()转录过程中也有 的解旋过程,该过程不需要解旋酶。
1 DNA
()一个基因转录时以 的一条链为模板,一个 分子上的所有基因的模板链不一定相同。
2 DNA DNA
() 是单链,但其内部含有氢键,一个 分子中不是只有反密码子的三个碱基。
3tRNA tRNA
二、中心法则
内容
细胞生物
DNA病毒
不同生物的遗传
信息流动过程 RNA病毒(RNA复制)
RNA病毒(逆转录)
知识归纳
酶 作用底物 作用部位 具体作用
解旋酶 氢键 将双链 局部解旋为两条单链
DNA DNA DNA
酶 将 水解为脱氧核苷酸
DNA DNA DNA
聚合酶 脱氧核苷酸 将单个的脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的 端,合成 子链
DNA 3' DNA
连接酶 将 片段连接起来
DNA DNA 磷酸二酯键 DNA
聚合酶 核糖核苷酸 聚合核糖核苷酸,合成
RNA RNA
限制酶 切割 分子
DNA DNA
逆转录酶 脱氧核苷酸 以 为模板,合成 链
RNA DNA
学生用书 P83
真题选改判 4答案
. ✕
1( 贵州,)碱基序列不同的 翻译得 从真题到教材
.2024 7 mRNA
到的肽链不可能相同
。 ( ) 5 有 和 三种
.RNA 、tRNA rRNA 。
1答案
上 个相邻的碱基决定 个氨基酸
. ✕ mRNA 3 1 ,
2( 江苏,) 分子内部不发生碱基互
每 个这样的碱基叫作 个
.2023 6tRNA 3 1 。
补配对 的每个密码子都能结合相应
上的 个碱基可与 上的密码
,mRNA
tRNA 3 mRNA
的
子互补配对 叫作 (人教版必修
tRNA。 ( )
, 2
2答案
— )( 湖北, ) 一种氨基酸可对应
. ✕ P66 67 2024 16 。
3( 河北,) 聚合酶和逆转录酶催化反 密码子 即密码子具有简并
.2022 9RNA (
应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 性 可由 转运 一种
。 ), tRNA ,
只能识别并转运 氨基酸(
( )
tRNA 2023
3答案 江苏,)
. √ 6 。
4( 湖南, )大肠杆菌中编码蛋白质的基因 5答案 密码子 反密码子 一种或
.2022 14 . mRNA
转录完成后 才能与核糖体结合进行 几种 一种或几种 一种
,mRNA
翻译 6转录时子链延伸的方向为
。 ( ) . ,RNA
92 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
聚合酶定位在模板链的 翻译过程中 是
; , 。
核糖体在 上沿 方向移动 6答案 端 端 端 端 端 从氨
mRNA . 5' →3' 3' 5' →3'
( 江苏,)( 湖南, )肽链的延伸方向 基端到羧基端
2023 6 2023 12 ,
第 9章 基因的表达 93
学生用书 P84
核酸序列的阅读
核酸序列
的阅读
转
录
和
翻
译
BJ
,+ 3
模板链的
CJ
判断
转录的方向为启动子 终止子 转录沿模板链的 端到 端进行 故模板链的 端与启动子相连
→ , 3' 5' , 3' ,b
链为模板链
典例 ( 届泰州一模,)环状 是一类特 当核糖体第一次到达 时翻译过程可能会终
2024 5 RNA D. B
殊的 其翻译过程不同于链状 核糖 止 也可能继续向下翻译
RNA, RNA, ,
体与环状 结合后 可能会在 上移动 答案 D
RNA , RNA
一圈以上 如图为一个由 个核苷酸组成的 变式 同考法不同情境 基因突变后的核酸序列
。 220
环状 核糖体移动方向如箭头所示 可能用
阅读 ( 贵州,, 分)如图是某基因编码区
RNA, [
2024 73
到的密码子 起始密码子为 甲硫氨酸 终
: AUG( ), 部分碱基序列 在体内其指导合成肽链的氨基
,
止密码子有 若核糖体从
UAA、UAG、UGA]。 A 酸序列为 甲硫氨酸 组氨酸 脯氨酸 赖氨
: — — —
处开始翻译过程 相关叙述错误的是
, ( ) 酸 下列叙述正确的是
"
……。 ( )
((66((""66((""(($$$$""
""
((
"" (( 5 " $ ( 5 " ( ( " 5 5 $
((
""
"" " 5 ( $ " 5 $ $ 5 " " (
$$
66
"" #
((
((
66 ""
66 ((
$$"" $$ (( 注 起始密码子 甲硫氨酸 组氨酸
"" ((((""((""""$$$$((""$$$$ "" :AU
脯
G
氨
(
酸
)
赖
:
氨酸
CA
丝
U
氨
、C
酸
AC:
CCU: AAG: UCC:
环状 比链状 具有更高的稳定性 终止密码子
A. RNA RNA UAA( )
该 编码的蛋白质所含氨基酸数可能多 链是转录的模板链 其左侧是 端 右侧是
B. RNA A.① , 5' ,
于 个 端
73 3'
若 间不存在终止密码子 核糖体再移 若在 链 号碱基间插入一个碱基 合
C. B→A , B. ① 5~6 G,
动至 时不能读取到 密码子 成的肽链变长
A “AUG”
若在 链 号碱基前插入一个碱基 合成 碱基序列不同的 翻译得到的肽链不
C. ① 1 G, D. mRNA
的肽链不变 可能相同
答案 C
94 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 2 节 基因表达与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
直接控制 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 如镰状细胞贫血 囊性纤维化
基因表达产物 , 、
与性状的关系
间接控制 基因通过控制酶的合成来控制代谢 进而控制生物性状 如白化病 豌豆皱粒
, , 、
基因与性状 大多数情况下 基因与性状并不是简单的一一对应 一个性状可以受到多个基因的影响 一个基因
, , ,
的对应关系 也可以影响多个性状 生物的性状是基因和环境共同作用的结果
。
二、基因表达调控对性状的影响
本质 基因的选择性表达
表达的 管家基因 所有细胞中均表达 如核糖体基因
细胞 (1) : ( );
基因类型 奢侈基因 只在某类细胞中特异性表达 如胰岛素基因
分化 (2) : ( )
由于基因的选择性表达 同一个体的不同体细胞中 和蛋白质不完全相同 进而形成了在
分化结果 , mRNA ,
形态 结构和功能上不同的细胞类型
、
概念 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化的现象
,
表观
原因 甲基化 组蛋白甲基化或乙酰化等
遗传 DNA 、
特点 可遗传性 碱基序列不变性 可逆性 如被甲基化修饰的 可发生去甲基化
; ; ( DNA )
苏教速览 干扰
RNA
() 干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。 干扰作为一种“基因沉默”技术被用于实验室来
1RNA RNA
确定各种病症中起主要作用的基因。
() 干扰特异性作用于 ,导致靶标 的降解,是一种转录后水平上的表观遗传调控机制。
2RNA mRNA mRNA
学生用书 P85
真题选改判 基化水平可遗传
。 ( )
1( 黑、吉、辽,) 甲基化不改变碱基序 3答案
.2024 9DNA . √
列和生物个体表型 从真题到教材
。 ( )
1答案
. ✕
4基因组表观遗传修饰具有 甲基化和组
. DNA
2( 河北,)启动子被甲基化后 可能影响
.2023 7 , 蛋白修饰两种重要形式
:
聚合酶与其结合
RNA 。 ( ) 甲基化水平改变引起表型改变 属
(1)DNA ,
2答案
于 遗 传 其 是 指 生 物 体 基 因 的
. √
,
3( 辽宁, )糖尿病患者线粒体 高甲
保持不变 但基因表达和表型发生
.2022 16 DNA
,
填 可遗传 或 不可遗传 变化的现 程度 进而调控基因的表达(苏教版必修
( “ ” “ ”) , 2
象 启动子区域甲基化会影响 )如组蛋白的甲基化修饰通常能影响细
。 P67 ,
与其结合 影响基因的 过程 从而影 胞中基因的 ( 江苏, )
, , 2024 15 。
响表型( 江苏, ) 4答案 表观 碱基序列 可遗传
2024 15 。 . (1) RNA
组蛋白修饰能改变染色质状态及其开放 聚合酶 转录 转录
(2) (2)
第 9章 基因的表达 95
学生用书 P86
表观遗传调控机制分析 组蛋白乙酰化会使组蛋白所带正电荷增加
A. ,
典例 ( 贵州,, 分)大鼠脑垂体瘤细胞可 从而影响核小体结构
2024 53
分化成细胞 和细胞 两种类型 仅细胞 能 框中含有较多的 碱基对 由于
Ⅰ Ⅱ , Ⅰ B.TATA A—T ,
合成催乳素 细胞 和细胞 中催乳素合成基 氢键数较少 易于解旋
。 Ⅰ Ⅱ ,
因的碱基序列相同 但细胞 中该基因多个碱 胰岛 细胞中 呼吸酶基因处组蛋白乙酰化
, Ⅱ C. A ,
基被甲基化 细胞 经氮胞苷处理后 再培养可 程度高于胰岛素基因处
。 Ⅱ ,
合成催乳素 下列叙述错误的是 或 的表达和活性异常均可能导
。 ( ) D.HAT HDAC
甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 致癌症的发生
A.
氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 答案 BCD
B.
处理后细胞 的子代细胞能合成催乳素 变式 2 同考法不同考查形式 表观遗传调控异
C. Ⅱ
该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 常与肿瘤结合 ( 届连云港考前模拟, )表观
D. 2024 22
答案 D 遗传通过调控基因表达进而影响性状 多种类
。
变式 1 同考法不同情境 组蛋白 (多选)( 型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致
2024
届盐城考前指导, )细胞核内组蛋白乙酰化与 肿瘤发生 如 甲基化异常 组蛋白修饰异
16 , DNA 、
去乙酰化过程处于动态变化中 组蛋白乙酰化 常和非编码 如 调控异常等因
。 RNA( miRNA)
或去乙酰化能改变组蛋白净电荷 影响核小体 素 据图分析回答下列问题
, 。 :
结构 进而激活或抑制基因转录 如图 下列 +
3;+ +
, ( )。
有关叙述正确的有 .F "D "D
( ) .F .F
)"5
$" 5'
"D "D "D
NJ3/" N3/"
5"5"
36+
F F "U.F=.* "D=.F
)%"$ =.* =.
D
!T 55'' 组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结
(1)
构调节的重要机制之一 组蛋白乙酰化通常使
。
组蛋白乙酰基转移酶 组蛋白去乙酰化 染色体结构松弛 有利于 识别并结
HAT: HDAC: ,
酶 转录因子 框 启动子中 聚合酶结 合在启动子部位 进行转录 而当组蛋白去乙酰
TF: TATA : RNA , ;
合位点 乙酰基 化酶的活性过高时 染色质处于紧密状态 从而
Ac:
, ,
注 乙酰化会中和组蛋白的正电荷
: 相关基因的表达
。
通过 方式与靶向
(2)miRNA
的序列结合 在 选填 转录 促进有关基因的表达 是癌症治疗药物开发的
mRNA , ( “ ,
前 转录后 翻译后 抑制基因的表达 减少 主要思路 生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物
”“ ”“ ”) , , ,
蛋白质的合成 可替代 复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸
。 DNA ,
在研究肿瘤发生机制时发现 基因的 推测可以治疗肿瘤的原因
(3) , :
区域高甲基化则可能导致 的表达被抑
。
制 或原癌基因和抑癌基因中发生多次 答案 聚合酶 抑制 碱基互补
, (1)RNA (2)
都可引起肿瘤的发生 配对 转录后 启动子 抑癌基因 基因
, 。 (3)
甲基化通常发生在胞嘧啶的碳原子 突变 碱基的替换 增添或缺失 不改变
(4)DNA / 、 (4)
上 该过程 选填 改变 不改变 生物 降低 接受甲基的能力 又抑制 甲基
, ( “ ”“ ”) DNA , DNA
体的遗传信息 研究 甲基转移酶抑制剂 转移酶活性
。 DNA ,
96 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
