基因的表达
高考生物专题知识点归纳总结—基因的表达
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。
名词解释 基因的表达
名词解释基因的表达基因的表达是生物体在其基因组中所拥有的基因在蛋白质合成过程中被转录和翻译的过程。
在这个过程中，基因的信息从DNA分子转录成RNA分子，然后翻译成蛋白质分子。
基因表达是生物体发展、生长和功能运行的基础，对于进化和适应环境起着至关重要的作用。
基因的表达是一个高度调控的过程，包括转录和翻译两个主要步骤。
转录是指DNA中的一段基因被复制成RNA的过程，通过RNA聚合酶酶的催化作用，DNA 的信息被转录成一条RNA链。
这一过程是基因表达的第一步，而转录后的RNA 被称为信使RNA（mRNA）。
转录完成后，mRNA会通过核膜离开细胞核，进入到细胞质中，接下来就是翻译的过程。
翻译是指mRNA上的信息通过核糖体来转译成蛋白质的序列。
核糖体是一种包含多种蛋白质和rRNA（核糖体RNA）的复合物，它根据mRNA的编码序列来合成具有特定功能的蛋白质链。
在基因的表达过程中，除了转录和翻译，还有一系列复杂而精细的调控机制。
这些调控机制可以使细胞在不同的发育阶段、不同环境条件下产生不同的蛋白质，从而实现细胞的分化和特化。
基因表达的调控可以通过多种方式进行，包括转录因子的结合、DNA甲基化和组蛋白修饰等。
转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上的蛋白质，它们能够促进或抑制基因的转录过程。
DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式，通过在DNA上加上一个甲基基团来影响基因的表达。
组蛋白修饰是指组蛋白上发生的一系列化学修饰，例如酶促的乙酰化、甲基化和磷酸化等，这些化学修饰可以影响染色质的结构和基因的可访问性。
基因表达的调控不仅限于单个基因，还可以通过基因组上的相互作用、基因网络和转录调控元件等方式进行。
例如，转录因子可以相互作用形成互作网络，不同的转录因子可以共同调控一组基因的表达。
转录调控元件是一种特殊的DNA序列，在特定的基因表达调控过程中起到重要的作用。
基因表达的异常往往与多种疾病的发生和发展相关。
例如，某些癌症可能由于基因表达调控失常而导致癌基因的过度表达，进而导致细胞的异常增殖和恶性转化。
《基因的表达》教案设计
《基因的表达》教案设计一、教学目标：1. 理解基因表达的概念和过程。
2. 掌握转录和翻译的基本原理。
3. 了解遗传信息的传递过程及其在生物体内的应用。
二、教学内容：1. 基因表达的概念：基因表达是指基因信息在生物体内转化为蛋白质的过程。
2. 转录：转录是指DNA模板上的遗传信息被复制成mRNA的过程。
3. 翻译：翻译是指mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程。
4. 遗传信息的传递过程：DNA复制、转录、翻译和蛋白质的功能。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：基因表达的概念、转录和翻译的过程及其意义。
2. 教学难点：转录和翻译的详细机制及其调控。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解基因表达的概念、转录和翻译的过程。
2. 案例分析法：分析具体的遗传信息传递实例，加深学生对基因表达的理解。
3. 小组讨论法：分组讨论基因表达在实际应用中的例子，促进学生的思考和交流。
五、教学准备：1. 教学PPT：制作包含图文并茂的PPT，直观展示基因表达的过程。
2. 案例材料：收集相关的遗传信息传递实例，用于课堂分析和讨论。
3. 教学视频：准备相关的教学视频，用于辅助讲解和展示。
六、教学过程：1. 导入新课：通过一个简单的例子，如“为什么眼睛的颜色是由基因决定的？”引发学生对基因表达的兴趣。
2. 讲解基因表达的概念：介绍基因表达的定义和意义。
3. 讲解转录过程：详细解释DNA复制成mRNA的过程，包括启动、延伸和终止阶段。
4. 讲解翻译过程：详细解释mRNA被翻译成蛋白质的过程，包括起始、延长和终止阶段。
5. 分析遗传信息的传递过程：通过具体的实例，讲解DNA、mRNA和蛋白质之间的关系。
七、课堂互动：1. 提问环节：在讲解过程中，适时提问，检查学生对知识点的理解。
2. 小组讨论：分组讨论基因表达在实际应用中的例子，如基因编辑、基因治疗等。
3. 回答问题：鼓励学生积极回答问题，增强课堂互动。
八、课堂练习：1. 完成练习题：布置一些有关基因表达的练习题，让学生课后巩固所学知识。
基因表达
DNA甲基化、组蛋白修饰及RNA分子的作用可在不同层面影响DNA分子的表达，其中任何环节出现错误都会导致不同的表达错误，从而引发人类疾病。
如果我们能控制DNA的表达，将可以使癌症、病毒引发的疾病（如肝炎、艾滋病）、血液疾病等得到治愈。
首先，简单谈下基因表达。
基因表达指的是基因转录及翻译的过程。
基因表达有两种方式：一种是组成性表达，指不大受环境变动而变化的一类基因表达。
另外一种是适应性表达，指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
那么基因的表达有何规律呢？时间和空间的特异性是基因表达规律两大特点。
时间特异性指的是按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。
空间特异性指的是在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。
基因的表达调控无论是对真核生物还是原核生物都有着重要的作用，它能维持个体发育和分化，让个体更好的适应环境。
在基因表达里有个在存在于DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列称为启动子。
真核生物根据转录的方式可将启动子分三类。
1、RNA聚合酶I的启动子主要由两部分组成。
目前了解较清楚的是人的RNA聚合酶I的启动子。
在转录起始位点的上游有两部分序列。
核心启动子（core promoter）位于-45至+20的区域内，这段序列就足以使转录起始。
在其上游有一序列，从-180至-107，称为上游调控元件（upstream control element，UCE)，可以大大的提高核心启动子的转录起始效率。
两个区域内的碱基组成和一般的启动子结构有所差异，均富含G．C对，两者有85％的同源性。
2、RNA聚合酶Ⅱ的启动子位于转录起始点的上游，由多个短序列元件组成。
该类启动子属于通用型启动子，即在各种组织中均可被RNA聚合酶n所识别，没有组织特异性。
经过比较多种启动子，发现RNA聚合酶II的启动子有一些共同的特点，在转录起始点的上游有几个保守序列，又称为元件（elememt）。
基因的表达载体名词解释
基因的表达载体名词解释基因是生物体内负责遗传信息传递的基本单位，它们通过表达转录为蛋白质，从而决定了细胞和生物体的结构和功能。
在这个过程中，基因的表达载体发挥着重要的角色。
本文旨在对基因的表达载体进行解释和阐述。
概述基因的表达载体是指能够载入并传递基因表达所需信息的分子。
在细胞中，基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段，而表达载体在这些阶段起着至关重要的作用。
RNARNA（核糖核酸）是一种核酸分子，它们能够将DNA中的遗传信息转录为可移动的遗传物质。
在基因表达中，RNA起到了传递DNA信息到蛋白质合成机器的关键作用。
具体而言，RNA分为不同类型，包括信使RNA（mRNA）、转运RNA （tRNA）和核糖体RNA（rRNA），它们分别参与转录和翻译过程。
转录转录是基因表达的第一步，它将DNA中的一段编码信息转换为相应的mRNA。
在这个过程中，基因的表达载体是RNA聚合酶（RNA polymerase），它能够识别和结合特定的DNA序列，将其转录为RNA。
而RNA聚合酶本身依赖于其他蛋白质因子的辅助，这些因子共同组成了转录复合物，确保基因转录的进行。
调控序列在基因的表达过程中，基因的调控序列也被视为一种表达载体。
调控序列是DNA序列中具有调控功能的片段，它们能够在调控转录和翻译过程中发挥作用。
例如，启动子是一种调控序列，它位于基因的上游区域，并能够与转录因子结合，促进基因的转录。
另外，增强子和沉默子也是调控序列的重要类型。
翻译转录产生的mRNA将作为翻译的载体，进一步转化为氨基酸序列的蛋白质。
这个过程依赖于细胞质中的核糖体以及特定的tRNA分子。
mRNA与核糖体结合后，tRNA分子将携带特定的氨基酸配对到相应的mRNA密码子上。
这样，翻译机器系统可以按照基因的信息进行逐个读取和合成氨基酸序列，最终形成蛋白质分子。
酶和蛋白质在基因表达中，各种酶和蛋白质也可以被视为基因的表达载体。
例如，在转录过程中，RNA聚合酶和辅助因子构成了转录复合物，完善基因的转录。
基因表达的概念及特点
反式作用因子
反式作用因子：能够识别DNA上的顺式作用元件并与之
结合的蛋白质因子或复合物。
◆通用或基本转录因子—RNA聚合酶结合启动子所必需的一 组蛋白因子。如：TFⅡA、 TFⅡB、 TFⅡD、 TFⅡE等。
◆特异转录因子 special transcription factors —个别基因 转录所必需的转录因子.如：OCT-2：在淋巴细胞中特异性 表达,识别Ig基因的启动子和增强子。
顺式作用元件和反式作 用元件之间的相互作用
四 真核基因转录后水平的调控
• RNA 剪接
四 真核基因转录后水平的调控
人Ig基因结构 注： 1 L：先导序 列基因片段 V： 可变区基因片段 D：多样性区基因 片段J：连接区基 因片段 C：恒定 区基因片 *：假 基因 2 内含子区域所标 数字表示DNA长度 kb 3 每个CH基因用 一个方框表示,实 际上包括几个外显 子
kb 3 每个CH基因用 一个方框表示,实 际上包括几个外显 子
二 DNA水平上的调控
➢DNA甲基化 DNA Methylation
哺乳动物基因中的5‘--CG--3’序列中C—5的甲基化称为CpG 甲基化。 5‘--CG--3’序列是使处于表达状态的基因位点处的染色 体保持适当包装水平的重要化学修饰序列。当基因序列中的CpG 密度达到10/100bp时称为CpG 岛。
顺式作用元件
启动子 真核生物的启动子分为3类,分别被三类RNA 聚合酶所识别
• I 类启动子 • II 类启动子 • III类启动子
hnRNA是 mRNA的前 体,snRNA
参与 hnRNA到 mRNA的过 程
了解基因和基因表达
了解基因和基因表达基因是指生物体内以线性序列排列的DNA区域，也被称为基因组的一部分。
人类基因组中共有大约2.9亿对碱基，其中包含了约2.2万个人类基因。
基因是生物体遗传信息的基本单位，它们负责控制生物体的生长与发育，决定了我们的身体结构、生理特征、智力等方面。
而基因的表达则是指基因内的遗传信息经过DNA复制、转录和翻译等过程后在蛋白质水平上的呈现，它决定了细胞的表型特征和生命过程。
基因的结构与功能基因通常由3个部分构成，即启动子、编码区和终止子。
其中启动子作为基因转录的起点，决定了基因的表达范围，编码区是基因遗传信息的主体，用来编码蛋白质的氨基酸序列，而终止子则是基因的终止点，用于指示RNA转录的结束。
基因的功能包括但不限于编码蛋白质、调节其他基因的表达、寻找和修复DNA的损伤等，每个基因所扮演的角色都有其独特的意义。
基因表达的调控机制基因表达的调控是一个复杂的过程，涉及多种生物化学反应和细胞信号传导通路。
这些调控机制包括转录起始、RNA合成、后转录加工和转译等过程。
其中，转录因子是一类能够结合启动子区域、调控基因表达的蛋白质分子。
通过这种方式，转录因子可以带来两个主要的影响：1. 根据需要增强或降低基因的表达量；2. 使得不同的细胞在基因组水平上运作，在维持多个细胞类型的过程中起到至关重要的作用。
基因表达的调控机制和特点取决于不同层面的信息素和信号调控通路的产生和调和。
与细胞特异性相关的信号通路和转录因子的组成等，都是基因表达调控其中最为根本的部分。
基因表达和细胞分化细胞分化是指在生命发展的过程中，在细胞培养物中，前体细胞通过分化而成为多个功能相异的细胞类型。
细胞分化的进程中，细胞通过特异性的基因表达来表现其细胞特异性，而基因表达又取决于细胞环境的特定调控机制。
在细胞分化的过程中，细胞形态和功能的差异逐渐增大，同时每个细胞都可能表达和细胞特异性相对应的一类或多类基因。
基因表达与人体健康基因表达对人类的生命发展和健康有着不可忽视的作用。
简述基因表达的主要步骤
简述基因表达的主要步骤
基因表达是指细胞在接受基因编码的信号后，将基因编码的信息转换
为多肽序列的生物学过程。
它是基因组学中非常重要的一个领域，主
要由一系列精确的生物学步骤来实现，包括转录、转录后处理和转译
等步骤。
首先，转录是把DNA上基因的信息复制到RNA中以编码蛋白质的过程，关键的构成单位是RNA聚合酶，它在DNA中识别特定序列，并复制其
中的信息到RNA，如果没有这个步骤，蛋白质就无法被合成。
接下来，就是转录后处理，这是将RNA作为一种中间产物进行处理的
过程，如剪切和尾部修饰等。
在这一步骤中，RNA被存储在细胞的组织内部，或者被复制到其他细胞，以生产受体蛋白质。
RNA被剪切成合适的长度，使其具有合适的机制，以便能够合成蛋白质。
最后，就是转译，它是把RNA上的信息转换为多肽序列的过程，它是
基因表达的最终步骤。
RNA被分解成三个核苷酸段，每个段称为编码
小体，称为密码子。
每个密码子根据一组密码规则对应一个氨基酸，
一系列氨基酸排列组合组成多肽。
转录、转录后处理和转译是基因表达的三个基本步骤，而这三个步骤
又都得益于细胞内的一系列功能，其中RNA聚合酶、RNA修饰处理酶、RNA复制酶、蛋白质合成转录机和蛋白质合成子都是基因表达过程中不可缺少的。
总之，基因表达是一个复杂的过程，由多个精确的步骤组成，是基因
组学的重要组成部分，也是细胞的重要机制之一，它为细胞活动提供了可能性，是调节生物体发育、衰老和疾病过程的关键技术。
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第4章基因的表达
第1节基因指导蛋白质的合成
【考纲要求】
遗传信息的转录和翻译Ⅱ
【体验高考】
【例1】(2013全国新课标Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( ) A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
【例2】(2013浙江)某生物基因表达过程如图所示。
下列叙述与该图相符的是( )
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
【夯实基础】
考点1 遗传信息的转录
1、RNA的结构与种类
2、DNA与RNA的比较
比较项目DNA RNA
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构
主要存在部位
【例3】下列有关RNA的叙述错误的是 ( )
A．有些生物中的某些RNA具有催化作用
B．转运RNA上的碱基只有三个
C．RNA含有4种碱基，主要存在于细胞质中
D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质
3、遗传信息的转录
•场所:
•模板:
•原料:
•条件:
•产物:
•特点:
•原则:
【例4】下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是( )
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．转录完成后，②需穿过两层生物膜才能与核糖体结合
考点2 遗传信息的翻译
1.翻译的场所：
2.翻译时的模板：
3.翻译的原料：
4.翻译的起始密码有: 个，终止密码有: 个
5.密码子有种，决定氨基酸的密码子种。
6.翻译时的碱基配对：
7.运载工具：,tRNA有种
8.肽链由各相邻的氨基酸通过连接形成。
9.翻译的条件：
【例5】右图表示胰蛋白酶合成的部分过程，有关说法错误的
是( )
A．图示中共有RNA、蛋白质(多肽)和多糖三种大分子物质
B．①的基本组成单位是核糖核苷酸，②的形成与核仁有关
C．③合成后还需经内质网和高尔基体的加工才具有活性
D．该过程中发生了碱基配对，如A与U配对，G与C配对
【例6】转录和翻译是真核细胞中基因表达的两个重要步骤，判断下列有关叙述
( )
①两者需要的原料不同②两者所需酶的种类相同
③两者在同一场所中进行④两者碱基配对的方式相同
A．只有一种说法正确B．只有两种说法正确
C．只有三种说法正确D．四种说法都正确
【动一动】设计表格比较转录和翻译的不同
【例7】观察下列模式图，回答问题：
(1)图甲所示过程是______，主要场所是________，原料是_______________，链a与链b的关系是______。
经甲过程遗传信息由________传递到了________。
(2)图乙所示过程是_______，发生在_______(细胞器)中，①②③三个碱基称为一个_________，⑦⑧⑨三个碱基称为一个__________。
该过程需要酶、
__________、_____________、____________、核糖体、能量等条件。
(3)图中碱基①、④、⑦分别表示____________________ ；若①、④、⑦分别表示核苷酸，依次表示____________________________________
________________________。
【易错处】1、密码子和反密码子的比较
概念:
位置:
种类:
特点:
【易错处】2、遗传信息、遗传密码、遗传性状
【例8】关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是（）
A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同
B．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同
D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同
【难点】弄清基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
【例9】某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，
如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是( ) A．75对碱基 B．78对碱基 C．90对碱基 D．93对碱基
【课后巩固】习案P
166---168。