基因表达的规律和特点
【高考调研】高考生物一轮复习 23 基因的表达课件 新人教必修2
高考调研 新课标·生物 ·高三总复习 •11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。
•12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/172022/1/17January 17, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/172022/1/172022/1/171/17/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/172022/1/17
(2)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 翻译终点：终止密码子(不决定氨基酸)决定翻译停止。 (3)翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子， 而mRNA不移动。
【典例1】 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白 合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。 铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列， 能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当 Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元 件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿 mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答 下列问题：
【课堂笔记】 _______________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
新教材 人教版高中生物必修2 第四章 基因的表达 知识点考点重点难点提炼汇总
第四章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成 ........................................................................................... 1 第2节 基因表达与性状的关系 ........................................................................................... 8 专题五 基因表达相关的题型及解题方法 . (12)第1节 基因指导蛋白质的合成RNA 的组成及种类1.RNA 的基本单位及组成①磷酸 ②核糖 ③碱基：A 、U 、G 、C ④核糖核苷酸 2.RNA 的种类及功能 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构 单链单链，呈三叶草形单链功能传递遗传信息，蛋白质合成的模板识别密码子，运载氨基酸参与构成核糖体[典例1] 下列叙述中，不属于RNA 功能的是( ) A.细胞质中的遗传物质 B.作为某些病毒的遗传物质 C.具有生物催化作用D.参与核糖体的组成解析 真核生物、原核生物和DNA 病毒的遗传物质都是DNA ，RNA 病毒的遗传物质为RNA ，A 错误、B 正确；少数酶的化学本质为RNA ，C 正确；rRNA 参与核糖体的组成，D 正确。
答案 A【归纳总结】 RNA 和DNA 的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成元素 均只含有C 、H 、O 、N 、P 五种元素 基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、T A、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构【归纳】DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
现代分子生物学第八章
以后，照样可以产生有活性的mRN A; 另一些基因， 如SV40 T抗原基因，一旦除去内含子，成熟mRNA运 人细胞质基质的过程就完全被阻断。
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8.1.3基因家族 • 真核细胞的DNA是单顺反子结构，很 • 少出现置于一个启动子控制之下的操纵子。 真核细胞中许多相关的基因常按功能成套 组合，被称为基因家族。 • 同一家族的成员有时紧密地排列在一起， 成为一个基因簇;但更多的时候，它们分散 在同一染色体的不同部位.甚至位于不同的 染色体上。具有各自不同的表达调控模式。
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• 选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同 mRNA的过程。 • 选择性剪接的典刑例子：小鼠淀粉酶基因表达的组织特异性变化
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• 在小鼠肝和唾液腺这两种组织中，淀粉酶mRNA的编码 序列完全相同，但5‘端起始部分长度不同。 • 事实上,L外显子只是唾液腺淀粉酶基因中内含子序列的 一部分，将在mRNA成熟过程中被切除。 • 有实验证明，由S外显子起始的转录产物是由L外显子起 始转录产物的100倍以上。 • 由于一个基因的内含子成为另一个基因的外显子，形成 基因的差异表达，这是真核基因断裂结构的一个重要特 点。
现代分子生物学
指导老师：杨林松 演绎人：徐楸能
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8.1真核基因表达调控相关概念和一 般规律
•
• 8.1.1基因表达的基本概念 基因组： 一个细胞或病毒所携带的全部遗传 信息或整套基因。 基因：指能产生一条肽链或功能RNA所必需的 DNA片段。它包括编码区和其上下游区域。以 及在编码片段间(外显子)的间断切割序列（内 含子) 基因表达：基因经过转录、翻译，产生具有特 异生物学功能的蛋自质分子或RNA分子的过程。 基因表达调控：受内源及外源信号调控的这个 调控的过程。
新人教生物必修2《遗传与进化》高考总复习：第9讲 基因的表达
图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正 在合成的4条多肽链，具体分析如下： (1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 (2)意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 图乙 (3)方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译 分析 在前。 (4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基 体等结构中进一步加工。 (5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA 图丙 图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正 分析 在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程
盘曲折叠 (4)产物：多肽 ―――→ 蛋白质。
4．密码子与反密码子
ห้องสมุดไป่ตู้
项目
密码子
反密码子
位置
mRNA _______________________
tRNA ______________________
作用 直接决定蛋白质中_氨__基__酸__的序列 转运氨基酸，识别_密___码__子__
特点 与_D_N__A_模__板__链__上的碱基互补 与m__R__N_A_中__密__码__子___的碱基互补
(4)产物：__m__R_N_A__、__r_R_N__A_、__t_R_N__A_。
3．翻译
(1)场所或装配机器：_核__糖__体___。
(2)条件
模板 mRNA
原料 氨基酸 _________________
能量 ATP
酶 多种酶
搬运工具 tRNA __________________
(3)过程
答案：C
6．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白
核酸的生物学功能
4.基因表达调节的基本原理
（1）特异DNA序列作用
对基因转录激活的调节，如增强子（enhancer）、 沉默子（silencer）。
（2）调节蛋白的作用
有特异因子（ specific factor, 如转录启始因 子 ） 、 阻 遏 蛋 白 （ reoressor ） 和 激 活 蛋 白 （ activator ）对转录起始的调节、影响 RNA 聚合酶 活性等。
反式作用因子的DNA结合域模式主要有： 锌指和螺旋-转角-螺旋 。
锌指（zinc finger）是在保守的半胱氨酸和组氨酸残基形成的 四面体结构中镶着一个锌原子。约23个氨基酸组成。通常成串重复 排列。锌指间7-8氨基酸，不同蛋白质的锌指数目不同。含有锌指 的调控蛋白在与DNA结合时，是锌指的尖端进入到DNA的大沟或小沟， 以识别它特异结合的DNA序列并与之结合。迄今仅在真核生物中发 现有锌指蛋白，在原核中尚未发现。
当蛋白质-蛋白质相互作用时两个α -螺旋的亮氨酸
残基是肩并肩地排列起来犹如拉链，因而称为亮氨
酸拉链（leucine zipper， P298 ）。亮氨酸拉链
广泛地存在于真核生物调节蛋白中，原核生物中也 有发现。
2.色氨酸操纵子的调节机制
色氨酸操纵子（Trp operon）的阻遏物是由距
色氨酸操纵子较远的调节基因合成的一个58Ku的蛋
白质，色氨酸为辅阻遏物（corepressor）。 当机体色氨酸不足时，阻遏物游离存在，不能 与操纵基因结合，5个结构基因得以转录和表达，编 码的3种酶催化生成色氨酸。
当机体生成的色氨酸过量时，色氨酸与阻遏物形
组蛋白的许多侧链可以被乙酰化、甲基化、磷
酸化修饰 ，改变组蛋白的电荷性质，改变染色体
的基因结构，进而影响DNA的复制和转录的机会。
基因与遗传：基因的结构和遗传规律
基因与遗传：基因的结构和遗传规律基因是生物体内控制遗传性状传递和表达的基本单位，它们以一种特定的方式编码着生物体的遗传信息。
基因的结构和遗传规律对于我们理解生物遗传学的基本原理具有重要意义。
本文将介绍基因的结构和遗传规律，以揭示基因对生物形态、功能和行为的影响。
一、基因的结构基因由DNA（脱氧核糖核酸）分子组成，它是由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳃嘧啶）构成的序列。
DNA分子呈双螺旋结构，通过碱基配对的方式保持稳定。
碱基配对规律由腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键，鸟嘌呤与鳃嘧啶之间形成三个氢键。
这种配对规律使得DNA分子能够复制和转录，是基因遗传信息传递的基础。
二、基因的遗传规律1. 孟德尔遗传规律孟德尔通过对豌豆杂交实验的观察，总结出了遗传学的基本规律。
他发现，某些性状在杂交后的第一代（即子代）中会表现出来，而在第二代（即孙代）中有遗传性。
这表明性状的表现受到基因的支配，而某些基因会表现为显性和隐性的关系。
孟德尔的工作奠定了现代遗传学的基础，并被尊称为遗传学之父。
2. 染色体遗传规律染色体是细胞内的遗传物质，它携带了细胞内大部分基因信息。
染色体遗传规律通过观察染色体分离和配对的方式揭示了基因遗传的过程。
这个规律说明了基因的分离和再组合是通过染色体的分离和配对来实现的，遗传信息在细胞分裂过程中得以传递。
3. 交叉互换交叉互换是指在染色体复制过程中，某些基因片段之间发生互换，从而导致基因的重新组合。
这个过程可以增加基因的多样性，也是进化的重要驱动力之一。
通过交叉互换，不同基因之间可以进行组合，产生更多的遗传变异，促进物种的适应性和进化。
4. 突变突变是指DNA序列发生突然而持久的变化。
突变可以使基因产生新的变异形式，进而影响生物个体的表型特征。
突变可以分为点突变、插入突变和删除突变等。
突变是遗传变异的基础，它为进化提供了物质基础。
基因决定了生物的遗传特征和变异，并对生物的发育和适应环境起到重要作用。
mhc基因特点
mhc基因特点MHC基因是人类免疫系统的重要基因，包括MHC-I和MHC-II两种类型，它们的主要功能是参与抗原呈递和免疫识别过程，同时在器官移植、疾病易感性、人口遗传学等方面也具有重要作用。
本文将就MHC基因的特点进行阐述。
1、多态性MHC基因的多态性是其最显著的特点之一。
MHC-I和MHC-II基因存在大量的等位基因，估计MHC-I等位基因数量超过2,000种，而MHC-II等位基因高达7,000种。
这种多态性是由MHC基因的遗传结构所决定的。
MHC-I和MHC-II基因都由多个基因座组成，每个基因座中又含有多个等位基因。
此外，MHC基因的某些区域还存在着高度保守的序列和区域，这表明MHC基因的多态性是有一定范围和局限性的。
2、快速进化MHC基因在进化过程中呈现出非常快速的进化速度，这主要是由其在适应性免疫系统中的重要性所决定的。
在种群进化过程中，MHC基因会快速积累突变，保持多态性，并影响选择作用。
这种进化速度使MHC基因能够快速适应病原体的变异，从而提高对病原体的免疫效力。
3、表达规律MHC-I和MHC-II基因的表达规律也有着明显的差异。
MHC-I基因广泛分布在各种类型的细胞中，并且在多种病原体和肿瘤细胞感染时，它们的表达水平往往会增加。
MHC-II基因则主要在免疫细胞中表达，在非免疫细胞中是很少或不表达的，这也反映了MHC-I和MHC-II基因在抗原处理与呈递过程中的不同作用。
4、抗原呈递MHC基因的一个重要功能是参与抗原呈递的过程。
具体而言，MHC-I分子通过将内源性或外源性抗原的肽段与它的MHC-I抗原结合区结合，然后在胞浆内引起蛋白质酶的降解，并将肽段经过TAP通道运输至内质网，最终与MHC-I 分子结合，再通过高尔基体、界面体等途径运输至细胞膜表面。
相反，MHC-II分子主要通过外源性抗原途径参与抗原呈递，它们通过内吞作用摄取外源性抗原，然后与内质网上的MHC-II抗原结合区组装成复合物，并通过高尔基体、界面体等途径转运至细胞膜表面呈递给专门的T细胞。
分子生物学复习7-9
第七章基因的表达与调控（上）——原核基因表达调控模式（一）基本概念1．基因表达：细胞在生命过程中，把蕴藏在DNA中的遗传信息经过转录和翻译，转变成为蛋白质或功能RNA分子的过程称为基因表达。
2．基因表达调控：围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都统称为基因表达调控。
rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA 的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋白质翻译方面的功能。
3．组成型表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。
如ＤＮＡ聚合酶，ＲＮＡ聚合酶等代谢过程中十分必需的酶或蛋白质的表达。
管家基因：某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因。
管家基因无论表达水平高低，较少受到环境因素的影响。
在基因表达研究中，常作为对照基因适应型表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
应环境条件变化基因表达水平增高或从无到有的现象称为诱导，这类基因被称为可诱导的基因；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低或变为不表达的现象称为阻遏，相应的基因被称为可阻遏的基因。
4．结构基因：编码蛋白质或功能性RNA的任何基因。
所编码的蛋白质主要是组成细胞和组织基本成分的结构蛋白、具有催化活性的酶和调节蛋白等。
原核生物的结构基因一般成簇排列，真核生物独立存在。
结构基因簇由单一启动子共同调控。
调节基因：参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的编码基因。
①调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。
②调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式（启动或增强基因表达活性调节靶基因，也能以负调控的方式（关闭或降低基因表达活性）调节靶基因。
操纵子：由操纵基因以及相邻的若干结构基因所组成的功能单位，其中结构基因的转录受操纵基因的控制。
（二）原核基因调控的分类和主要特点一、原核生物的基因调控特点：（1）基因调控主要发生在转录水平上，形式主要是操纵子调控.（2）有时也从DNA水平对基因表达进行调控，实质是基因重排。
3 基因表达调控-3
E.Coli 适应环境变化的基因表达调控
葡萄糖
G存在时，细菌优先利用G， 只合成代谢G的酶类，代 谢其它糖类的酶基因关闭 （阻遏）
乳糖
G消耗尽，只有乳糖，利用 乳糖的酶基因开放，细菌 合成代谢乳糖的酶类（诱 导）
（二）维持细胞分化与个体发育
在多细胞个体生长、发育的不同阶段，
或同一生长发育阶段，不同组织器官内蛋白
• 管家基因较少受环境因素的影响，被视为基本的或组成性 基因表达。只受到启动序列或启动子与RNA聚合酶相互 作用的影响，而不受其他机制调节。 • 例如，三羧酸循环是一枢纽性代谢途径，催化该途径各阶 段反应的酶编码基因就属这类基因。
（二）诱导或阻遏表达
• 有一些基因表达极易受环境变化影响，随外环 境信号变化，这类基因表达水平可呈现升高或 降低。
• （一）时间特异性
• 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，称之为基因表达的时间特异性 (temporal specificity)或阶段特异性(stage specificity)。
• 在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育 阶段，相应基因严格按一定时间顺序开启或关闭，表现为 与分化、发育阶段一致的时间性。
基因表达的多级调控 1、基因激活 2、转录起始（最主要的控制点） 3、转录后加工 4、mRNA降解 5、蛋白质翻译 6、翻译后加工修饰、靶向输送 7、蛋白质降解，等
二、基因转录调节基本要素
• 基因转录调节是最重要的基因表达调节方式，主 要涉及以下几个个要素：
• • • • •
特异的DNA调控序列（如启动子等） 调节蛋白（如激活蛋白、阻遏蛋白等） RNA聚合酶 蛋白质-蛋白质相互作用 蛋白质-DNA相互作用
遗传与变异知识点总结
遗传与变异知识点总结遗传和变异是生命延续和进化的重要基础，也是生物学中的核心概念。
以下将对遗传与变异的相关知识点进行详细总结。
一、遗传的基本概念遗传是指生物体通过生殖过程将自身的基因传递给子代，使子代在性状上表现出与亲代相似的特征。
基因是遗传的基本单位，它位于染色体上，由脱氧核苷酸组成。
染色体是细胞核中能被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA（脱氧核糖核酸）和蛋白质。
人体细胞中有 23 对染色体，其中22 对是常染色体，1 对是性染色体。
在减数分裂过程中，染色体数目会减半，这保证了生殖细胞中的染色体数量只有体细胞的一半。
受精作用则使受精卵中的染色体数目恢复到与体细胞相同，从而维持了物种染色体数目的稳定性。
二、遗传的基本规律（一）孟德尔的分离定律孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律。
该定律指出，在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
例如，对于豌豆的高茎和矮茎这对相对性状，假设控制高茎的基因是D，控制矮茎的基因是d。
纯合高茎（DD）和纯合矮茎（dd）杂交，子一代（F1）均为高茎（Dd）。
F1 自交产生的 F2 中，基因型有 DD、Dd、dd，比例为 1:2:1，表现型为高茎和矮茎，比例为 3:1。
（二）孟德尔的自由组合定律孟德尔还发现了自由组合定律。
该定律指出，控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
比如，同时考虑豌豆的黄色圆粒和绿色皱粒这两对相对性状。
黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性。
纯合的黄色圆粒（YYRR）和绿色皱粒（yyrr）杂交，F1 为黄色圆粒（YyRr）。
F1 自交产生的 F2 中，表现型有黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，比例为 9:3:3:1。
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基因表达的规律和特点
基因表达是指细胞在特定条件下，将DNA 上的遗传信息转化为蛋白质的过程。
基因表达具有以下规律和特点：
1. 时空特异性：基因表达具有时间和空间的特异性。
不同的基因在不同的时间和不同的细胞类型中表达。
2. 组织特异性：不同的组织和器官中表达的基因也不同，这是由于不同组织和器官的功能和代谢需求不同。
3. 调控复杂性：基因表达受到多种因素的调控，包括转录因子、启动子、增强子、抑制子等。
4. 信号转导：细胞可以通过信号转导途径来调节基因表达，从而适应环境变化和细胞功能需求。
5. 多层次调控：基因表达的调控可以发生在多个层次上，包括转录、转录后、翻译和翻译后等。
6. 基因表达的稳定性和可变性：基因表达的稳定性是指细胞维持基因表达水平的能力，而可变性则是指细胞能够根据环境变化和细胞功能需求快速调整基因表达水平的能力。
7. 基因表达的遗传变异：不同个体之间的基因表达水平存在差异，这是由于基因的遗传变异和环境因素的影响。
基因表达是一个复杂的过程，受到多种因素的调控，具有时空特异性、组织特异性、调控复杂性、信号转导、多层次调控、稳定性和可变
性以及遗传变异等特点。