高考生物知识点-基因的功能
第一节 基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
1、DNA与RNA的异同点
| 核酸项目 | DNA | RNA |
| 结构 | 通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构 | 通常是单链结构 |
| 基本单位 | 脱氧核苷酸（4种） | 核糖核苷酸（4种） |
| 五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
| 堿基 | A、G、C、T | A、G、C、U |
| 产生途径 | DNA复制、逆转录 | 转录、RNA复制 |
| 存在部位 | 主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上 | 主要位于细胞质中 |
| 功能 | 传递和表达遗传信息 | ①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板②tRNA：运输特定氨基酸③rRNA：核糖体的组成成分 |
细胞生物（如人、水稻）内含：2种核酸、5种堿基、8种核苷酸
病毒含：1种核酸、4种堿基、5种核苷酸
2、RNA的类型
⑴信使RNA（mRNA）⑵转运RNA（tRNA）⑶核糖体RNA（rRNA）
3、转录
⑴转录的概念：以DNA的一条链为模板通过堿基互补配对原则形成信使RNA的过程。
⑵转录的场所 主要在细胞核⑶转录的模板 以DNA的一条链为模板
⑷转录的原料 4种核糖核苷酸⑸转录的产物 一条单链的mRNA
⑹转录的原则 堿基互补配对⑺转录与复制的异同（下表）
| 阶段项目 | 复制 | 转录 |
| 时间 | 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 | 生长发育的连续过程 |
| 进行场所 | 主要细胞核 | 主要细胞核 |
| 模板 | 以DNA的两条链为模板 | 以DNA的一条链为模板 |
| 原料 | 4种脱氧核苷酸 | 4种核糖核苷酸 |
| 条件 | 需要特定的酶和ATP | 需要特定的酶和ATP |
| 过程 | 在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按堿基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构 | 在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的堿基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合 |
| 产物 | 两个双链的DNA分子 | 一条单链的mRNA |
| 特点 | 边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链） | 边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）；只转录部分基因 |
| 遗传信息的传递方向 | 遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子 | 遗传信息由DNA传到RNA |
二、遗传信息的翻译
1、遗传信息、密码子和反密码子
| 遗传信息 | 密码子 | 反密码子 | |
| 概念 | 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 | mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻堿基 | tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个堿基 |
| 作用 | 控制生物的遗传性状 | 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 | 识别密码子，转运氨基酸 |
| 种类 | 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 | 64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 | 61种或tRNA也为61种 |
| 联系 | ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列与基因模板链中堿基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对 |
2、翻译
⑴定义：在核糖体中以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子。⑵翻译的场所 细胞质的核糖体上 ⑶翻译的模板 mRNA ⑷翻译的原料 20种氨基酸 ⑸翻译的产物 多肽链（蛋白质 ） ⑹翻译的原则 堿基互补配对
⑺翻译与转录的异同点（下表）：
| 阶段项目 | 转录 | 翻译 |
| 定义 | 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 | 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 |
| 场所 | 细胞核 | 细胞质的核糖体 |
| 模板 | DNA的一条链 | 信使RNA |
| 信息传递的方向 | DNA→mRNA | mRNA→蛋白质 |
| 原料 | 含A、U、C、G的4种核苷酸 | 合成蛋白质的20种氨基酸 |
| 产物 | 信使RNA | 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 |
| 实质 | 是遗传信息的转录 | 是遗传信息的表达 |
三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录时，以基因的一条链为模板，按照堿基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中堿基数目是基因中堿基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻堿基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中堿基数目的1/3，是双链DNA堿基数目的 1/6 。
第二节 基因对性状的控制
一、中心法则：最先是由克里克命名，指的是遗传信息传递的一般规律。
⑴DNA→DNA：DNA的自我复制；
⑵DNA→RNA：转录；
⑶RNA→蛋白质：翻译；
⑷RNA→RNA：RNA的自我复制；
⑸RNA→DNA：逆转录。
DNA→DNA
RNA→RNA ｝细胞生物
DNA→RNA
RNA→蛋白质
｝病毒
RNA→DNA
二、基因、蛋白质与性状的关系
1、 （间接控制）
酶或激素→细胞代谢
基因 ｛ ｝性状
结构蛋白→细胞结构
（直接控制）
2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。
基因、蛋白质和性状的关系
（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。
（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。
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