新课改专用版高考一轮复习第六单元第三讲基因的表达讲义生物 解析版Word格式.docx

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项目

密码子

反密码子

位置

作用

直接决定蛋白质中氨基酸的序列

识别密码子，转运氨基酸

特点

与DNA模板链上的碱基互补

与mRNA中密码子的碱基互补

[基础自测]

1．判断下列叙述的正误

（1）少数RNA具有生物催化作用（√）

（2）真核生物的tRNA呈三叶草结构（√）

（3）与DNA相比，RNA特有的物质是核糖和尿嘧啶（√）

（4）反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基（×

）

（2013·

全国卷Ⅰ，T1C）

（5）转录和翻译都可在细胞核中发生（×

（6）转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料（×

（7）tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息（×

（8）每种氨基酸仅由一种密码子编程（×

（9）DNA复制就是基因表达的过程（×

（10）转录和翻译过程都存在T－A、A－U、G－C碱基配对方式（×

2．据图填空

（1）图1为DNA，含有脱氧核糖和碱基T，图2为RNA，含有核糖和碱基U。

（2）图2中A是mRNA，功能是传递遗传信息；

B是rRNA，功能是组成核糖体；

C是tRNA，功能是识别并转运氨基酸。

3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练

仔细观察下面两图，并思考

（1）两图显示的是何种生理过程？

它们有何差异？

______________________________

________________________________________________________________________。

提示：

图示过程为转录和翻译，两图的区别在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；

翻译在核糖体，时间在后。

图2所示转录、翻译同时进行

（2）大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？

判断依据是什么？

________________________________________________________________________

图2；

大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程（图1在细胞核中转录，在细胞质中翻译）

（3）两图中a～f分别是什么物质或结构？

___________________________________

a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶

1．比较记忆复制、转录和翻译

遗传信息的传递

遗传信息的表达

复制

转录

翻译

场所

主要是细胞核

细胞质

亲代DNA的两条链

DNA的一条链

4种游离的脱氧核苷酸

4种游离的核糖核苷酸

20种氨基酸

模板去向

子代DNA分子中

DNA链重新聚合

降解成核糖核苷酸

产物

完全相同的

两个DNA分子

RNA

蛋白质（多肽）

碱基配对

A—T、T—A、

C—G、G—C

A—U、T—A、

A—U、U—A、

①半保留复制

②边解旋边复制

边解旋边转录

一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链

信息传递

DNA→DNA

DNA→RNA

mRNA→蛋白质

2．辨析遗传信息、密码子与反密码子

（1）界定遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子

（2）明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系

①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子具有简并性），可由一种或几种tRNA转运。

②除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；

一种tRNA只能转运一种氨基酸。

③密码子有64种（3种终止密码子；

61种决定氨基酸的密码子）。

3．基因表达中相关计算

（1）DNA模板链中A＋T（或C＋G）与mRNA中A＋U（或C＋G）相等，则（A＋T）总%＝（A＋U）mRNA%。

（2）DNA（基因）、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：

可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA（或基因）碱基数目。

[对点落实]

题点

（一）　DNA复制、转录和翻译

1．（2017·

浙江11月选考单科卷）下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是（　　）

A．每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码

B．遗传密码由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质

C．一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子

D．RNA聚合酶与DNA分子结合只能使一个基因的DNA片段的双螺旋解开

解析：

选C　有的氨基酸如甲硫氨酸只有一个对应的遗传密码；

遗传密码位于mRNA并非DNA上；

一个DNA分子上有多个基因，由于基因的选择性表达，故可转录形成多个不同RNA分子；

RNA聚合酶与DNA分子结合可使一个或多个基因的DNA片段的双螺旋解开。

2．（2017·

全国卷Ⅲ）下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（　　）

A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来

B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生

C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生

D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补

选C　真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；

由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；

真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA也可以转录形成RNA；

转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。

[易错提醒]

转录、翻译过程中的四个易错点

（1）转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。

（2）翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。

（3）转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。

（4）并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。

题点

（二）　遗传信息、密码子、反密码子的区别

3．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。

下列说法正确的是（　　）

A．分析图示可知①是β，完成基因→②的场所是细胞核

B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA

C．图中②→③需要在核糖体上进行

D．能够决定氨基酸的③的种类有61种

选C　根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定β链是转录模板；

蓝藻属于原核生物，没有细胞核。

RNA包括mRNA（图中②）、tRNA（图中③）和rRNA（核糖体RNA）。

图中②→③是翻译过程，在核糖体上进行。

能够决定氨基酸的密码子有61种，密码子在mRNA上，而③是tRNA。

4．某研究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为PheProLys的三肽。

三种氨基酸的密码子见下表：

苯丙氨酸（Phe）

UUU、UUC

脯氨酸（Pro）

CCU、CCC、CCA、CCG

赖氨酸（Lys）

AAA、AAG

据此分析，正确的是（　　）

A．控制该三肽合成的基因共有9对脱氧核苷酸

B．合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与

C．mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC

D．转录过程中会形成基因的编码链与RNA的杂交区域

选B　控制该三肽合成的mRNA中对应氨基酸的密码子有3个，还有不编码氨基酸的终止密码子，因此根据碱基互补配对的原则，该基因中至少含有12个碱基对；

蛋白质合成过程中需要mRNA、rRNA、tRNA的参与；

mRNA上编码该三肽的核苷酸序列为AAGGGAUUC时，AAG编码赖氨酸，GGA不编码上述三种氨基酸的任何一种，UUC编码苯丙氨酸；

转录形成的RNA是以模板链为模板合成的，只能与模板链形成RNADNA杂交区域，不能与编码链形成杂交区域。

题点（三）　与基因表达有关的计算

5．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽链，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为（　　）

A．33、11、66B．36、12、72

C．12、36、72D．11、36、66

选B　一条含有11个肽键的多肽链，含有12个氨基酸。

mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸，一个氨基酸需要一个tRNA来转运，因此mRNA中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA，DNA中至少含有72个碱基。

6．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有（　　）

A．600个B．700个

C．800个D．900个

选D　根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子至少含有1200个碱基。

mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150个，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150个，DNA分子中非模板链上A＋T＝150个，整个DNA分子中A＋T＝300个，则该DNA分子中C＋G＝900个。

7．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；

由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。

则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是（　　）

A．m、（m/3）－1B．m、（m/3）－2

C．2（m－n）、（m/3）－1D．2（m－n）、（m/3）－2

选D　mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C数目为n个，推出A＋U数目为（m－n）个，故DNA中A＋T数目为2（m－n）。

根据mRNA中碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3，脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝（m/3）－2。

关注计算中“最多”和“最少”问题

（1）mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：

翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

（2）DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：

基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍多。

（3）不能忽略“最多”或“最少”等字：

如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。

翻译过程的三种模型图

[典型图示]

[问题设计]

1．图甲模型分析

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。

（2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。

（3）翻译起点：

起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。

（4）翻译终点：

识别到终止密码子（不决定氨基酸）翻译停止。

（5）翻译进程：

核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。

2．图乙模型分析

图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤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分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

（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。

3．图丙模型分析

图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。

8．（2018·

浙江4月选考单科卷）miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成，某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。

下列叙述正确的是（　　）

A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合

B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译

C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对

D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致

选B　miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合；

真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译；

miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对；

miRNA抑制W蛋白的合成，是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致。

9．下图表示细胞内蛋白质的合成过程，下列叙述正确的是（　　）

A．图示中的物质甲为DNA解旋酶

B．图示过程主要发生在真核细胞中

C．氨基酸转运过程中有磷酸生成

D．核糖体沿着mRNA从左向右移动

选C　据图可知，图中左侧表示DNA转录形成mRNA的过程，此过程需要的模板为DNA的一条链，原料为四种游离的核糖核苷酸，同时需要RNA聚合酶的参与，因此甲是RNA聚合酶；

图示过程（转录与翻译）同时进行，说明此过程发生在原核细胞中；

翻译过程中需要tRNA运输氨基酸，此过程需要ATP的水解供能，而ATP的水解可以产生ADP与磷酸；

根据tRNA的移动方向可知，核糖体沿着mRNA从右向左移动。

[类题通法]

基因表达过程图的分析方法

（1）分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。

DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，可同时合成若干条多肽链。

（2）用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图：

考点二　中心法则及基因与性状的关系

1．中心法则（据图填空）

①DNA的复制；

②转录；

③翻译；

④RNA的复制；

⑤RNA逆转录。

2．基因控制性状的途径

[基础自测]

（1）线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则（√）

（2）DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则（×

（3）原核生物的tRNA合成无需基因指导（×

（4）线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成（√）

（5）基因与性状之间是一一对应的关系（×

（6）两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同（√）

（7）高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的（×

2．连线基因对性状控制的方式与实例

油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。

（1）据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是________________________________________________________________________

（2）图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是________________________________________________________________________。

（3）为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？

答案：

（1）抑制酶b合成（活性），促进酶a合成（活性）

（2）mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖

（3）双链mRNA不能翻译（不能与核糖体结合）形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高

1．中心法则的内容与各种生物的信息传递

（1）中心法则的内容

（2）中心法则体现DNA的两大基本功能

①信息传递功能：

Ⅰ过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；

Ⅳ过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。

②信息表达功能：

Ⅱ（转录）、Ⅲ（翻译）过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；

Ⅴ过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。

此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。

2．基因对性状的控制

（1）控制生物性状的两种途径

（2）基因与生物性状的关系

①一般而言，一个基因决定一种性状。

②生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。

③有些基因可影响多种性状，如图中基因1可影响B和C性状。

④生物的性状是基因和环境共同作用的结果。

基因型相同，表现型可能不同；

基因型不同，表现型可能相同。

1．如图所示为基因的作用与性状的表现之间的关系。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行

B．③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP

C．人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现的，白化病是通过蛋白质直接表现的

D．HIV和T2噬菌体都可独自进行①③这两个基本过程

选B　①过程是转录，以DNA一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下进行，而DNA的复制是以DNA的两条链为模板，在DNA聚合酶的作用下完成；

③过程是翻译，直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP；

白化病患者体内缺乏酪氨酸酶，是通过控制酶的合成间接表现的，人的镰刀型细胞贫血症是通过控制蛋白质结构直接表现的；

HIV和T2噬菌体是病毒，必须寄生在宿主细胞内，利用宿主细胞提供的物质和能量才能完成①③过程。

2．下图是基因M、N、P对某种生物性状控制关系（三对等位基因分别位于三对同源染色体上），下列相关叙述错误的是（　　）

A．表现出性状3的个体基因型可能有4种

B．表现出性状2的个体基因型是ppM_nn

C．图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成实现

D．基因型PpMmNn个体测交，后代中表现出性状1的个体占3/16

选D　据图分析，性状3的个体基因型为ppM_N_，因此该性状有4种基因型；

表现出性状2的个体基因型是ppM_nn；

图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状；

表现出性状1的基因型是P_____（含基因P，共18种）或ppmm__（不含基因M，共3种），测交后代基因型与F1产生的配子种类相同，根据基因的自由组合定律，PpMmNn个体产生的配子有8种，其中P__占4/8，pm_占2/8，故基因型PpMmNn个体测交，后代中表现出性状1的个体占3/4。

利用图示分类剖析中心法则及补充内容

（1）图中1、8为转录过程；

2、5、9为翻译过程；

3、10为DNA复制过程；

4、6为RNA复制过程；

7为逆转录过程。

（2）若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；

乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；

丙为逆转录病毒，如HIV。

（3）分别写出下列生物中心法则表达式：

（填表）

生物种类

举例

遗传信息的传递过程

DNA病毒

T2噬菌体

RNA病毒

烟草花叶病毒

逆转录病毒

艾滋病病毒

细胞生物

动物、植物、细菌、真菌等

3．（2016·

海南高考）某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。

物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是（　　）

A．抑制该病毒RNA的转录过程

B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程

C．抑制该RNA病毒的反（逆）转录过程

D．抑制该病毒RNA的自我复制过程

选C　RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。

4.（2019·

滨州一模）如图表示DNA及相关的生理活动，下列表述错误的是（　　）

A．过程a、b、c均可在胰岛B细胞细胞核中发生

B．f和g过程可能通过反馈调节实现

C．过程a、b、c、d、e与碱基配对有关

D．某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达

选A　胰岛B细胞已经高度分化，不再分裂，因此不会发生DNA的复制（a）过程，翻译（c）过程发生在胰岛B细胞细胞质中；

f和g过程可能通过反馈调节实现；

过程a、b、c、d、e都遵循碱基互补配对原则；

某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达。

[类题通法]

“三看法”判断中心法则各过程

抗菌药物是治疗感染性疾病的特效药物，由于广泛大量地使用，使细菌耐药性不断增强，已成为全球性的突出问题。

高考中可能以此为背景考查与之相关的细胞结构和功能、转录和翻译、变异等相关知识。

5．下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。

①青霉素：

抑制细菌细胞壁的合成；

②环丙沙星：

抑制细菌DNA解旋酶的活性；

③红霉素：

能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用；

④利福平：

抑制RNA聚合酶的活性。

以下有关说法错误的是（　　）

A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程

B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传