版生物大一轮复习第六单元遗传的物质基础第24讲基因的表达学案文档格式.docx
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不一定。
因为密码子具有简并性。
（2）细胞周期中碱基T和U首先被大量消耗的是哪一种？
原因是什么？
U。
原因：
细胞分裂间期首先需要通过转录形成三种RNA，进行蛋白质的合成。
突破1 比较RNA与DNA
（3）据“五碳糖”
突破2 比较转录和翻译
观察上图，试写出与①②有关的知识：
过程
①
②
名称
转录
翻译
场所
主要是细胞核
核糖体
模板
DNA的一条链
mRNA
原料
4种游离的核糖核苷酸
20种氨基酸
产物
多肽链
突破3 基因、密码子、反密码子和氨基酸的对应关系
（1）每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
（2）一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子无对应的氨基酸），且一种tRNA只能转运一种氨基酸。
突破4 理顺相关数量关系
（1）tRNA的结构：
含有几十个至上百个核糖核苷酸（碱基），不是仅由3个核糖核苷酸（碱基）构成。
（2）tRNA和氨基酸之间的对应关系：
一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种tRNA转运。
（3）密码子和氨基酸之间的对应关系
①密码子共有64种，但其中有3种终止密码，不编码任何氨基酸，编码氨基酸的密码子共有61种。
②一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能对应多种密码子。
（4）转录产物：
并不只有mRNA，还有tRNA和rRNA，但只有mRNA携带遗传信息。
【感知考题】
下列关于基因表达的过程中，相关说法错误的是（ ）
A．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，植酸酶mRNA的序列一定改变（2016·
江苏，22B）
B．rRNA能参与蛋白质的生物合成（2015·
海南，11A）
C．真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子（2014·
海南，21改编）
D．某生物基因表达过程如图所示。
在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开，mRNA翻译能得到多条肽链（高考浙江卷改编）
[答案] C
（1）A项中，改造后配对的反密码子是UCU，编码植酸酶的DNA热稳定性降低（填“升高”或“降低”）了。
（2）D项中DNA分子转录的方向是从左―→右。
高分点拨——类题通法
翻译过程中多聚核糖体模式图的深入解读
（1）根据核糖体的结构可推测图1表示翻译过程。
根据图2中RNA聚合酶、核糖体、多肽等文字信息可确定图中既有转录过程又有翻译过程。
（2）翻译过程中的细节问题
①方向：
图1中方向为从右到左，判断的依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
②结果：
合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
③形成的多肽链之间的关系：
图1中4个核糖体合成的4条多肽链，因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。
【跟进题组】
命题1 DNA与RNA的比较
1．经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断（ ）
A．此生物体内的核酸一定是DNA
B．该生物一定不含DNA而只含RNA
C．若此生物只含DNA，则一定是单链的
D．若此生物含DNA，则一定是双链的
解析：
选C。
因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有DNA和RNA，或只含单链DNA。
命题2 转录和翻译过程的比较
2．（2017·
济南高三模拟）图中a、b、c表示某细菌遗传信息传递的各过程。
下列说法正确的是（ ）
A．a、b过程均发生在该生物的细胞核中
B．a、b、c过程均遵循碱基互补配对原则
C．c过程主要以氨基酸和游离的核糖核苷酸作为原料
D．若b过程出现差错，蛋白质也将失去相应的功能
选B。
细菌为原核生物，无细胞核，a为DNA复制，b为转录，二者主要发生在拟核中；
c为翻译过程，a、b、c过程都遵循碱基互补配对原则；
c过程即翻译，以游离的氨基酸为原料合成蛋白质；
密码子具有简并性，转录过程发生差错，产生的蛋白质可能不变。
3．（2017·
安徽安庆一模）如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。
据图分析，下列叙述中不正确的是（ ）
A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料
B．甲细胞没有核膜围成的细胞核，所以转录、翻译同时发生在同一空间内
C．乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质
D．甲、乙细胞均需要RNA聚合酶
选A。
从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故A错误；
原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故B正确；
乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的mRNA必须通过核孔才能从细胞核出来，故C正确；
甲、乙细胞内均存在转录过程，均需RNA聚合酶。
明确真核细胞的转录和翻译不能同时进行，而原核细胞则能边转录边翻译。
命题3 遗传信息、密码子、反密码子的比较
4．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（ ）
DNA双链
T
G
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
A.TGU B．UGA
C．ACU D．UCU
由表格信息无法直接确定转录的模板链，由DNA两链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上，可判断苏氨酸的密码子可能为ACU或UGU。
5．（原创）如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。
如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。
下列相关叙述正确的是（ ）
密码子
UGG
GGU、GGA、
GGG、GGC
ACU、ACA、
ACG、ACC
CCU、CCA、
CCG、CCC
色氨酸
甘氨酸
脯氨酸
A.转录过程中也需要搬运原料的工具
B．该tRNA中含有氢键，由一条链构成
C．该tRNA在翻译过程中可搬运脯氨酸
D．氨基酸与反密码子都是一一对应的
转录过程的原料是游离的核糖核苷酸，不需要搬运原料的工具，A错误；
tRNA是由一条核糖核苷酸链构成的，该链内互补的碱基间能够形成氢键，导致RNA链发生折叠，看上去像三叶草的叶形，B正确；
tRNA上的反密码子能够与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，图示tRNA上的反密码子为UGG（3′端→5′端读取），它所搬运的氨基酸的密码子为ACC，故所搬运的氨基酸是苏氨酸，C错误；
一种氨基酸可由一种或几种不同的密码子决定，而反密码子能与密码子互补配对，所以，氨基酸与反密码子并不都是一一对应的，D错误。
命题4 基因表达中的相关计算
6．（2017·
北京市海淀区练习）已知一个蛋白质分子由2条多肽链组成，共含有198个肽键，翻译形成该蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，则转录形成该mRNA的基因中，最少应含有C和T的个数是（ ）
A．200B．400
C．600D．800
7．（2017·
泰安质检）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上的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倍还要多一些。
（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。
基因表达与前沿科学结合考查
8．2015年8月21日，清华大学生命科学学院院长施一公带领的科研团队在国际顶级期刊《科学》上同时发表两篇论文，揭示了真核细胞剪接体的三维结构和RNA（核糖核酸）剪接的分子基础。
剪接体是转录过程完成后，对最初形成的mRNA进行剪接的多组分复合物，主要是由小分子的RNA和蛋白质组成。
根据上述信息判断，下列叙述正确的是（ ）
A．翻译时mRNA中的碱基数目等于基因模板链中的碱基数目
B．剪接体在转录开始前发挥作用
C．蛋白质翻译与剪接体无关
D．剪接体具有复杂的空间结构
最初形成的mRNA需要经过剪接后才能进行翻译，因此翻译时mRNA中的碱基数目小于基因模板链中的碱基数目，A项错误；
剪接体是转录完成后，对最初形成的mRNA进行剪接，B项错误；
蛋白质翻译需要模板mRNA，如果最初形成的mRNA不进行加工，就不能完成翻译过程，C项错误；
蛋白质分子具有复杂的空间结构，可以推知剪接体同样具有复杂的空间结构，D项正确。
中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则图解与解读
（1）中心法则图解
（2）各种生物遗传信息传递
①能分裂的细胞和噬菌体等DNA病毒：
。
②烟草花叶病毒等大部分RNA病毒：
③HIV等逆转录病毒：
④高度分化的细胞：
DNA
2．基因控制生物性状的途径
（1）直接途径
①机理：
基因
蛋白质结构
生物体性状。
②实例：
镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。
（2）间接途径
酶的合成
细胞代谢
白化病、豌豆的粒形。
1．（必修2P68图4—7改编）如图为遗传的中心法则图解，a～e表示相关生理过程。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．图中发生碱基互补配对的只有a、b、c、e
B．正常人体细胞内发生的只有a、b、d
C．e过程中的碱基互补配对遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则
D．噬菌体在大肠杆菌细胞内进行增殖的过程中将发生a、b、e、d
B
2．（深入追问）
（1）写出洋葱根尖伸长区细胞内的遗传信息传递式。
（2）生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？
是通过基因控制性状的哪一途径实现的？
受基因控制。
基因控制酶的合成，间接控制生物的性状。
1．利用图示分类剖析中心法则
图示中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．辨明中心法则涉及六类酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶、RNA聚合酶、逆转录酶
（1）解旋酶在DNA分子复制时使氢键断裂。
（2）限制酶是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
（3）DNA聚合酶在DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。
（4）DNA连接酶是将两个DNA分子片段的末端“缝合”起来形成磷酸二酯键。
（5）RNA聚合酶是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。
（6）逆转录酶是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。
3．基因与性状的对应关系
（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个不同基因有关。
（3）有些基因可影响多种性状，如A
C，基因1可影响性状B和C。
（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。
结合图示分析，下列叙述错误的是（ ）
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中（2015·
重庆，5A）
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质（2015·
重庆，5B）
C．基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接（2015·
四川，6B改编）
D．由逆转录酶催化的是RNA―→DNA（2015·
海南，7B）
如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。
（1）若X是DNA的一条链，Y含有U，则管内必须加入RNA聚合酶。
（2）若X是mRNA，Y是多肽，则管内必须加入的原料是氨基酸。
（3）若X是tRNA，Y是多肽，则管内进行的生理过程是翻译。
（4）若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内必须加入逆转录酶。
“三看法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
脱氧核苷酸
DNA复制
核糖核苷酸
逆转录
RNA复制
蛋白质
（或多肽）
命题1 遗传信息的传递
1．（2016·
高考江苏卷，18）近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。
其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。
通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（如图）。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
Cas9蛋白的合成场所是核糖体，A项正确；
在向导RNA中的双链区存在碱基互补配对，遵循碱基互补配对原则，B项正确；
RNA不是在逆转录酶催化下合成的，而是经转录产生的，C项错误；
依据碱基互补配对原则，若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……，则与向导RNA中的识别序列配对的DNA另一条链的碱基序列是……AGGTCTTAG……，故向导RNA中的识别序列是……UCCAGAAUC……，D项正确。
2．（2016·
高考海南卷，13）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病毒的反转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
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。
命题2 基因对性状控制途径分析
济南市一模）如图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出（ ）
A．过程①②都主要在细胞核中进行
B．食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白
C．M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中
D．老年人细胞中不含有M2
图中①是转录，②是翻译，翻译在细胞质中进行。
酪氨酸为非必需氨基酸，可在人体中合成。
M1和M2体现了特定基因的选择性表达，不可能同时出现在同一个细胞中。
老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低，而不是不含M2。
4．（2017·
襄阳模拟）人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。
由图中不能得出的结论是（ ）
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一个性状可以由多个基因控制
苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；
若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；
多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。
基因的表达调控机制
5．油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后有两条转变途径，如图所示（已知酶a能被蛋白酶水解）。
科研人员根据这一机制培育出了高油油菜，其产油率由原来的35%提高到了58%。
A．酶a和酶b结构的区别是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同
B．油菜含油量高的原因是物质C的形成抑制了酶b合成过程中的转录阶段
C．模板链转录出mRNA的过程中碱基互补配对的方式为A—T、G—C
D．由图可知，基因通过控制酶的合成直接控制生物的性状
酶a和酶b结构的区别是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同，A正确；
由图可知，基因B的模板链转录出的mRNA既可指导酶b的合成，又可参与物质C（双链RNA）的合成，故油菜产油率高的原因是物质C的形成抑制了酶b合成过程中的翻译阶段，B错误；
模板链转录出mRNA的过程中碱基互补配对的方式为A—U、G—C、T—A，C错误；
由图可知，基因通过控制酶的合成间接控制生物的性状，D错误。
[核心体系构建]
[填空] ①DNA ②mRNA ③密码子 ④多肽（或蛋白质） ⑤tRNA ⑥细胞代谢
[规范答题必备]
1.DNA与RNA的区别看“两点”
（1）物质组成：
组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，特有碱基T；
组成RNA的五碳糖是核糖，特有碱基U。
DNA一般是双链，RNA一般是单链。
2.转录与翻译的六点差异
（1）场所不同：
转录主要在细胞核内，翻译是在细胞质中的核糖体上。
（2）模板不同：
转录的模板是DNA的一条链，翻译的模板是mRNA。
（3）原料不同：
转录的原料是4种游离的核糖核苷酸，翻译的原料是20种氨基酸。
（4）所需酶不同：
转录需RNA聚合酶，翻译需多种酶。
（5）产物不同：
转录的产物是RNA，翻译的产物是多肽（或蛋白质）。
（6）碱基配对方式不同：
转录特有T—A，翻译特有U—A。
3.密码子和反密码子的两点比较
（1）位置：
密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
（2）数目：
密码子有64种，决定氨基酸的密码子有61种；
反密码子有61种。
4.中心法则要点：
遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。
蛋白质是生物性状的体现者。
5.基因对性状控制的两条途径
（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。
（2）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
课时作业
1．（2017·
河南中原名校第一次联考）关于如图所示生理过程的叙述，正确的是（ ）
A．物质1上的三个相邻碱基叫做密码子
B．该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C．多个结构1共同完成一条物质2的合成
D．结构1读取到AUG时，物质2合成终止
物质1是mRNA，物质2是多肽，结构1是核糖体。
mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基是密码子；
每个核糖体独立完成一条多肽链的合成；
据多肽链长短可知该多肽链从左向右合成，所以应该是读取到UAA时，肽链合成终止。
2．（2015·
高考海南卷，20）关于密码子和反密码子的叙述，正确的是（ ）
A．密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上
B．密码子位于tRNA上，反密码子位于mRNA上
C．密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上
D．密码子位于rRNA上，反密码子位于mRNA上
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子；
tRNA上一端的3个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子，A项正确。
山东淄博一中月考）如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．①②过程均可发生在同一细胞的细胞核内
B．②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行
C．④⑤过程均可发生在某些病毒体内
D．①②③④⑤⑥均遵循碱基互补配对原则
①是DNA的复制过程，②是转录过程，这两个过程均可发生在同一细胞的细胞核内，A正确；
线粒体和叶绿体中都含有DNA，都能进行②转录过程；
线粒体和叶绿体中也含有少量核糖体，都能进行③翻译过程，B正确；
④是逆转录过程，⑤是RNA病毒的RNA复制过程，这两个过程只能发生在被某些病毒侵染的细胞中，而不是发生在某些病毒体内，C错误；
图中所有过程都遵循碱基互补配对原则，D正确。
4．真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。
A．该过程不会发生在细胞质中
B．该过程两个RNA聚合酶反向移动
C．该DNA片段至少含有两个基因
D．该DNA片段的两条链均可作为模板链
分析题图可知，该过程为转录，可发生在细胞质的线粒体或叶绿体中，A错误；
转录需要RNA聚合酶催化，根据题图可知，两个RNA聚合酶反向移动，B正确；
不同的基因转录出不同的mRNA，图中两个mRNA的模板链不同，属于两个不同的基因，C正确；
图中显示该DNA中两个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链，D正确。
5．（2017·
四川自贡第一次诊断）下列哪项不是RNA可能具有的功能（ ）
A．信息传递 B．催化反应
C．物质转运D．提供能量
mRNA携带遗传信息，完成信息传递；
少数酶分子的化学本质是RNA；
tRNA可转运氨基酸；
RNA不能为生物体提供能量。
6．（2015·
高考江苏卷，12）如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是（ ）
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