1、- 1 -第 3讲 基因的表达考纲展示 1.遗传信息的转录和翻译() 2.基因与性状的关系()考点一| 遗传信息的转录和翻译1RNA 的结构和种类(1)基本单位：核糖核苷酸。(2)组成成分：(3)结构：一般是单链，长度比 DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。(4)种类及功能：Error!(5)DNA与 RNA的区别：物质组成五碳糖 特有碱基结构特点DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链2遗传信息的转录(1)概念：以 DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成 RNA的过程。(2)转录过程(见图)：3遗传信息的翻译- 2 -(1)概念：游离在
2、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)密码子概念：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。种类：64 种，其中决定氨基酸的密码子有 61种，终止密码子有 3种。(3)翻译过程(4)过程图示判 断 与 表 述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)一个 tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。()提示：一个 tRNA分子与密码子配对的碱基有三个，只携带一种氨基酸。(2)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。()提示：原核细胞无核仁。(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成
3、氢键。()(4)细菌的一个基因转录时两条 DNA链可同时作为模板，提高转录效率。()提示：基因进行转录时是以 DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成 RNA。(5)一个含 n个碱基的 DNA分子，转录的 mRNA分子的碱基数是 n/2个。()- 3 -提示：DNA 上可能有不具有遗传效应的片段，且基因会选择性表达，因此 mRNA分子的碱基数小于 n/2个。(6)每种氨基酸仅由一种密码子编码。()提示：一种氨基酸由一种或多种密码子编码。(7)mRNA上所含有的密码子均能在 tRNA上找到相对应的反密码子。()提示：终止密码子无对应的反密码子。(8)细胞中的 mRNA在核糖体上移动，指导蛋
4、白质的合成。()提示：应是核糖体在 mRNA上移动。(9)存在于叶绿体和线粒体中的 DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。()2思考回答(规范表述)图 1 图 2(1)遗传信息翻译时，一个 mRNA结合多个核糖体，其生物学意义是什么？提示：少量 mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质，大大提高了翻译的效率。(2)如何判断核糖体在 mRNA上的移动方向？提示：依据多肽链的长短，长的翻译在前。(3)图 1、图 2所代表的生物类型是什么？试从转录、翻译特点分析判断依据是什么？提示：图 1为真核细胞，依据是先转录、后翻译。图 2为原核细胞，依据为转录尚未结束，翻译已经开始。1复制、转录和翻译的
5、比较项目 复制 转录 翻译场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质(核糖体)模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸原则 AT、GC TA、AU、GC AU、GC产物 两个子代 DNA分子mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质- 4 -信息传递 DNADNA DNAmRNAmRNA蛋白质意义 传递遗传信息 表达遗传信息2转录和翻译过程中相关数量的计算方法(1)相关数量关系：基因碱基数mRNA 碱基数氨基酸631(忽略终止密码子)。(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。mRNA 上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA 上
6、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。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。不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：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。 考法 1 考查遗传信息的转录和翻译1(2017全国卷)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( )AtRNA、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
7、 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C 本题考查遗传信息的转录。A 对：tRNA、rRNA 和 mRNA均由 DNA转录而来。B 对：RNA的合成以 DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个 DNA分子同时发生转录，故两种 RNA可同时合成。C 错：RNA 的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生。D 对：转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的 RNA链与模板链的相应区域碱基互补。2(2017海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是( )A每种氨基酸都至少有两种相应的密码子BHIV 的遗传物质可以作为合成 D
8、NA的模板C真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D一个基因的两条 DNA链可转录出两条相同的 RNA- 5 -B 除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个相应的密码子，A 错误；HIV的遗传物质为 RNA，可以作为合成 DNA的模板，B 正确；tRNA 和 rRNA的合成过程也是基因表达，只包括转录过程。蛋白质合成的过程包括转录和翻译，C 错误；转录是以 DNA的一条链作为模板，D 错误。误 区 警 示 有 关 基 因 表 达 过 程 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
9、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。4一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。 考法 2 基因表达的综合分析3(2019德州模拟)果蝇的“生物钟”受某些细胞中 X染色体上的 Per基因和 2号染色体上的 Tim基因调控。研究发现，夜间 PER蛋白积累，而过多的 PER蛋白与 TiM蛋白结合能入核抑制基因的活性，使白天 PER蛋白水平降低，实现昼夜节律。下列分析错误的是( )A “生物钟”的形成过程存在反馈调节B “生物钟”的形成与基因的选择性表达有关CTi
10、m 基因表达障碍时，PER 蛋白会发生持续性积累DPer 基因和 Tim基因遗传时相对独立，表达时互不干扰D 夜间 PER蛋白积累，而过多的 PER蛋白与 TiM蛋白结合能入核抑制基因的活性，使白天 PER蛋白水平降低，实现昼夜节律，说明“生物钟”的形成过程存在反馈调节，A 正确；果蝇的“生物钟”受某些细胞中 X染色体上的 Per基因和 2号染色体上的 Tim基因调控，说明“生物钟”的形成与基因的选择性表达有关，B 正确；过多的 PER蛋白与 TiM蛋白结合能入核抑制基因的活性，则 Tim基因表达障碍时，PER 蛋白会发生持续性积累，C 正确；Per 基因和 Tim基因是位于非同源染色体上的基
11、因，遗传时相对独立，但是表达时并不是互不干扰的，D 错误。4(2019北京市海淀区模拟)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白 S，为了研究其功能做了如下实验：将 DNA模板和 RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记，一起保温一段时间后加入肝素(可以与 RNA聚合酶结合)，然后再加入蛋白 S，结果如图所示。下列叙述不正确的是( )- 6 -A对照组应加入不含蛋白 S的缓冲液B曲线反映的是模板 DNA的复制过程C加入肝素后没有新的 mRNA合成D蛋白 S能解除肝素抑制转录的作用B 对照组应加入不含蛋白 S的缓冲液，保证其他生理过程不受影响，A 正确； 以DNA为模板，在 R
12、NA聚合酶的作用下发生的是 DNA转录的过程，而不是 DNA复制过程，由此判断 B错误；分析曲线知，加入肝素之前，产物的合成量在增加，而加入肝素后两曲线表示的产物的放射性基本没有变化，在大约 2.5 min时加入蛋白 S后，一段时间后产物的放射性开始增强，说明蛋白 S能解除肝素抑制转录的作用，C、D 正确。 考法 3 考查遗传信息、密码子和反密码子的关系5下列关于基因指导蛋白质合成的叙述，正确的是( )A遗传信息从碱基序列到氨基酸序列不会损失B密码子中碱基的改变一定会导致氨基酸改变CDNA 通过碱基互补配对决定 mRNA的序列D核苷酸序列不同的基因不可能表达出相同的蛋白质C 由于基因中的启动子
13、、终止子和内含子都不编码氨基酸，因此遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有所损失，A 错误；由于密码子的简并性，因此密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸改变，B 错误；转录过程中 DNA通过碱基互补配对决定 mRNA的序列，C 正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可通过转录和翻译，表达出相同的蛋白质，D 错误。6下列关于密码子、tRNA 和氨基酸的关系，说法正确的是( )AmRNA 上每 3个相邻的碱基都决定一种氨基酸B密码子的简并性是指每种氨基酸都有多种密码子CtRNA 分子内部均不存在氢键D每种 tRNA只能识别并转运一种氨基酸D mRNA 上每 3个相邻的碱基构成一个密
14、码子，其中终止密码子不编码氨基酸，A 错误；- 7 -密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码，B 错误；tRNA 分子中存在局部双链结构，因此其内部存在氢键，C 错误；tRNA 具有专一性，即每种 tRNA只能识别并转运一种氨基酸，D 正确。考点二| 中心法则及基因与性状的关系1中心法则(如图)(1)填写序号的名称DNA 复制；转录；翻译；RNA 复制；逆转录。(2)用序号表示下列生物的遗传信息传递过程噬菌体：、。烟草花叶病毒：、。烟草：、。HIV：、。2基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因 蛋白质的结构 生物体的性状。 控 制 直 接 控 制 (2)间
15、接控制途径(用文字和箭头表示)基因 酶的合成 代谢过程 生物体的性状。 控 制 控 制 间 接 控 制 (3)基因控制性状的实例(连线)实例白化病镰刀型细胞贫血症圆粒和皱粒豌豆囊性纤维病苯丙酮尿症果蝇的红眼和白眼 控制方式- 8 -a通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状b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提示：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，如果蝇红眼的形成与多个基因有关。(3)有时一个基因可影响多种性状，如 A B C，基因 1可影响 B和 C的性状。(4)生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。基
16、因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。判 断 与 表 述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)HIV中能完成逆转录过程。()提示：HIV 感染人体细胞，在细胞内完成逆转录过程。(2)豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。()提示：豌豆粒形的形成机理体现了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。(3)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。()提示：白化病是病人体内不能合成酪氨酸酶造成的。(4)某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。()(5)两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。()2思考回答(
17、规范表述)据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程- 9 -(1)在人体细胞中发生的过程有哪些？(2)和过程，碱基配对方式完全相同吗？(3)HIV侵染细胞可发生上述什么过程？其宿主细胞是什么？其进行蛋白质合成的场所是哪里？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？(4)中心法则反映了遗传物质的哪两大功能？提示：(1) (2)不完全相同。中是 GC，CG，AT，TA；中是 GC，CG，AU，TA。(3)被 HIV侵染的细胞可发生的过程是，其宿主细胞是 T淋巴细胞，其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供。(4)中心法则反映了遗传物质的传递
18、与表达两大功能。不同细胞或生物的中心法则(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等 DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分 RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：(4)不能分裂的细胞生物的中心法则：DNA RNA 蛋白质 转 录 翻 译 考法 1 考查中心法则1(2018菏泽一模)中心法则是指遗传信息的流向所遵循的法则，下列相关叙述错误的是( )ADNA 复制不一定伴随着染色体的复制B转录产生的 RNA上的碱基序列都能编码氨基酸C核糖体与 mRNA的结合部位会形成 2个 tRNA结合位点D感染 HIV的 T细胞在 HIV提供的逆转录酶作用下完成 RNADNA- 10 -B
19、转录产生的 tRNA和 rRNA不编码氨基酸，mRNA 上的终止密码也不编码氨基酸。2下列关于中心法则的叙述，错误的是( )A人体细胞一定能进行 b过程，不一定能进行 a过程B同一种 RNA病毒既能进行 e过程，又能进行 d过程C所有生物 c过程一定是在核糖体上进行的D没有一种生物体内能同时进行以上五个过程B 据图分析，a 表示 DNA复制，b 表示转录，c 表示翻译，d 表示逆转录，e 表示 RNA复制。只有分裂的细胞能进行 DNA复制，人体只有少数细胞能进行分裂，但是转录、翻译是所有细胞都能进行的，A 正确；同一种 RNA病毒只能进行一种遗传物质的增殖方式，如 HIV只能进行逆转录而不能进
20、行 RNA的复制，TMV 只能进行 RNA复制而不能进行逆转录，B 错误；c过程是蛋白质的合成，蛋白质合成的场所只有核糖体，C 正确； 以 DNA为遗传物质的生物只能进行 a、b、c, 以 RNA为遗传物质的生物只能进行 e、c 或者 d、a、b、c，D 正确。技 法 总 结 “三 步 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 DNA复制DNA 核糖核苷酸RNA 转录脱氧核苷酸 DNA 逆转录核糖核苷酸 RNA RNA复制RNA氨基酸 蛋白质(或多肽) 翻译 考法 2 考查基因对性状的控制3(2018潍坊期中)下列有关基因、蛋
21、白质和性状的叙述，正确的是( )A基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如人类白化病B基因中发生碱基对的改变，则生物体的性状一定发生改变C线粒体中的蛋白质都是由线粒体内部的基因控制合成的D基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在相互作用D 白化病是由于基因突变造成酪氨酸酶不能合成，说明基因可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，A 项错误；由于密码子的简并性，基因中发生碱基对的改变，所编码的氨基酸不一定改变，则生物体的性状不一定发生改变，B 项错误；线粒体中的蛋白质一部分是由线粒体内部的基因控制合成的，另一部分是细胞核基因控制合成的，C错误；基因与基因、基因与基因
22、产物、基因与环境之间存在相互作用，D 项正确。- 11 -4(2019肇庆质检)如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出( )基因 基因 基因 基因 酶 酶 酶 酶 N乙酰鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸精 氨 酰琥 珀 酸A精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程C若基因不表达，则基因和也不表达D若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，则可能是基因发生突变C 若基因不表达，基因和的表达可能不受影响。若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，可能性之一是基因发生突变，不能合成酶，导致不能合成鸟氨酸。真题体验| 感悟高考 淬炼考能1(2018海南高考)关于复制、转录和逆转录的
23、叙述，下列说法错误的是( )A逆转录和 DNA复制的产物都是 DNAB转录需要 RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶C转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸D细胞核中的 DNA复制和转录都以 DNA为模板C 逆转录所需要的反应物是脱氧核苷酸。2(2018海南高考)生物的有些性状受单基因控制，有些性状受多基因控制。回答下列问题：(1)假设某作物的 A性状(如小麦的有芒/无芒) 受单基因控制，B 性状(如小麦的产量) 受多基因控制，则_性状更容易受到环境的影响。(2)若要通过实验探究 B性状的表现与环境的关系，则该实验的自变量应该是_，在设置自变量时，应该注意的事项有_ _(答出两点即可)。(3)根据上述两类性状的遗传特点，对于人类白化病的控制来说，一般应设法降低人群中_；对于哮喘病的预防来说，一般可从改善其所处的_入手。解析：多基因控制的性状由于每对基因都受环境影响，因此受环境影响比较大。探究性状与环境的关系的实验探究中，不同的实验组之间应有明显的差别， 同一实验组中环境要相同。白化病是单基因遗传病。哮喘病是多基因遗传病。答案：(1)B- 12 -(2)环境 不同组间环境有足够的差异；同一组内的环境尽量保持一致(3)致病基因的基因频率 环境
