高考總復習生物（人教版）課件第五單元基因的本質及表達第16講基因的表達

基因的本質及表達第五單元第16講基因的表達1．遺傳信息的轉錄和翻譯(Ⅱ)。2.基因與性狀的關系(Ⅱ)。欄目導航考點一遺傳信息的轉錄和翻譯考點二中心法則及基因與性狀的關系

1．RNA的結構與分類(1)RNA與DNA的區(qū)別考點一遺傳信息的轉錄和翻譯T(胸腺嘧啶)雙鏈核糖U(尿嘧啶)單鏈核糖核苷酸蛋白質識別并轉運氨基酸核糖體2．遺傳信息的轉錄(1)概念：_______________________________________________。(2)過程(見下圖)在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程

游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程核糖體氨基酸t(yī)RNA

(4)過程1．tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉錄而來。(2017·全國卷Ⅲ，T1A)(

)命題來源于必修二教材P62～63遺傳信息的轉錄2．通過對轉錄的調節(jié)可影響蛋白質類激素的合成量。(2016·全國卷Ⅱ，T3C)(

)命題來源于必修二教材P62～65遺傳信息的轉錄和翻譯3．一種tRNA可以攜帶多種氨基酸。(2013·全國卷Ⅰ，T1A)(

)命題來源于必修二教材P64～66遺傳信息的翻譯√√×1．轉錄、翻譯過程中有關圖形識別(1)轉錄(2)翻譯(3)氨基酸和密碼子、反密碼子、DNA上堿基數(shù)的對應關系①每種氨基酸對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。②一種密碼子只能決定一種氨基酸(終止密碼子無對應的氨基酸)，且一種tRNA只能轉運一種氨基酸。③密碼子的專一性和簡并性保證翻譯的準確性和蛋白質結構及遺傳性狀的穩(wěn)定性。(4)遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)分與聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的排列順序決定mRNA中核糖核苷酸的排列順序。②mRNA中堿基序列(密碼子)直接決定蛋白質分子中的氨基酸排列順序。③反密碼子與密碼子堿基序列互補配對，參與翻譯過程。(1)解答蛋白質合成的相關計算時，應看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質中氨基酸的個數(shù)還是種類。(2)在原核細胞中存在邊轉錄邊翻譯的生理過程，而此過程不能發(fā)生在真核細胞中，因為真核細胞有核膜，轉錄和翻譯不能同時進行。2．DNA復制、轉錄和翻譯的比較(1)區(qū)別1．判斷正誤(1)轉錄是以DNA的兩條鏈作為模板，只發(fā)生在細胞核中，以4種核糖核苷酸為原料。(

)(2)轉錄需要解旋酶和DNA聚合酶。(

)(3)轉錄過程中堿基配對遵循堿基互補配對原則。(

)(4)tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息。(

)(5)密碼子位于mRNA上，是由三個相鄰堿基組成的，密碼子與氨基酸是一一對應關系。(

)(6)決定氨基酸的密碼子有64種，反密碼子位于tRNA上，也有64種。(

)××√×××2．(2018·冀州中學月考)下列關于基因的表達的敘述，不正確的是(

)A．一種氨基酸由一至多種遺傳密碼決定，由一至多種tRNA轉運B．CTA肯定不是遺傳密碼C．DNA復制時一個堿基對改變，由此控制的生物性狀一定發(fā)生改變D．信使RNA上的GCA在人細胞中和豬細胞中決定的是同一種氨基酸C

解析：密碼子具有簡并性，一種氨基酸由一至多種遺傳密碼決定，由一至多種tRNA轉運，A正確；遺傳密碼在mRNA上，mRNA不含堿基T，B正確；由于密碼子的簡并性等原因，DNA復制時一個堿基對改變，由此控制的生物性狀不一定發(fā)生改變，C錯誤；信使RNA上的GCA在人細胞中和豬細胞中決定的是同一種氨基酸，D正確。明確氨基酸、密碼子和反密碼子的對應關系(1)每種氨基酸對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。(2)一種密碼子只能決定一種氨基酸(終止密碼子無對應的氨基酸)，且一種tRNA只能轉運一種氨基酸。3．(2018·龍華區(qū)校級月考)經過對某生物體內的核酸成分的化學分析得知，該生物體內的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判斷(

)A．此生物體內的核酸一定是DNAB．該生物一定不含DNA而只含RNAC．若此生物只含DNA，則一定是單鏈的D．若此生物含DNA，則一定是雙鏈的C

解析：因該生物體內核酸中嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)不等，故可能是只含有RNA，或同時含有DNA和RNA，或只含單鏈的DNA。(3)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推斷正發(fā)生DNA的合成；若大量利用U，可推斷正進行RNA的合成。4．(2018·濮陽模擬)下列關于遺傳信息的翻譯的敘述中，正確的是(

)A．通過翻譯將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質的氨基酸序列B．生物體內合成蛋白質時，一種氨基酸只能由一種密碼子決定C．生物體內合成蛋白質的氨基酸有20種，則tRNA也有20種D．生物體內合成蛋白質時，一種密碼子一定能決定一種氨基酸A

解析：mRNA上的一個密碼子決定一個氨基酸，所以在翻譯過程中mRNA中的堿基序列決定了蛋白質的氨基酸序列，A正確；密碼子具有簡并性，一種氨基酸可以由一種或多種密碼子決定，B錯誤；生物體內合成蛋白質的氨基酸有20種，tRNA有61種，C錯誤；密碼子中有三個終止密碼，不能決定氨基酸，D錯誤。謹記轉錄、翻譯過程中的四個易錯點(1)轉錄的產物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。(3)轉錄和翻譯過程中的堿基配對不是A—T，而是A—U。(4)并不是所有的密碼子都決定氨基酸，其中終止密碼子不決定氨基酸。5.(2018·山東模擬)圖①～③分別表示人體細胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題：角度1圍繞復制、轉錄、翻譯過程考查理解能力

(1)過程①發(fā)生的主要時期是________________和________________________。(2)過程②發(fā)生的場所是________________，消耗的有機物是________________，α鏈形成后通過______________進入細胞質中與核糖體結合。(3)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對應區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占30%、20%，則與α鏈對應的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________________。(4)圖中y是某種tRNA，它由________________(三個或多個)個核糖核苷酸組成，其中CAA稱為____________，一種y可以轉運________種氨基酸。若合成該蛋白質的基因含有600個堿基對，則該蛋白質最多由__________種氨基酸組成。有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期細胞核、線粒體ATP、核糖核苷酸核孔25%多個反密碼子一20解析：(1)過程①是DNA的復制，發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。(2)過程②是轉錄過程，在人體細胞中，該過程主要發(fā)生在細胞核中，此外在線粒體中也能發(fā)生；該過程是在RNA聚合酶的作用下，以核糖核苷酸為原料合成α鏈，同時需要ATP提供能量，α鏈形成后通過核孔進入細胞質中與核糖體結合。(3)α鏈是mRNA，其中G占30%，則U占54%－30%＝24%，則其模板鏈中C占30%、A占24%，模板鏈中G占20%，則T占26%，則α鏈對應的DNA雙鏈區(qū)段中，A＋T＝24%＋26%＝50%，A占(24%＋26%)÷2＝25%。(4)tRNA由多個核糖核苷酸組成，其中CAA與mRNA上的密碼子GUU互補配對，稱為反密碼子；一種tRNA只有一個反密碼子，只可以轉運一種氨基酸；構成生物體蛋白質的氨基酸約有20種?；虮磉_中堿基數(shù)量推算方法(1)DNA和mRNA對應堿基及數(shù)量的計算：找準DNA和mRNA之間對應堿基及其比例關系，即DNA模板鏈中A＋T(或C＋G)與mRNA中A＋U(或C＋G)相等，則(A＋T)總%＝(A＋U)mRNA%(2)基因控制蛋白質合成中的相關計算：DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系，如下圖所示：可見，蛋白質中氨基酸數(shù)目＝1/3mRNA堿基數(shù)目＝1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。6.(2018·焦作模擬)胰腺癌曾奪走了喬布斯的生命，近來發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者血液中的一種名為HSATⅡ的非編碼RNA(即不編碼蛋白質的RNA)，這一特殊RNA可以作為胰腺癌的生物標記，用于胰腺癌的早期診斷，下列有關敘述正確的是(

)A．這種特殊的非編碼RNA與mRNA徹底水解后，均可得到6種終產物B．核膜上的核孔可以讓蛋白質和此種特殊的RNA自由進出C．作為胰腺癌生物標記的RNA，其翻譯成的蛋白質中一般含20種氨基酸D．這種特殊的非編碼RNA在胰腺癌患者細胞的細胞質內合成A

角度2借助基因表達的綜合分析考查獲取信息的能力

解析：RNA徹底水解后有6種產物，包括4種堿基、核糖和磷酸，A正確；細胞內的蛋白質和RNA并非自由出入核孔，核孔具有選擇透過性，細胞核需要的DNA聚合酶、RNA聚合酶等蛋白質才可通過核孔進入細胞核，此種RNA可以通過核孔進入細胞質，但不是自由進出細胞核，B錯誤；這種可作為胰腺癌生物標記的RNA屬于非編碼RNA，不能翻譯形成蛋白質，C錯誤；這種特殊的非編碼RNA(HSATⅡ)可能是在細胞核中轉錄形成的，也可能是在細胞質的線粒體中轉錄形成的，D錯誤。7．(2017·豐臺高三期末)如圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過程，①～⑤表示物質或結構，a、b、c表示生理過程。請據(jù)圖回答：(可能用到的密碼子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—賴氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—絲氨酸、UAG—酪氨酸)(1)完成遺傳信息表達的是__________(填字母)過程，a過程所需的酶有_______________________。(2)圖中含有核糖的是__________(填數(shù)字)，遺傳信息蘊藏在__________(填數(shù)字)，由②指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是_________________________________________。(3)該DNA片段第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為_______個。(4)若在AUG后插入三個核苷酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨酸后多一個氨基酸外，其余氨基酸序列沒有變化。由此證明____________________________________。(5)苯丙酮尿癥是由于控制某種酶的基因異常而引起的，這說明基因和性狀的關系是_________________________________________________________。b、c

解旋酶和DNA聚合酶②③⑤

①

甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸28

一個密碼子由3個堿基(核糖核苷酸)組成基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀解析：圖中①是DNA，a表示DNA的自我復制過程，需要解旋酶和DNA聚合酶；②是mRNA，b表示轉錄過程；③是核糖體，④是多肽鏈，⑤是tRNA，c表示翻譯過程。轉錄是在細胞核內，以DNA一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程，翻譯是在核糖體中以mRNA為模板，按照堿基互補配對原則，以tRNA為轉運工具、以細胞質中游離的氨基酸為原料合成蛋白質的過程。(1)遺傳信息的表達是指轉錄、翻譯形成蛋白質的過程，即圖中的b、c；a表示DNA的自我復制，需要解旋酶和DNA聚合酶。(2)只有RNA中含有核糖，則含核糖的有②mRNA、③核糖體、⑤tRNA；遺傳信息蘊藏在①DNA中；mRNA上相鄰的三個堿基組成一個密碼子，密碼子決定氨基酸，所以由②指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸。(3)由②可推知該DNA片段含有7個胸腺嘧啶脫氧核苷酸，第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為23－1×7＝28。(4)密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，因此在第一個密碼子后插入一個新密碼子，其余氨基酸序列沒有變化。(5)苯丙酮尿癥是由控制某種酶的基因異常而引起的，說明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。考點二中心法則及基因與性狀的關系轉錄RNA的復制RNA逆轉錄(2)分別寫出下列生物中心法則表達式2.基因控制性狀的途徑(1)_________________________________________________________，如白化病。(2)基因還能通過控制_______________直接控制生物體的性狀，如囊性纖維病。3．基因控制性狀的實例(連線)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀蛋白質的結構1．由逆轉錄酶催化的過程是RNA→DNA。(2015·海南卷，T7)(

)命題來源于必修二教材P69中心法則發(fā)展資料分析22．遺傳信息傳遞到蛋白質是表現(xiàn)型實現(xiàn)的遺傳。(2015·重慶卷，T5C)(

)命題來源于必修二教材P69基因、蛋白質與性狀的關系3．生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中。(2015·重慶卷，T5A)(

)命題來源于必修二教材P68中心法則的提出及其發(fā)展√√√2．辨明中心法則涉及六類酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶、RNA聚合酶、逆轉錄酶(1)解旋酶在DNA分子復制時使氫鍵斷裂。(2)限制酶是使兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。(3)DNA聚合酶在DNA分子復制時依據(jù)堿基互補配對原則使單個脫氧核苷酸連成脫氧核苷酸鏈。(4)DNA連接酶是將兩個DNA分子片段的末端“縫合”起來形成磷酸二酯鍵。(5)RNA聚合酶是RNA復制或DNA轉錄時依據(jù)堿基互補配對原則將單個核糖核苷酸連接成RNA鏈。(6)逆轉錄酶是某些RNA病毒在宿主細胞內利用宿主細胞的脫氧核苷酸合成DNA的一種酶。1．判斷正誤(1)中心法則沒有體現(xiàn)遺傳信息的表達功能。(

)(2)線粒體中的DNA能控制某些蛋白質的合成。(

)(3)線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則。(

)(4)DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則。(

)(5)基因與性狀之間是一一對應的關系。(

)×√√××2．(2014·海南卷)在其他條件具備情況下，在試管中加入物質X和物質Z，可得到相應產物Y。下列敘述正確的是(

)A．若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉錄酶B．若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，則Z是限制性內切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸D

解析：若X是DNA，Y是RNA，則Z是RNA聚合酶，A錯；若X是DNA，Y是mRNA，則Z是核糖核苷酸，B錯；若X是RNA，Y是DNA，則Z是逆轉錄酶，C錯；若X是mRNA，Y是核糖體上合成的大分子，即是蛋白質，則Z是氨基酸，D正確?！叭捶ā迸袛嘀行姆▌t的過程3.(2018·遂寧月考)白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的遺傳病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能將尿黑酸轉變?yōu)橐阴Ｒ宜?，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空氣后氧化變黑。如圖表示人體內與之相關的一系列生化過程，據(jù)圖分析下列敘述，不正確的是(

)A．如果控制酶B合成的基因發(fā)生突變，則會導致黑色素無法合成而形成白化病B．若控制酶A合成的基因發(fā)生突變，可能會引起多個性狀改變角度1借助中心法則過程分析考查獲取信息的能力

C．圖中表明一個性狀可受多個基因控制，同時一個基因也可以控制多個性狀D．基因能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀D

解析：控制酶B合成的基因發(fā)生突變，體內不能合成黑色素，患白化病，A正確；控制酶A合成的基因發(fā)生突變，體內酪氨酸不能合成，導致后面多個性狀發(fā)生改變，B正確；黑色素的合成需要酶A基因和酶B基因的控制，一個性狀受多個基因的控制，同時酶A的合成也能影響白化病、黑尿病等性狀，C正確；圖示信息只反映出基因通過控制酶的合成間接控制生物的性狀，D錯誤。4．下圖為基因的作用與性狀的表現(xiàn)流程示意圖，關于該流程的敘述正確的是(

)A．①過程是轉錄，它以DNA的兩條鏈為模板、四種核苷酸為原料合成mRNAB．②過程中只需要mRNA、氨基酸、核糖體、酶、ATP即可完成C．人的鐮刀型細胞貧血癥是基因通過控制蛋白質而直接控制性狀D．某段DNA上發(fā)生了基因突變，則形成的mRNA、蛋白質一定會改變C

解析：轉錄時以DNA的一條鏈為模板，A錯誤；②過程是翻譯，需要模板、原料、能量、酶和tRNA，同時需要適宜的條件，B錯誤；基因突變導致形成的密碼子發(fā)生改變，不同的密碼子也可以決定同一種氨基酸，因此形成的蛋白質不一定改變，D錯誤。5.(2017·曲阜期中)根據(jù)圖示回答下列問題：

角度2借助基因對性狀的控制考查獲取信息的能力

(1)圖1所示全過程叫________________，圖2生理過程與圖1中相應的序號是___________，人體細胞內可進行這一生理過程的結構有__________________。圖3生理過程與圖1中相應的序號是_________，圖4生理過程與圖1中相應的序號是____________。(2)圖2所示的生理過程的特點是____________________________；圖3生理過程完成所需的條件除了四種核糖核苷酸外，還需要____________________；圖4中D鏈代表____________，人胰島細胞中合成該鏈的主要場所是______________，該鏈合成的產物是____________________。(3)圖3、圖4共同完成的生理過程叫______________。(4)能完成圖1中③的生物是________________。目前科學家研制由該生物引起的疾病的藥物主要是抑制______________的活性從而抑制生物的繁殖。(5)圖5所示物質在生物細胞中共有________種。中心法則①

細胞核、線粒體②

⑤半保留復制，邊解旋邊復制模板、酶、能量(ATP)

mRNA

細胞核蛋白質基因的表達病毒酶61解析：(1)圖1所示全過程叫中心法則。圖2為DNA復制過程，對應圖1中的①；圖3表示轉錄過程，對應圖1中的②；圖4表示翻譯過程，對應圖1中的⑤。(2)圖2為DNA復制過程，該過程以親代DNA的兩條鏈為模板，特點是半保留復制、邊解旋邊復制；圖3表示轉錄過程，該過程的模板是DNA的一條鏈，除了四種核糖核苷酸外，還需要模板、酶、能量；圖4中D鏈代表mRNA，人胰島細胞中合成該鏈的主要場所是細胞核，該鏈合成的產物是蛋白質。(3)圖3表示轉錄過程，圖4表示翻譯過程，兩者共同完成的是基因控制蛋白質合成的過程。(4)圖1中③表示逆轉錄的過程，在病毒中可以發(fā)生。目前科學家研制由該生物引起的疾病的藥物主要是抑制逆轉錄酶的活性從而抑制生物的繁殖。(5)圖5所示為tRNA，其在生物細胞中共有61種。不同生物遺傳信息傳遞的途徑(1)動植物只有DNA復制、轉錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細胞情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細胞等分裂旺盛的組織細胞中三條途徑都有；葉肉細胞等高度分化的細胞無DNA復制途徑，只有轉錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細胞無信息傳遞。(2)DNA病毒只有DNA復制、轉錄、翻譯三條途徑，但這三個過程發(fā)生在宿主細胞內。(3)RNA復制和逆轉錄只發(fā)生在RNA病毒侵染宿主細胞過程中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補充和完善。[網絡構建·答題必備]

1.RNA與DNA在化學組成上的區(qū)別在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脫氧核糖和胸腺嘧啶。2.轉錄是以DNA的一條鏈作為模板，主要發(fā)生在細胞核中，以4種核糖核苷酸為原料。3.一種密碼子只能決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由多種密碼子來決定。4.決定氨基酸的密碼子有61種，反密碼子位于tRNA上，也有61種。5.基因對性狀的控制有兩條途徑：一是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；二是基因通過控制蛋白質結構直接控制生物的性狀。

1．(2017·全國卷Ⅲ)下列關于真核細胞中轉錄的敘述，錯誤的是(

)A．tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉錄而來B．同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生C．細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生D．轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補C

解析：本題考查基因表達過程中的轉錄等相關知識。正常真核細胞中的tRNA、rRNA和mRNA都是從DNA轉錄而來的，A正確。在蛋白質合成旺盛的細胞中，大量合成mRNA的同時，也需要合成rRNA和tRNA來參與其翻譯過程，B正確。植物細胞中存在線粒體DNA與葉綠體DNA，它們也可以轉錄合成RNA，C錯誤。RNA是由DNA模板鏈相應區(qū)域依據(jù)堿基互補配對原則轉錄出來的，故D正確。[探究高考·模擬演練]2．(2015·全國卷Ⅱ)端粒酶由RNA和蛋白質組成，該酶能結合到端粒上，以自身的RNA為模板合成端粒DNA的一條鏈。下列敘述正確的是(

)A．大腸桿菌擬核的DNA中含有端粒B．端粒酶中的蛋白質為RNA聚合酶C．正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNAD．正常體細胞的端粒DNA隨細胞分裂次數(shù)增加而變長C

解析：端粒是每條染色體兩端都有的一段特殊序列的DNA，原核生物不具有染色體，A項錯誤，C項正確；由題意可知，端粒酶可以自身的RNA為模板合成DNA的一條鏈，故其中的蛋白質為逆轉錄酶，B項錯誤；正常體細胞的端粒DNA序列在每次細胞分裂后會縮短一截，故正常體細胞的端粒DNA隨著細胞分裂次數(shù)的增加而變短，D項錯誤。3．(2017·北師大附中期中)研究者以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密