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-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第3讲基因的表达[考纲展示]1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)2.基因与性状的关系(Ⅱ)考点一|遗传信息的转录和翻译1．RNA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：信使RNAmRNA转运RNAtRNA核糖体RNArRNA(5)DNA与RNA的区别：物质组成结构特点五碳糖特有碱基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)：-2-3．遗传信息的翻译(1)概念：游离在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①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。②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-3-[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。(×)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。-4-1．复制、转录和翻译的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A—T、G—CT—A、A—U、G—CA—U、G—C产物两个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA蛋白质信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→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＝6∶3∶1(忽略终止密码子)。(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。①mRNA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。②DNA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(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-5-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B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA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RNAB[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C．Tim基因表达障碍时，PER蛋白会发生持续性积累D．Per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因，遗传时相对独立，但是表达时并不是互不干扰的，-6-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()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RNA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2.5min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C．DNA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、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()-7-A．mRNA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C．tRNA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码子，其中终止密码子不编码氨基酸，A错误；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①DNA复制；②转录；③翻译；④RNA复制；⑤逆转录。(2)用序号表示下列生物的遗传信息传递过程①噬菌体：①、②、③。②烟草花叶病毒：④、③。③烟草：①、②、③。④HIV：⑤、①、②、③。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――→控制蛋白质的结构――――→直接控制生物体的性状。(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制酶的合成――→控制代谢过程――――→间接控制生物体的性状。(3)基因控制性状的实例(连线)实例①白化病②镰刀型细胞贫血症-8-③圆粒和皱粒豌豆④囊性纤维病⑤苯丙酮尿症⑥果蝇的红眼和白眼控制方式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ABC，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(规范表述)-9-据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程(1)在人体细胞中发生的过程有哪些？(2)①和②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)①②③(2)不完全相同。①中是G—C，C—G，A—T，T—A；②中是G—C，C—G，A—U，T—A。(3)被HIV侵染的细胞可发生的过程是④①②③，其宿主细胞是T淋巴细胞，其进行