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1第3讲基因的表达考纲要求核心素养1.遗传信息的转录和翻译Ⅱ2．基因与性状的关系Ⅱ生命观念结合DNA分子双螺旋结构模型理解DNA分子转录、翻译等过程，从分子水平阐明生命的延续性。科学思维通过中心法则和遗传信息传递的一些数量关系，提高分析和计算的能力。社会责任结合具体事例分析运用基因表达相关理论解释基因表达异常情况，形成关注人体健康的理念。遗传信息的转录和翻译授课提示：对应学生用书第84页[基础突破——抓基础，自主学习]1．RNA的结构与功能2．遗传信息的转录(1)转录的定义：以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。(2)主要发生在细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。(3)转录的条件模板：DNA的一条链原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶(4)转录过程：2(5)转录的产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。3．遗传信息的翻译(1)翻译的场所：细胞质中的核糖体上。(2)翻译的条件模板：mRNA原料：氨基酸能量：ATP酶：多种酶搬运工具：tRNA(3)翻译的过程(4)翻译的产物：多肽――――→盘曲折叠蛋白质[重难突破——攻重难，名师点拨]1．DNA复制、转录和翻译的比较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主要是细胞核细胞质模板亲代DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷20种氨基酸3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—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特点①半保留复制②边解旋边复制③多起点复制边解旋边转录，DNA双链全保留一条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→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质2.遗传信息、密码子与反密码子的比较遗传信息密码子反密码子存在位置在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序在RNA上，是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基在tRNA上，是与密码子互补配对的3个碱基作用决定蛋白质中氨基酸的排列顺序直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序与mRNA上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置对应关系3.“图示法”解读复制、转录、翻译的过程4(1)图甲、图乙的过程判断①图甲DNA两条链都作为模板⇒复制。②图乙DNA的一条链作为模板⇒转录。(2)图丙的过程解读①一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。②翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。③翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。④翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。(3)图丁的过程解读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目的与意义：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左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。④结果：合成多个氨基酸序列完全相同的多肽，因为模板mRNA相同。4．转录、翻译过程中的4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。[题型突破——练题型，夯基提能]题型1真核生物与原核生物基因表达过程的比较[技法总结]用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图1．某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是()5A．在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．DNA和RNA的杂交区域中A应与T配对C．mRNA翻译只能得到一条肽链D．该过程发生在真核细胞中解析：分析图示可知，转录和翻译是同时进行的，所以该过程发生在原核细胞内，D错误；一条mRNA上连接了两个核糖体，使一条mRNA翻译得到两条肽链，C错误；DNA和RNA的杂交区域中T应与A配对，A应与U配对，B错误；转录只需要RNA聚合酶的催化，当RNA聚合酶与DNA启动部位相结合时，DNA片段的双螺旋解开，A正确。答案：A2．(2018·河北沧州联考)如图表示真核细胞的翻译过程，据图分析判断，下列表述错误的是()A．1由基因的一条链为模板转录加工而成B．2由氨基酸脱水缩合而成C．3相对于1的运动方向是从左向右D．图中过程将合成6条氨基酸序列不同的肽链解析：1为mRNA，由基因的一条链为模板转录加工而成，A正确；2为肽链，由氨基酸脱水缩合而成，B正确；最右边的核糖体上肽链最长，是最先开始合成的，说明3相对于1的运动方向是从左向右，C正确；图中过程以同一条mRNA为模板，合成的6条氨基酸序列相同的肽链，D错误。答案：D题型2转录、翻译及复制过程的分析3．甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，下列有关说法正确的是()A．甲图所示的过程叫作翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成B．乙图所示过程叫作转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板C．甲图所示翻译过程的方向是从右到左6D．甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同解析：由甲图可知，翻译过程中一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链；转录产物有mRNA、tRNA和rRNA三种，而翻译的模板只是mRNA；甲图中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同。答案：C4．图甲～丙表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。下列叙述正确的是()A．过程甲发生的主要场所是细胞质B．过程乙的起始点为起始密码C．过程丙中核糖体在mRNA上由左向右移动D．过程丙的主要目的是形成磷酸二酯键解析：细胞中过程甲表示DNA复制过程，复制主要发生在细胞核中；过程乙为转录过程，起始密码位于mRNA上，为翻译的起始点；过程丙表示翻译过程，根据多肽链的长短可判断核糖体在mRNA上由左向右移动；过程丙是翻译过程，通过肽键形成肽链。答案：C题型3基因表达的相关计算[技法总结]基因表达中碱基数量推算方法(1)DNA和mRNA对应碱基及数量的计算找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即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)基因控制蛋白质合成中的相关计算DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如图所示：可见，蛋白质中氨基酸数目＝13mRNA碱基数目＝16DNA(或基因)碱基数目。5．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的46%，其中一条链中鸟嘌7呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的()A．24%,22%B．32%,22%C．26%,24%D．22%,28%解析：在DNA分子中A＋T＝46%，C＋G＝54%，可知A1＋T1＝46%，G1＝22%，T1＝28%，可知C1＝32%，C1＝mRNA中G＝32%，G1＝mRNA中的C＝22%。答案：B6．(2018·山东济南一模)细胞核中某基因含有300个碱基对，其中鸟嘌呤占20%。下列选项正确的是()A．该基因中含有氢键720个，其转录的RNA中也可能含有氢键B．该基因第3次复制需要消耗腺嘌呤1260个C．该基因可边转录边翻译D．由该基因编码的蛋白质最多含有100种氨基酸解析：由于A与T之间通过2个氢键配对，G与C之间通过3个氢键配对，所以该基因中含有氢键数为180×2＋120×3＝720个，其转录的RNA中转运RNA含有氢键，A正确；由题意可知，该基因中腺嘌呤有180个，该基因第3次复制需要消耗腺嘌呤(23－22)×180＝720个，B错误；该基因位于细胞核中，所以不可能边转录边翻译，C错误；该基因含有300个碱基对，转录后形成的mRNA含有300个碱基，最多可含有100个密码子，所以编码的蛋白质最多含有100个氨基酸，但最多只有20种氨基酸，D错误。答案：A[图表突破——析图表，融会贯通]如图为真核细胞合成蛋白质的示意图。(1)正常情况下，真核细胞合成物质①的过程称为________，该过程需要的酶有__________。①②③中，含有核糖的是________。(2)结构②中的碱基配对方式有______________，②在①上的移动方向为__________。核糖体合成肽链时，能将遗传信息进行准确翻译的原因是_______________________________________________________________。(3)研究遗传信息的传递过程时，能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列，理由是________________、________________________。(4)图中一个①上相继结合了多个②，这种现象的生理意义是______________________________________________________________________________________________________________________________。8答案：(1)转录RNA聚合酶①和②(2)A与U配对、C与G配对从右向左一种tRNA只能识别并运输一种氨基酸，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对(3)密码子具有简并性终止密码子不编码氨基酸(4)多个核糖体读取同一条mRNA分子上的遗传信息，使细胞在短时间内合成大量相同的蛋白质，提高了细胞合成蛋白质的效率中心法则及基因与性状的关系授课提示：对应学生用书第87页[基础突破——抓基础，自主学习]1．根据中心法则图解填写序号的名称①DNA复制；②转录；③翻译；④RNA复制；⑤逆转录。2．基因控制性状的途径(1)直接途径：基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。机理：基因――→控制蛋白质结构――→控制生物体性状。(2)间接途径：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，如白化病、镰刀型细胞贫血症。机理：基因――→控制酶的合成――→控制细胞代谢――→控制生物性状。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多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如基因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。[重难突破——攻重难，名师点拨]利用图示分类剖析中心法则9(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。[特别提醒]不同细胞中的中心法则途径高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无信息传递。[题型突破——练题型，夯基提能]题型1中心法则的过程分析1．研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是()A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病解析：依图可知，生理过程①为DNA复制，②为转录，③为