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第3讲 基因的表达知识点一 遗传信息的转录⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧RNA ⎩⎪⎨⎪⎧结构⎩⎪⎨⎪⎧基本单位：① ⎩⎪⎨⎪⎧磷酸含氮碱基：②五碳糖：③空间结构：一般是④ 链种类⎩⎪⎨⎪⎧信使RNA （⑤ ）⑥ （tRNA ）⑦想一想：三种RNA 都携带遗传信息吗？转录⎩⎪⎨⎪⎧概念：在⑧ 中，以⑨ 的一条链为模板合成○10 的过程场所：⑪ （主要）模板：⑫原料：⑬ 产物：⑭配对方式：⑮ 、C —G 、G —C 、⑯ 比一比：DNA 的转录和复制的主要区别有哪些？知识点二 遗传信息的翻译议一议：若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化是否一定反映到蛋白质的结构上？知识点三 基因对性状的控制⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧中心法则的提出及其发展⎩⎨⎧提出者：○38 内容图解：○39 补充后的内容图解：○40基因、蛋白质与性状的关系⎩⎪⎨⎪⎧两种方式⎩⎨⎧（1）基因通过控制酶的合成来控制○41 过程，进而控制生物体的性状（2）基因通过控制○42 的结构，直接控制生物体的性状调控生物体性状的因素⎩⎨⎧内因：○43 外因：○44 真核生物的基因分类⎩⎪⎨⎪⎧细胞核基因○45 ⎩⎪⎨⎪⎧线粒体基因○46 想一想：中心法则中几个生理过程准确进行的原因是什么？1．tRNA 、mRNA 、rRNA 均是转录产生的，在翻译过程中共同发挥作用。
mRNA ——携带遗传信息tRNA ——运送氨基酸 rRNA ——核糖体的成分2．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；但一种密码子只能决定一种氨基酸(特例：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。
转录、翻译基因与性状关系自我校对：①核糖核苷酸 ②A、U 、C 、G ③核糖 ④单 ⑤mRNA ⑥转运RNA ⑦核糖体RNA(rRNA) ⑧细胞核 ⑨DNA ○10RNA ⑪细胞核 ⑫DNA 的一条链 ⑬4种游离的核糖核苷酸 ⑭RNA(主要是mRNA) ⑮A —U ⑯T －A ⑰氨基酸 ⑱mRNA ⑲一定氨基酸顺序的蛋白质 ⑳核糖体○21mRNA ○2220种游离的氨基酸 ○23蛋白质(或多肽链) ○24tRNA ○25A －U 、U －A 、C －G 、G －C ○26mRNA ○27一个密码子 ○28mRNA ○2964 ○3061 ○313 ○32tRNA ○33mRNA ○34密码子 ○35反密码子 ○36tRNA ○3761 ○38克里克和沃森○39 ○40 ○41代谢 ○42蛋白质 ○43基因 ○44环境条件 ○45细胞质基因 ○46叶绿体基因 想一想：三种RNA 中只有mRNA 携带遗传信息，mRNA 在翻译过程中起模板的作用。
高考生物复习必修二教案—第二单元遗传的物质基础第3讲基因的表达考情研读·备考定位考点展示核心素养考点一遗传信息的转录和翻译自主回顾·素养储备基础梳理1．RNA的结构与分类(1)RNA与DNA的区别的基本单位：核糖核苷酸。
(3)RNA功能RNA 的 功能—⎪⎪⎪⎪⎪―――→ mRNA蛋白质合成的直接模板―――→ rRNA 核糖体的重要组成成分―――→ tRNA 氨基酸的转运工具―――→ 病毒RNA RNA 病毒的 遗传物质―――→ 酶少数酶为RNA ，可降低化学反应的活化能(起催化作用)2．转录(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件⎩⎪⎨⎪⎧模板：DNA 一条链原料：4种核糖核苷酸能量：ATP 酶：RNA 聚合酶(3)过程解旋：双链解开，暴露碱基配对⎩⎪⎨⎪⎧原则：碱基互补配对原则(A －U 、T －A 、C －G 、G －C )模板：解开的DNA 双链中的一条链原料：游离的4种核糖核苷酸连接⎩⎪⎨⎪⎧ 酶：RNA 聚合酶结果：形成一个RNA 分子DNA释放⎩⎪⎨⎪⎧合成的RNA 从模板链上释放，DNA 双链恢复(4)产物：信使RNA 、核糖体RNA 、转运RNA 。
3．翻译(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件⎩⎪⎨⎪⎧模板：mRNA原料：氨基酸能量：ATP 酶：多种酶搬运工具：tRNA(3)过程起始↓运输↓延伸↓停止↓脱离(4)产物：多肽――→盘曲折叠蛋白质 4．密码子与反密码子思维辨析易错整合，判断正误。
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(×)(2)RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能(√)(3)mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸(√)(4)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式(×)(5)一个DNA只能控制合成一种蛋白质(×)(6)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(×)(7)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链(×)延伸探究分析DNA转录和翻译过程(1)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？(2)图中翻译方向如何？判断依据是什么？(3)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？(4)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？(5)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？[提示](1)DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA，因此叶绿体和线粒体也有部分遗传信息的转录过程。
高考生物一轮总复习第2单元遗传的分子基础第3讲基因的表达（含解析）新人教版必修21．下图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，丙为图乙中部分片段的放大示意图。
对此分析合理的是( )A．甲、乙两过程均主要发生在细胞核内B．甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内C．催化甲、乙两过程的酶1、酶2、酶3是相同的D．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸解析图甲为DNA的复制过程，图乙为转录过程，两过程均主要发生在细胞核内。
由于酶具有专一性，所以酶3与酶1、酶2不同。
图丙中既含有T又含有U，因此含有8种核苷酸。
答案 A2．关于复制、转录和翻译的叙述，正确的是( ) A．转录时以脱氧核糖核苷酸为原料B．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期C．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA能转运多种氨基酸解析转录时以核糖核苷酸为原料，合成RNA，A错误；真核细胞染色体DN A的复制发生在有丝分裂间期，B错误；一种tRNA能转运一种氨基酸，D错误。
答案 C3．下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是( ) A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程C．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸D．DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板解析DNA复制是以DNA的两条链为模板，而转录是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板。
答案 D4．DNA一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为( )密码子：CAU为组氨酸；CAG为谷氨酰胺；CUA、CUC为亮氨酸；GUC、GUA为缬氨酸(起始)；GAG为谷氨酸；GAU为天冬氨酸。
A．—亮氨酸—天冬氨酸—B．—谷氨酸—亮氨酸—C．—谷氨酰胺—缬氨酸—D．—缬氨酸—组氨酸—解析根据碱基互补配对原则，可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“—GAG CUA—”，密码子GAG对应的氨基酸为谷氨酸，密码子CUA对应的氨基酸为亮氨酸。
⎪⎪⎪1.遗传信息的转录和翻译B2.基因与性状的关系B考点一 遗传信息的转录和翻译[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)少数RNA 具有生物催化作用(√) (2)真核生物的tRNA 呈三叶草结构(√)(3)与DNA 相比，RNA 特有的物质是核糖和尿嘧啶(√) (4)每种tRNA 只转运一种氨基酸(√) (5)一个tRNA 分子中只有一个反密码子(√) (6)一个tRNA 分子中只有三个碱基(×)(7)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(×) (8)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(×) (9)反密码子是位于mRNA 上相邻的3个碱基(×) (10)转录和翻译都可在细胞核中发生(×) (11)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料(×)(12)tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(×) (13)每种氨基酸仅由一种密码子编程(×)(14)转录和翻译过程都存在T －A 、A －U 、G －C 碱基配对方式(×) 2．填表比较密码子与反密码子3.1．遗传信息、密码子与反密码子2．氨基酸、密码子和反密码子的对应关系(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。
(3)基因、密码子和反密码子的对应关系：[易错点拨]关注转录、翻译过程中的四个易错点(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)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。
[研透考情·备高考]考向一DNA与RNA的区别1．(2018·江苏高考)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是()A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与解析：选D原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物；真核细胞的线粒体DNA和叶绿体DNA 的合成不在细胞核内完成；肺炎双球菌体外转化实验证实了DNA是遗传物质；基因表达出蛋白质是遗传信息转录、翻译(DNA→RNA→蛋白质)的过程，需要DNA和RNA的参与。
2．(多选)下列有关核酸的叙述，错误的是()A．DNA彻底水解产物最多有5种小分子B．DNA含有氢键，RNA不含有氢键C．含RNA的生物一定含DNAD．同一个人不同细胞中可能含有相同的mRNA解析：选ABC DNA彻底水解产物为含氮碱基(4种)、脱氧核糖和磷酸，故最多有6种小分子。
tRNA 中含有氢键。
对于具有细胞结构的生物来说，都含有DNA和RNA，但RNA病毒不含DNA。
与呼吸有关的酶的基因在人体各种细胞中都会表达，因此细胞中可能存在相同的mRNA。
[归纳拓展]关于核酸的三个判断(1)DNA和RNA的判断：①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA。
②含有碱基U或核糖⇒RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断：①若：⎭⎪⎬⎪⎫A ＝T ，G ＝C 且A ＋G ＝T ＋C⇒双链DNA 。
②若：嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA 。
(3)DNA 和RNA 合成的判断：用放射性同位素标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸或尿嘧啶核糖核苷酸可判断DNA 和RNA 的合成量。
若大量消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可推断正发生DNA 的合成；若大量利用尿嘧啶核糖核苷酸，可推断正进行RNA 的合成。
考向二 遗传信息、密码子、反密码子的区别 3．下列相关说法正确的是( )A ．遗传信息蕴藏在基因的碱基排列顺序之中B ．rRNA 上相邻的3个碱基称作密码子C ．tRNA 上相邻的3个碱基叫作反密码子D ．终止密码子位于DNA 上，起到终止转录的作用解析：选A 遗传信息是指基因中的碱基排列顺序；mRNA 上相邻的3个碱基称作密码子；tRNA 只有一端相邻的3个碱基称为反密码子；终止密码子位于mRNA 上。
4．在试管内离体合成多肽时，若加入若干碱基序列为“GUGUGUGUGUGUGU ……”的mRNA ，合成的多肽中有缬氨酸及半胱氨酸两种氨基酸。
若加入若干碱基序列为“GGUGGUGGUGGUGGU ……”的mRNA ，合成的多肽含有甘氨酸或缬氨酸或色氨酸。
则缬氨酸的密码子是( )A ．GUGB ．UGUC ．GGUD ．UGG解析：选A 碱基序列为“GUGUGUGUGUGUGU ……”的mRNA 中含有GUG 、UGU 两种密码子，编码缬氨酸及半胱氨酸两种氨基酸；碱基序列为“GGUGGUGGUGGUGGU ……”的mRNA 中含有的密码子是GGU 或GUG 或UGG ，编码甘氨酸或缬氨酸或色氨酸。
因此，缬氨酸的密码子可能是GUG 。
考向三 DNA 复制、转录和翻译的过程 5．(2017·江苏高考，多选)在体外用14C 标记半胱氨酸tRNA 复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys tRNA Cys ，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala tRNA Cys (见图，tRNA不变)。
如果该*Ala tRNA Cys 参与翻译过程，那么下列说法正确的是( )A ．在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被14C 标记的多肽链B ．反密码子与密码子的配对由tRNA 上结合的氨基酸决定C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys解析：选AC一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的；由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸，但tRNA未变，所以该*AlatRNA Cys参与翻译时，新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，但原来Ala的位置不会被替换。
6.(2015·江苏高考)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()A．图中结构含有核糖体RNAB．甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置C．密码子位于tRNA的环状结构上D．mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类解析：选A分析题干中关键信息“形成肽键”可知，图中正在进行脱水缩合反应，进而推知这是发生在核糖体中的翻译过程，图中的长链为mRNA，三叶草结构为tRNA，核糖体中含有核糖体RNA(rRNA)。
甲硫氨酸是起始氨基酸，图中ⓐ位置对应的氨基酸明显位于第2位。
密码子位于mRNA上，而不是tRNA 上。
由于密码子的简并性，mRNA上碱基改变时，肽链中的氨基酸不一定发生变化。
7．下图为两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述错误的是()A．图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译可同时发生B．图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的C．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D．图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5′到3′端解析：选C图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录没有完成的时候翻译过程就开始了，两个过程能同时发生。
图甲、乙都表示转录和翻译过程，所以遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。
原核生物没有线粒体，能量只能由细胞质基质提供；真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的。
模板链相同，所以每个核糖体合成的多肽链相同，翻译是从核糖体中肽链短的那一端向另一端进行的。
[归纳拓展]“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达考向四 与基因表达的有关计算8．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA 的个数、信使RNA 上的碱基个数和双链DNA 上的碱基对数至少依次是( )A ．1 000个、3 000个和3 000对B ．1 000个、3 000个和6 000对C ．300个、300个和3 000对D ．1 000个、3 000个和1 000对解析：选A DNA 分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目∶tRNA 的个数∶信使RNA 的碱基个数∶DNA 的碱基对数＝1∶1∶3∶3，本题中即为1 000∶1 000∶3 000∶3 000。
9．一段原核生物的mRNA 通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA 分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA 个数及转录此mRNA 的基因中碱基个数至少依次为( )A ．33 11 66B ．36 12 72C ．12 36 72D ．11 36 66解析：选B 一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸。
mRNA 中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸至少由一种tRNA 来转运。
因此，mRNA 中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA ，DNA 中至少含有72个碱基。
[方法规律] 基因表达过程中的相关计算方法 (1)在不考虑非编码区和内含子的条件下：转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA 碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1，即：基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运的tRNA 数目＝1/3 mRNA 的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。
(2)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算：若基因中有n 个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a ，合成含m 条多肽的蛋白质的相对分子质量＝n 6·a －18×⎝⎛⎭⎫n 6－m ；若改为n 个碱基对，则公式为n3·a －18×⎝⎛⎭⎫n 3－m 。
考点二 中心法则及基因与性状的关系[思维导图·成一统][基础速练·固根基]1．判断下列叙述的正误(1)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(√)(2)DNA 病毒中没有RNA ，其遗传信息的传递不遵循中心法则(×) (3)原核生物的tRNA 合成无需基因指导(×) (4)线粒体中的DNA 能控制某些蛋白质的合成(√) (5)基因与性状之间是一一对应的关系(×)2．据中心法则内容和图示填空(1)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。
