2019-2020学年高考生物大一轮复习学案： 第六单元 遗传的分子基础 第19讲 基因的表达学案

第19讲 基因的表达 [考纲要求] 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的结构与分类 (1)基本单位：核糖核苷酸。

(2) 种类及功能 信使RNAmRNA：蛋白质合成的模板转运RNAtRNA：识别并转运氨基酸核糖体RNArRNA：核糖体的组成成分 (3)RNA与DNA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

技法提炼 DNA和RNA的区分 (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：嘌呤数≠嘧啶数⇒单链DNA。 (3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。 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的一条链原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶 (3)过程

(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

(4)产物：多肽――→盘曲折叠蛋白质 归纳整合 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－C T－A、A－U、G－C A－U、G－C 结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质 信息 传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质

意义 传递遗传信息 表达遗传信息

1．判断下列有关RNA和DNA的叙述 (1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸( × ) (2)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × ) (3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键( √ ) (4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率( √ ) (5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，则该核酸一定不是双链DNA( √ ) (6)在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合( √ ) 2．判断下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述 (1)每种氨基酸仅由一种密码子编码( × ) (2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对( √ ) (3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( × ) (4)如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核( × )

3．判断有关复制、转录和翻译的相关叙述 (1)DNA复制就是基因表达的过程( × ) (2)转录和翻译过程都存在T－A、A－U、G－C的碱基配对方式( × ) (3)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多( × ) (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( × ) (5)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成( × ) (6)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链( × )

分析DNA转录和翻译过程 (1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要解旋酶吗？ 提示 不需要，RNA聚合酶也有解旋功能。 (2)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？ 提示 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。 (3)图中翻译方向如何？判断依据是什么？ 提示 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)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？ 提示 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 (5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？ 提示 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。 (6)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？ 提示 翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。

命题点一 透过图像信息考查转录和翻译过程 1．图1为某果蝇染色体上与白眼基因S有关的示意图，图2为该染色体上相关基因转录的过程示意图。下列相关叙述错误的是( ) A．该果蝇体细胞中可能没有与S基因相对应的等位基因 B．图2与图1中不同的碱基配对方式是A－U C．由图2可知，一个DNA上不同基因的转录模板可能不同 D．S基因若发生图2过程，催化该过程酶的结合位点在图1的Ⅰ区段 答案 D 解析 S基因的遗传属于伴X染色体隐性遗传，雄性体细胞中没有与S基因相对应的等位基因，A项正确；图2表示转录，与图1中不同的碱基配对方式是A－U，B项正确；由图2可知，一个DNA上不同基因的转录模板可能不同，C项正确；S基因若发生图2过程，催化该过程酶的结合位点在图1的Ⅱ区段的上游，D项错误。 2．如图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是( )

A．①是DNA，其双链均可作为②的转录模板 B．②上有n个碱基，则新形成的肽链含有n－1个肽键 C．③是核糖体，翻译过程将由3′向5′方向移动 D．④是tRNA，能识别mRNA上的密码子 答案 D 解析 ①是DNA，其一条链作为②的转录模板，A项错误；②上有n个碱基，则新形成的肽链最多含有n/3－1个肽键，B项错误；③是核糖体，翻译过程将由5′向3′方向移动，C项错误；④是tRNA，能识别mRNA上的密码子并转运相应的氨基酸，D项正确。 3．如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是( ) A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开 B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子 C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对 D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等 答案 A 解析 图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞中，A项错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B项正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C项正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D项正确。

“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图

一看细胞结构 ⇨ 二看转录和翻译能否同时发生 | |

命题点二 掌握基因表达中的有关计算 4．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有( )

如果转录和翻译能同时进行，说明该过程属于原核生物的基因表达过程，如果转录和翻译不能同时进行先转录后翻译，说明该过程属于真核生物的表达过程如图2） A．600个 B．700个 C．800个 D．900个 答案 D 解析 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子至少含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150个，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150个，DNA分子中非模板链上A＋T＝150个，整个DNA分子中A＋T＝300个，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900个。 5．(2018·天津模拟)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 66 B．36 12 72 C．12 36 72 D．11 36 66 答案 B 解析 一条含有11个肽键的多肽，含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸需要一个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。

1．理顺相关数量关系 DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。

2．关注计算中“最多”和“最少”问题 (1)mRNA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上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：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：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。