1、第 4 章 基因的表达考纲内容能力要求高考风向标遗传信息的转录和翻译以人类社会热点问题和生命科学成果为背景考查基因、蛋白质、性状之间的内容第 1、2节 基因指导蛋白质的合成、基因对性状的控制遗传信息指_中控制遗传性状的脱氧核苷酸的排列顺序。脱氧核苷酸的_、_、_决定了遗传信息的多样性，从而决定了_的多样性密码子把_上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个密码子；密码子共有_种，其中决定氨基酸的密码子有_种一、遗传信息、密码子和反密码子基因种类数量排列顺序蛋白质mRNA6461续表 每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，它的一 端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，叫反密码子 _，tRNA
2、共有_种，而氨基酸只有_种，故一种氨基酸可由一种或多种tRNA 来转运终止密码子有_种，不决定氨基酸；起始密码子有_种，决定氨基酸。反密码子存在于_上，共有_种。32tRNA61反密码子6120场所转录过程发生在_中模板DNA 的_为模板原料4 种核糖核苷酸酶_酶等产物mRNA二、遗传信息的转录细胞核一条链RNA 聚合转录与复制有哪些不同点？答案：主要是模板、原料、酶的差异。场所细胞质中的核糖体上模板以_为模板原料20 种氨基酸产物一定氨基酸顺序的_三、遗传信息的翻译mRNA蛋白质三种不同的 RNA(mRNA、tRNA、rRNA)都是通过转录形成的，都在翻译过程中共同发挥作用。()四、基因对性
3、状的控制1中心法则DNARNARNA蛋白质逆转录(1)内容：遗传信息从 DNA 流向 DNA，即 DNA 的_过程；遗传信息从_流向_，再从_流向_，即转录和翻译过程。后来，某些病毒的 _过程以及 RNA 的心法则”。_的发现，又补充和发展了“中复制自我复制232221(2)图解DNA 复制转录翻译RNA 复制_2426252728逆转录2基因、蛋白质与性状的关系(1)基因通过控制_来控制代谢过程，从而控制生物的性状，如白化病。酶的合成(2)基因通过控制性状，如囊性纤维病。_来直接控制RNA 的自我复制和逆转录只发生在 RNA 病毒在宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与才能
4、进行。()2930蛋白质的结构DNA 的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译概念以亲代 DNA为模板合成子代 DNA的过程以 DNA 中的一条链为模板，合成mRNA 的过程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考点基因指导蛋白质的合成过程1DNA 复制、转录、翻译的比较DNA 的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译时间减间期或有丝分裂间期在生长发育的连续过程中场所细胞核(主要)、线粒体、叶绿体核糖体条件模板DNA 的两条链DNA 的一条链mRNA原料4 种游离的脱氧核苷酸4 种游离的核糖核苷酸20 种氨基酸酶DNA 解旋酶、DNA 聚合酶等DNA
5、解旋酶、RNA 聚合酶等各种合成酶等能量需要 ATP续表DNA 的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译碱基配对方式AT TAGC CGAU TAGC CGAU UAGC CG过程DNA 双螺旋解开，每条链提供准确模板按照碱基互补配对原则，各自合成子链子、母链结合盘绕形成两个新 DNA 分子DNA 双螺旋解开，其中一条链提供准确模板按照碱基互补配对原则，形成mRNA合成的 mRNA从 DNA 链上释放，DNA 双链恢复mRNA 进入细胞质，与核糖体结合，mRNA 作为模板按照碱基互补配对原则，使与 mRNA 上每个密码子配对的 tRNA 运载的氨基酸进入核糖体；以 mRNA 上的遗传密码顺序，把
6、一定的氨基酸放在相应的位置，合成有一定氨基酸顺序的蛋白质续表DNA 的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译产物两个一样的双链DNA 分子一条单链的mRNA具有特定氨基酸序列的蛋白质(多肽)特点边解旋边复制，半保留式复制(可有多个起始点)边解旋边转录，双链 DNA 分子全保留式转录(可有多个基因同时转录)一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸续表DNA 的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译遗传信息的传递方向亲代 DNA子代 DNADNAmRNAmRNA蛋白质续表遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA 中决
7、定 1个氨基酸的 3 个相邻碱基tRNA 中与 mRNA密码子互补配对的3 个碱基作用决定着 mRNA 上密码子的排序，从而控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子2.遗传信息、密码子、反密码子遗传信息密码子反密码子种类具有多样性，由基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序决定64 种密码子(61种能翻译出氨基酸；3 种终止密码子，不能翻译氨基酸)61 种 tRNA(一种氨基酸可由几种tRNA 运载，但每种tRNA 只能运载一种氨基酸)对应关系图示续表遗传信息密码子反密码子联系决定基因中脱氧核苷酸的序列 mRNA 中核糖核苷酸的序列mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码
8、子与相应反密码子的序列互补配对续表1一个 mRNA 分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。2翻译在核糖体上进行，但从核糖体上脱落下来的多肽链一般还要在相应的细胞器内加工，最后才合成具有一定空间结构的蛋白质。3密码子的特点(1)通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。(2)简并性：大多数的氨基酸都可以具有几组不同的密码子。(3)不重叠：两个密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。(4)具有一定的方向性。遗传信息、遗传密码与遗传性状的联系【典例 1】(2011 年江门一模)下图为基因的作用与性状的表现流程示意图，正确的选项
9、是()A过程是转录，它以 DNA 的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成 mRNAB过程中只需要 mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致D某段 DNA 上发生了基因突变，则形成的 mRNA、蛋白质一定会改变解题思路转录是以 DNA 的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成 mRNA；过程是翻译，需要 mRNA 做模板、氨基酸为原料、核糖体为场所、酶为催化剂、ATP 提供能量，还需要 tRNA 转运氨基酸；某段 DNA 分子上发生了基因突变，则形成的 mRNA 一定改变，但蛋白质不一定会改变。答案C 考点对应练1(2011
10、年中山三模)遗传信息转录和翻译的共同点是()A都需要核苷酸作原料DB都需要 DNA 作模板C都能生成磷酸二酯键D都能生成生物大分子解析：转录和翻译的产物分别是 mRNA 和蛋白质，都是大分子物质。2(易错)(2011 年济南质检)信使 RNA 上某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的 tRNA 及转运的氨基酸发生的变化是()CAtRNA 一定改变，氨基酸一定改变BtRNA 不一定改变，氨基酸不一定改变CtRNA 一定改变，氨基酸不一定改变DtRNA 不一定改变，氨基酸一定改变解析：密码子变，与之配对的反密码子一定变；但由于密码子的简并性，氨基酸不一定改变。考点中心法则1图解2各类生物遗
11、传信息的传递与表达过程(1)以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息传递(2)以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息传递3中心法则与基因表达的关系(1)DNA 的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。(2)DNA 的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的发育过程中。(3)DNA 的复制、转录、翻译过程是在大多数生物中存在的，逆转录、RNA 复制是后来在少数生物(如 RNA 病毒)中发现的，是对中心法则的补充。【典例 2】下图是中心法则示意图，各个数字代表不同的过程，有关叙述不正确的是()A过程和都是边解旋边进行B过程和所需原料相同C过程和不能发生在人体健康
12、细胞内D过程的直接模板是 mRNA解题思路第一步分析图形：过程、分别是 DNA 复制、转录、逆转录、RNA 复制、翻译。第二步分析选项：DNA 是规则双螺旋结构，其复制和转录都必须解旋才能进行；过程和所需原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸；过程和只有在 RNA 病毒侵入宿主细胞后才能进行，不能发生在人体健康细胞内。答案B 考点对应练31983 年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示 HIV 感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是()DA.B.C.D.解析：HIV 中有逆转录酶，其遗传过程中包括逆转录。比较内容数目基因中能编码蛋白质序列的碱基数6mmR
13、NA 上的碱基数3m参与转运氨基酸的 tRNA 数m蛋白质中的氨基酸数m蛋白质中的肽链数n蛋白质中的肽键数mn缩合失去的水分子数mn考点与基因控制性状相关的计算设基因中能编码蛋白质序列的碱基数为 6m，肽链数为 n计算中关于“最多”和“至少”的分析翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此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；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。在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”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
14、个氨基酸。【典例 3】一个 mRNA 分子有 m 个碱基，其中 GC 有 n个；由该 mRNA 合成的蛋白质有两条多肽链。则其模板 DNA)分子的 AT 数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(Am、m/31Bm、m/32C2(mn)、m/31D2(mn)、m/32解题思路第一步分析模板 DNA 分子的 A T 数：由mRNA 分子有 m 个碱基且GCn 可知，此 mRNA 分子中AUmn，控制其合成的 DNA 分子模板链中 TAmn个，模板 DNA 分子中 AT2(mn)个。第二步分析合成蛋白质时脱去的水分子数：由 mRNA 分子有 m 个碱基可知，其模板 DNA 分子中有 2m 个碱基，能控
15、制合成含 2m/6 个氨基酸的蛋白质分子。题中给出，此蛋白质分子有两条肽链，脱水分子数应为 m/32。答案D 考点对应练4已知一信使 RNA 片段中有 30 个碱基，其中 A 和 C 共有 12 个，那么转录该信使 RNA 的一段 DNA 分子中 G 和 T 的数目以及该信使 RNA 经“翻译”而合成肽链时脱去的水分子)的最大数目分别是(A12 和 30C18 和 10B30 和 29D30 和 9解析：双链DNA分子中，GTCA，而题中已知mRNA有 30 个碱基，所以转录该 mRNA 的一段 DNA 分子有 60 个碱基，其中 GT30；当该 mRNA 含有肽链数为 1 时，脱去的水分子数
16、最多，为 30/319。D遗传信息传递与表达过程的探究实验想推得实验原理：遗传信息的传递与表达可以通过模拟实验加以验证。实验思路：将此类试题 遗传学基础知识的题型。实验方法：通过添加不同的原料，创设一定的环境条件，模拟遗传信息的传递与表达过程，来探究遗传信息的传递与表达。转化成【典例】(2011 年南京一模)下图是在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题。(1)图中 甲、乙 模拟实 验模拟 的过程 分别是 _、_。(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有_、_。(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，
17、请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA 和人体 DNA 的转录过程。.实验步骤取 A、B、C、D 4 支试管，各加入足量的 ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混合溶液。向 A 管中滴加适量的_，B 管中滴加_的蒸馏水，同时 A、B 管中加入等量相同的细菌_；向 C 管中加入适量的_，向 D 管中加_的蒸馏水，同时 C、D 管中加入_的人体 DNA。把 A、B、C、D 4 支试管放在_的条件下培养一段时间，检测 4 支试管中_。.预期实验结果并得出实验结论该实验有可能会出现_种实验结果，如果出现_，则说明该抗生素只阻断细菌 DNA 的转录，不阻断人体 DNA 的转录。解题思路实验
18、甲加入的是 DNA、核糖核苷酸，模拟的是以 DNA 为模板，核糖核苷酸为原料合成 RNA 的过程；实验乙加入的是 mRNA、氨基酸,前者为模板，后者为原料合成多肽链。答案(1)转录翻译(2)tRNA 核糖体等量DNA一定浓(3).一定浓度的抗生素水溶液度的抗生素水溶液等量等量相同且适宜有无 RNA 的生成.4A 试管中无 RNA 生成，B、C、D 试管中均有 RNA生成1(2012 年广州调研)下列关于遗传变异的叙述，正确的是()AA一个 mRNA 可结合多个核糖体，合成多条相同的肽链B基因治疗的原理就是把缺陷基因诱变成正常基因CPCR 过程中，DNA 分子是边解旋边复制的D人类滥用抗生素促使
19、细菌突变成耐药性细菌解析：基因治疗的原理是修复而不是诱变；PCR 过程中，DNA 分子是先解链后复制。2(2011 年揭阳统考)下列有关遗传信息传递过程的叙述，不正确的是()AA每种密码子都有与之相对应的氨基酸BDNA 可以边解旋边复制C人体细胞转录的场所主要是在细胞核D氨基酸是翻译的原料解析：终止密码子没有与之相对应的氨基酸。3(2011 年汕头一模)尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有 3H尿嘧啶核糖核苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是下图中的哪一个过程？()BABCD和解
20、析：3H尿嘧啶核糖核苷转化成的尿嘧啶核糖核苷酸是合成 RNA 的原料，是转录，产物是 RNA。4(2011 年佛山二模)病毒是一种精明的生物，其核酸几乎只用于合成宿主无法提供的蛋白质。科学家发现一种能以 RNA为模板合成 DNA 的致癌病毒，推测该病毒最可能含有()A与 DNA 复制相关的酶基因CB与转录相关的酶基因C与逆转录相关的酶基因D与翻译相关的酶基因解析：以 RNA 为模板合成 DNA 属于逆转录过程，必须在逆转录酶的作用下才能进行。5(2011 年湛江一模双选)图甲表示以右侧的一条链为模板合成左侧子链的过程，图乙表示生物体遗传信息的传递过程示意图。下列关于两图的描述中，正确的是()A
21、.图甲中两条链的基本单位完全相同B.图甲所示过程对应图乙中的C.图乙中的过程均可发生碱基互补配对D.无论在生物体内体外，只要条件满足，过程都能进行解析：图甲是转录过程，子链与模板链的基本单位分别是核糖核苷酸和脱氧核苷酸；图甲所示过程对应图乙中的。答案：CD6(2011 年广东联考节选)下图表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，请据图回答下列问题。(1)科学家克里克将图中所示的遗传信息的传递规律命名为_法则。过程发生在有丝分裂的间期和_的间期。在过程中如果出现了 DNA 若干个碱基对的增添从而导致生物性状改变，这种 DNA 的变化称为_，它可以为生物进化提供_。中心减数基因突变原(始)材料第一次分裂_。(2)过程称为_，催化该过程的酶是_，其化学本质是_。已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某 tRNA 上的反密码子是 AUG，则该 tRNA 所携带的氨基酸是_。转录RNA 聚合酶蛋白质酪氨酸(3)a、b 为 mRNA 的两端，核糖体在 mRNA 上的移动方向是_。一个 mRNA 上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，由 a 到 b多聚核糖体形成的生物学意义是_(少量 mRNA)能迅速合成较多的肽链(蛋白质)
