五單元遺傳的分子基礎(chǔ)第29講基因的

表達(dá)含答案第29講基因的表達(dá)

課標(biāo)內(nèi)容（1）概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞

分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。（2）概

述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。

考點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

基礎(chǔ)?精細(xì)梳理夯實必備知識

1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能

基本單位:

4種核糖核

昔酸

聚合

［功能）

核糖核昔種類

酸鏈VV

mRNA-蛋白質(zhì)合成的直接模板

tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸,識別密碼子

RNA（通常一

是單鏈）’rRNA-核糖體的組成成分

病毒

RNA病毒的遺傳物質(zhì)

RNA

少數(shù)酶為RNA,可降低化學(xué)

酶

反應(yīng)的活化能（起催化作用）

名師解讀

DNA和RNA的區(qū)別

（1）正確判斷DNA和RNA

①含特有堿基T或脫氧核糖=DNA；

②含特有堿基U或核糖=RNA。

（2）DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA

的合成。若大量消耗T,可推斷正在進(jìn)行DNA的合成；若大量利用U,可推斷

正在進(jìn)行RNA的合成。

2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一

選轉(zhuǎn)為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄一

主要是細(xì)胞核,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)

.錄過程

解旋:雙鏈解開，暴露堿基

■不需解走醴

DNA

f原則:堿基互補(bǔ)配對原則

模板:DNA雙鏈中的一

工=-配對,條鏈

原料:游離的4種核糖核

ZDEZZ

工讓昔酸

ZEZCE

RNA聚合酶

形成一個RNA

合成的mRNA從模板鏈上

釋放

.釋放，DNA雙螺旋恢復(fù)

名師解讀

①轉(zhuǎn)錄方向的判定方法：已合成的mRNA釋放的一端（5,端）為轉(zhuǎn)錄的起始方向。

②一個基因轉(zhuǎn)錄時以基因的一條鏈為模板，一個DNA分子上不同基因的模板鏈

不一定相同。

③轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進(jìn)行的，一個基因可被多次轉(zhuǎn)錄，形成一種多個mRNA。

3.遺傳信息的翻譯

⑴概念

游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的

蛋白質(zhì)的過程。

⑵條件

場所模板原料能量搬運工具酶

核糖體mRNA氨基酸ATPtRNA多種酶

⑶過程

直掾模板一尊一幽也與核糖體結(jié)合

tRNA攜帶氨基酸置于

特定位置

核糖體沿著mRNA移

動,讀取下一個密碼子,

由對應(yīng)tRNA運輸相應(yīng)

的氨基酸加到延伸中

的肽鏈上（一個mRNA

可以結(jié)合多個核糖體）

（核糖體在mRNA上的移

動方向）當(dāng)核糖體到達(dá)mRNA

上的終止密碼子時，合

核過程有*伏和/

/VA成停止

歷VA的參與N

肽鏈合成后從核糖體與

mRNA的復(fù)合物上脫離

（4）產(chǎn)物多肽遢曲折量蛋白質(zhì)

4.遺傳信息、密碼子與反密碼子辨析

基因中脫氧核首mRNA上決定識別并轉(zhuǎn)

酸的排列順序1個氨基酸的運1種氨

（RNA病毒除外）3個相鄰堿基基酸

概

念

念E

r

m密---

轉(zhuǎn)

位

位

位

識

密

R西t

碼R

碼

錄Y

“

置

置

別

N子N

置

子

A一A

一

，

一

作

用

作

帆

用

念

」

決定蛋白質(zhì)中氨決定蛋白質(zhì)中氨tRNA一端與密碼

基酸序列的間接基酸序列的直接子對應(yīng)的3個相鄰

模板模板堿基

名師解讀

⑴密碼子有64種，不同生物共用一套遺傳密碼。

①有2種起始密碼子：在真核生物中AUG作為起始密碼子；在原核生物中，GUG

也可以作為起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。

②有3種終止密碼子：UAA、UAG、UGAo正常情況下，終止密碼子不編碼氨

基酸，僅作為翻譯終止的信號，但在特殊情況下，終止密碼子UGA可以編碼硒

代半胱氨酸。

（2）通常一種密碼子決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸。

（3）每種氨基酸對應(yīng)一種或幾種密碼子（密碼子的簡并），可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)

運。

■考點速覽

(l)tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補(bǔ)配對。(2023?江蘇卷，6A)(X)

提示tRNA分子內(nèi)部局部雙鏈區(qū)存在堿基互補(bǔ)配對。

(2)mRNA的每個密碼子都能結(jié)合相應(yīng)的tRNA。(2023?江蘇卷，6C)(X)

提示終止密碼子不能決定氨基酸，不能結(jié)合tRNA。

(3)tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成。(2020?全國卷HI,3C)(X)

提示二者都是單鏈結(jié)構(gòu)。

(4)細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽。(2020.全國卷

HI,1B)(X)

提示轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能編碼多肽。

(5)多個核糖體可結(jié)合在一個mRNA分子上共同合成一條多肽鏈。(2019?浙江4

月選考,22C)(X)

提示合成多條多肽鏈。

(6)攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體的同一個tRNA結(jié)合位點結(jié)合。(2019?海南卷，

20C)(X)

提示攜帶第一個氨基酸的tRNA與核糖體的位點1結(jié)合，其他都與核糖體的位

點2結(jié)合。

■情境推理

1.起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，蛋白質(zhì)的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸的

原因是_______________________________________________________________

提示翻譯生成的多肽鏈往往需進(jìn)行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中會被剪切掉

2.如圖是某種tRNA的結(jié)構(gòu)，該tRNA上的反密碼子為,該tRNA上

(填“含有”或“不含”)氫鍵。

絲氨酸

反密碼子

提示3f—UCG—5'含有

3.多肽鏈合成時，在一個mRNA分子上有若干個核糖體同時工作，不同核糖體

合成的多肽鏈往往是（填“相同”或“不同”）的，原因是

____________________________________________________________________,

這種合成方式大大提高了翻譯效率。

mRNA

核糖體

提示相同一個mRNA分子上的每1個核糖體都是從mRNA上的第一個起始

密碼子起始翻譯，到第一個終止密碼子終止翻譯

■重點透析

1.?？紙D示解讀

含有戒基對＞結(jié)合氫及呈三葉草形狀。

并有氫絲，品二酸的部位①tRNA

②一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一

種氨基酸,一種氨基酸可

由一種或兒種tRNA轉(zhuǎn)運。

讀取由氨基酸連揍端開始讀（由長

臂絡(luò)由短臂絡(luò)讀取，即方向）

反密碼子：識別密碼子

DNA兩條鏈DNA一條鏈

都作模板作為模板

①一個核糖體與mRNA的結(jié)合

部位形成2個tRNA結(jié)合位點。

②翻譯起點：起始密碼子決定

的是甲硫氨酸。

③翻譯終點：識別到終止密碼

子（不決定氨基酸）翻譯停止。

④翻譯進(jìn)程：核糖體沿數(shù)闞為

5’翔由y端方向移動，mRNA不移動。7

①數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可相

繼結(jié)合多個核糖體，形成多聚核

糖體。

②方向：從左向右，判斷依據(jù)是

多肽鏈的長短，長的翻譯在前。

③結(jié)果：合成多個氨基酸序列

多肽鏈長的說明核糖體

完全相同的多肽，因為模板

和xRAM是球合的，翻洋

開妗較早；mRNA相同。

多肽鏈短的說明核糖體④意義：少量的mRNA分子可

和xRAM是后結(jié)合的，翻拳以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。

開始較晚。

2.“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過程

圖1圖2

一看細(xì)胞結(jié)構(gòu)）二看轉(zhuǎn)錄和翻譯能否同時發(fā)生

11

如果轉(zhuǎn)錄和翻譯能同時進(jìn)行，說

如果有細(xì)胞核明該過程屬于原核生物的基因表

（如圖2）,則為達(dá)過程（真核生物線粒體和葉綠體

真核生物；無中基因表達(dá)過程也是同時發(fā)生的）;

細(xì)胞核（如圖1）,如果轉(zhuǎn)錄和翻譯不能同時進(jìn)行（先

則為原核生物轉(zhuǎn)錄后翻譯），說明該過程屬于真

核生物的基因表達(dá)過程（如圖2）

3.基因表達(dá)中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系

［DNA（基因）］[mRNA]［蛋白質(zhì)〕

GCA

—ACG?U??---一-精氨酸

CGT氨基

堿基數(shù)堿基數(shù)酸數(shù)

6:3:1

名師解讀

實際基因表達(dá)過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6：3：1的原因

①DNA中有的片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNAo

②在基因片段中，有的片段（如非編碼區(qū)）起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。

③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，正常情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。

④合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。

典例?精心深研提升學(xué)科素養(yǎng)

考向1圍繞轉(zhuǎn)錄和翻譯，考查科學(xué)思維

1.（2024.江蘇徐州模擬）RNA合成發(fā)生在DNA雙鏈部分解開的區(qū)域內(nèi)（見右圖）。

下列相關(guān)敘述正確的是（）

RNA聚合酶

5’「

RNA

3'

5，

局部展開DNA片段鏈

A.RNA與DNA只有一種核昔酸有差異

B.與RNA序列一致的鏈?zhǔn)悄０彐?/p>

C.RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的RNA大分子

D.轉(zhuǎn)錄時RNA的延伸方向總是從5,一3，

答案D

解析RNA與DNA的四種核甘酸都不同，A錯誤；與RNA序列一致的鏈?zhǔn)欠?/p>

模板鏈，B錯誤；RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)，C錯誤；RNA的延伸方向

總是從夕一3、D正確。

2.（2023?浙江1月選考，15）核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。某細(xì)菌進(jìn)行蛋白質(zhì)合成

時，多個核糖體串聯(lián)在一條mRNA上形成念珠狀結(jié)構(gòu)—多聚核糖體（如圖所

示）。多聚核糖體上合成同種肽鏈的每個核糖體都從mRNA同一位置開始翻譯，

移動至相同的位置結(jié)束翻譯。多聚核糖體所包含的核糖體數(shù)量由mRNA的長度

決定。下列敘述正確的是（）

A.圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的3,端向5,端移動

B.該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對

C.圖中5個核糖體同時結(jié)合到mRNA上開始翻譯，同時結(jié)束翻譯

D.若將細(xì)菌的某基因截短，相應(yīng)的多聚核糖體上所串聯(lián)的核糖體數(shù)目不會發(fā)生變

化

答案B

解析核糖體從mRNA的5,端向3,端移動，A錯誤；密碼子與反密碼子互補(bǔ)配

對，B正確；5個核糖體不是同時結(jié)合到mRNA上，而是依次結(jié)合到mRNA上,

也不是同時結(jié)束翻譯的，C錯誤；由題可知，多聚核糖體所包含的核糖體數(shù)量由

mRNA長度決定，因此基因截短會影響串聯(lián)的核糖體數(shù)目，D錯誤。

3.（2023?江蘇卷,6）翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃喋吟（I）,

與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補(bǔ)配對

B.反密碼子為5，一CAU—3,的tRNA可轉(zhuǎn)運多種氨基酸

C.mRNA的每個密碼子都能結(jié)合相應(yīng)的tRNA

D.堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性

答案D

解析單鏈tRNA分子內(nèi)部存在局部雙鏈區(qū)，雙鏈區(qū)存在堿基互補(bǔ)配對，A錯誤；

每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸，B錯誤；mRNA上的終止密碼子不能決

定氨基酸，因此其不能結(jié)合tRNA,C錯誤；反密碼子第1位堿基常為次黃喋吟

（I）,與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對，這種特點是密碼子的簡并，而遺

傳密碼的簡并可減少變異對個體生存帶來的影響，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定

性，D正確。

考向2結(jié)合對遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析與判斷，考查科學(xué)思維

4.（2024.遼寧省實驗中學(xué)考前模擬）下列關(guān)于人體的RNA和蛋白質(zhì)的相互關(guān)系的

敘述正確的是（）

A.目前發(fā)現(xiàn)組成人蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，硒代半胱氨酸是最晚被發(fā)現(xiàn)的氨基

酸

B.由于“UGA是終止密碼子，特殊情況下可以編碼硒代半胱氨酸”，因此人類

不決定氨基酸的終止密碼子有2個，密碼子共有65個

C.如果mRNA上密碼子是⑹一AUG—3。，則tRNA的反密碼子是（5，一UAC—3，）

D.密碼子的簡并增加了基因突變的顯現(xiàn)概率

答案A

解析硒代半胱氨酸是最晚被發(fā)現(xiàn)的組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸，目前發(fā)現(xiàn)組成人

蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，A正確；在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特

殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸，所以人類一定不決定氨基酸的終止密

碼子有2個，密碼子共有64種,B錯誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，如果mRNA

上密碼子是⑹-AUG—3）,則tRNA的反密碼子是（3，-UAC—5）,C錯誤；密

碼子的簡并是指絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，所以密碼子的簡并降低了基因

突變的顯現(xiàn)概率，D錯誤。

5.（2024?沈陽遼中二中期中）圖中甲表示酵母丙氨酸t(yī)RNA的結(jié)構(gòu)示意圖。乙和丙

是甲相應(yīng)部分的放大圖，其中I表示次黃喋吟，能夠與A、U或C配對。下列有

關(guān)敘述正確的是（）

A.圖中tRNA的P端是結(jié)合氨基酸的部位

B.丙氨酸的密碼子與反密碼子是一一對應(yīng)的

C.單鏈tRNA分子內(nèi)部不存在堿基互補(bǔ)配對

D.轉(zhuǎn)錄丙所示序列的雙鏈DNA片段含有3個腺喋吟

答案D

解析圖中tRNA的3—OH端是結(jié)合氨基酸的部位，A錯誤；據(jù)題圖可知，丙

氨酸的反密碼子是CGI,則丙氨酸的密碼子可能是GCA、GCU、GCC,B錯誤;

單鏈tRNA分子內(nèi)部存在局部雙鏈區(qū)，雙鏈區(qū)存在堿基互補(bǔ)配對，C錯誤；轉(zhuǎn)錄

-TGGACGAG—

時遵循堿基互補(bǔ)配對原則，轉(zhuǎn)錄丙的雙鏈DNA片段為一ACCTGCTC一,共有3

個腺嘿吟（A）,D正確。

考點二中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

I基礎(chǔ)?精細(xì)梳理夯實必備知識

1.中心法則

(1)提出者克里克。

(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解

(?DNA；@RNA，°'1蛋白質(zhì)

D⑤,、」

①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄;③翻譯；④RNA的復(fù)制;⑤逆轉(zhuǎn)錄。

(3)不同生物遺傳信息的傳遞過程

DNA與RNA粵

蛋白質(zhì)

，錄譯

中

心

/A粵蛋白質(zhì)法

洋

LW'J

的

蛋

發(fā)

逆復(fù)轉(zhuǎn)白

豆稔好翦RNA展

質(zhì)

錄

提醒高度分化的細(xì)胞不可進(jìn)行DNA復(fù)制過程，如神經(jīng)元、葉肉細(xì)胞等。

2.基因控制性狀的途徑

(1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示)

基因控城蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)篁接控隊生物體的性狀。

(0間接控制途徑(用文字和箭頭表示)

基因皿酶的合成皿代謝過程地控強(qiáng)生物體的性狀。

(3)基因控制性狀的實例(連一連)

［控制方式)

①白化病

a.通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

②鐮狀細(xì)胞貧血

直接控制生物體的性狀

③圓粒和皺粒豌豆

④囊性纖維化b.通過控制酶的合成來控

制代謝過程，進(jìn)而控制

⑤苯丙酮尿癥

生物體的性狀

⑥果蠅的紅眼和白眼

3.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

，如核

基因

達(dá)的

都表

胞中

有細(xì)

基在所

因

因

成酶基

P合

、AT

基因

蛋白

類糖體

型

因,

的基

表達(dá)

足性

中掛

細(xì)胞

某類

只在

因

素基

胰島

因、

白基

清蛋

如卵

細(xì)

表達(dá)

擇性

的選

胞-基因

分

同

來自

，導(dǎo)致

表達(dá)

擇性

的選

基因

化由于

不完

蛋白質(zhì)

NA和

中mR

細(xì)胞

體的

一個

形

同的

有不

胞具

致細(xì)

而導(dǎo)

同，從

全相

能

和功