第4章基因的表達(dá)

解讀章首圖文

培養(yǎng)學(xué)習(xí)志向-勇?lián)鐣?zé)任

章引言第一段承接第3章，首先說明DNA結(jié)構(gòu)和基因本質(zhì)的揭示極大地促進(jìn)了生物學(xué)的

研究，并提出“基因又是如何起作用的呢？”的問題，以此激發(fā)我們繼續(xù)探究的興趣，而這

個問題既是本章的中心問題，也是理解基因的本質(zhì)后會產(chǎn)生的疑問。接下來，章引言以轉(zhuǎn)入

蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因的轉(zhuǎn)基因棉創(chuàng)設(shè)情境，并說明轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)，

簡單回答了基因如何起作用的問題。然后，章引言給出了基因的表達(dá)的概念，呼應(yīng)了本章標(biāo)

題。最后，章引言繼續(xù)設(shè)問，3個問題分別指向本章的重要概念和學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，“基

因的表達(dá)過程是怎樣的？”指向本章的重要概念；“為什么一種生物的基因能在另一種生物

中表達(dá)呢？”“各種生物的基因表達(dá)過程有什么共同點(diǎn)呢？”則指向了生物進(jìn)化觀。由此可

見，章引言圍繞著重要概念和學(xué)科核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)問題，而層層遞進(jìn)的問題設(shè)計(jì)引

導(dǎo)我們思考，進(jìn)一步激發(fā)我們學(xué)習(xí)新知識的欲望。

與章引言凸顯基因的表達(dá)相呼應(yīng)的，是一幅呈現(xiàn)基因表達(dá)全過程（包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程）

的章題圖。這幅圖展示了分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，以及正在通過核

孔的mRNA、正在運(yùn)輸氨基酸的tRNA。不僅顯示了基因表達(dá)的動態(tài)過程，還滲透了結(jié)構(gòu)與功

能相適應(yīng)的生命觀念。構(gòu)圖設(shè)計(jì)與深邃的星空相似，增加了分子水平上基因表達(dá)的神秘感，

有利于激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣和展開豐富的想象。

章首頁的小詩言簡意咳地闡明了基因表達(dá)的意義和特點(diǎn)，提示我們思考生命為什么如此

和諧與統(tǒng)一，為形成生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體的生命觀念作鋪型。通過閱讀章首頁，

同學(xué)們可以初步建立遺傳信息的傳遞和表達(dá)是一個動態(tài)過程的基本認(rèn)識。

理清本章架構(gòu)

初識概念體系-具備系統(tǒng)思維

中心法則

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

學(xué)有目標(biāo)一一課標(biāo)要求必明記在平時一一核心語句必背

1.RNA有三種：信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn)

1.比較DNA與RNA的區(qū)別，說明RNA適于作

RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)

DNA信使的原因。n

2.轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核，條件是模板

2.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程及特

(DNA的一條鏈)、原料(4種核糖核甘酸)、酶

點(diǎn)。

(RNA聚合酶)和能量。

3.計(jì)算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸

3.翻譯的場所是核糖體，條件是模板(mRNA)、

數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系。

“搬運(yùn)工"(tRNA)、原料(21種氨基酸)、酶

4.闡明中心法則的具體內(nèi)容。

和能量。

5.基于地球上幾乎所有的生物共用一套遺傳

4.中心法則圖解：

密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的

起源。贄制....上發(fā)制:RNA翻譯.蛋白質(zhì)

」逆轉(zhuǎn)錄

S全解教材——名師引領(lǐng)?新知預(yù)習(xí)

【主干知識梳理】

一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類

1.RNA的結(jié)構(gòu)

④核糖

核甘酸

2.RNA與DNA的比較

比較項(xiàng)目DNARNA

單位不同脫氧核脊酸核糖核核酸

組成單位五碳糖不同脫氧核糖核糖

基本組成特有的是展

城基不同特有的是胸腺瑤咤(T)

喀陡(U)

結(jié)構(gòu)不同規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一般為單鏈

3.RNA的種類及其作用

名稱：信使RNA(mRNA)

⑴Uuu^l作用：是處A的信使

名稱：核精體RNA(rRNA)

作用：州成核糖體

名稱：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)

作用：識別并轉(zhuǎn)運(yùn)阿基裾

二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

1.概念圖解

一|^U|主要在細(xì)胞核中

轉(zhuǎn)包空引DNA的一條鏈

“遮電—14種游離的錢蟠笆較

錄>|RNA(mRNA.tRNA.rRNA)

J-^IRNA聚合一

2.過程

解旋:雙鏈解開，暴海堿基

原則：堿基互.補(bǔ)配對原則

R配對

N

A模板:解開的DNA雙鏈中的一條鏈

湘

玲

停

、連接J晰：RNA聚合戰(zhàn)

I結(jié)果：形成一個業(yè)A

合成的RNA從DNA鏈上釋放

DNA雙鏈恢復(fù)成雙螺旋結(jié)構(gòu)

三、遺傳信息的翻譯

1.密碼子

⑴概念：巡上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基。

’起始密碼子：也坦甲硫氨酸、GUG

種類綴氨酸

⑵《

共64種終止密碼子：UAA、UAG、UGA

、其他密脩子

2.IRNA：RNA鍵經(jīng)過折疊，看上去像三葉草的葉形，其端是攜帶氨基酸的部位，另

一端有3個相鄰的堿基可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配胸,叫作反密碼子。

3.翻譯

（1）概念圖解:

°°°o°原料:城基酸

搬運(yùn)工具：tRNA

⑵過程:

您＞|mRNA與核糖體結(jié)合

應(yīng)A~|亞&攜帶級基酸到達(dá)特定位置

核糖體沿mRNA移動,讀取下一個密碼子，由

延迪A對應(yīng)1RNA運(yùn)輸相應(yīng)的翅基酸加到拉伸中的肽

鏈上（一個mRNA可以結(jié)合多個核糖體）

春川當(dāng)核糖體遇到mRNA上的終止密碼子時，合成

千q停止

肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上

@1）-脫離，盤曲折轉(zhuǎn)成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的

蛋白質(zhì)分子

四、中心法則

1.提出者：克里克。

2.圖解：

轉(zhuǎn)錄OMS翻譯.E

---------RNA-------?生白質(zhì)

3.中心法則的發(fā)展

補(bǔ)充后的中心法則圖解

發(fā)制

，尸、翻譯

(DNA.......'、.、....RNA?蛋白質(zhì)

逆轉(zhuǎn)錄

4.生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體

在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體,垂目庖是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP

為信息的流動提供能量。

【教材微點(diǎn)發(fā)掘】

1.如圖為tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖（教材第67頁圖46變式），據(jù)圖回答有關(guān)問題:

反密碼子

(1)圖中的tRNA攜帶的氨基酸是甲硫的酸,判斷依據(jù)是圖中tRNA的反密碼子是IAC,

其對應(yīng)的密碼子是AUG,根據(jù)密碼子表可以確定AUG是甲硫氨酸的密碼子。

(2)在tRNA中是否只有反密碼子這3個堿基？是否存在氫鍵？

提示：tRNA是RNA鏈經(jīng)折疊形成的，除一端的反密碼子外，還有其他堿基。在折置區(qū)

域堿基配對，存在氫鍵。

(3)每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，每種氨基酸可能由一種或幾種IRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。

(4)為什么說tRNA是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)？

提示：運(yùn)輸氨基酸的工具是tRNA,它一端有反密碼子，能和mRNA上的密碼子相識別，

一端能攜帶氨基酸，因此tRNA是真正起“翻譯”作用的結(jié)構(gòu)。

2.下圖表示一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條多肽鏈的現(xiàn)象(教材第69

頁旁欄圖)。請回答有關(guān)問題：

mRNA

正在合成的肽鏈

⑴圖中每個核糖體是共同合成一條多肽鏈，還是分別合成一條完整的多肽鏈？

提示：每個核糖體分別合成一條完整的多肽徒。

⑵圖中合成的4條多肽鏈?zhǔn)欠裣嗤?？判斷依?jù)是什么？

提示：相同，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合的模板mRNA相同。

(3)圖中翻譯的方向是從左向右,判斷的依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。

(4)圖中所示的翻譯特點(diǎn)，其意義是少展的mRNA分子就可以迅速合成大品的蛋白質(zhì)。

教材問題提示

思考?討論1(教材笫66頁)

1.可以從所需條件、過程中的具體步驟所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度進(jìn)行分析。例如，轉(zhuǎn)錄

與復(fù)制都需要模板，都遵循堿基互補(bǔ)配對原則，等等。其中，堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺

傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。

2.DNA復(fù)制所需要的原料是4種游離的脫氧核甘酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合

酶等;轉(zhuǎn)錄所需要的原料是4種游離的核糖核甘酸，所需要的酶是RNA聚合酶。

3.轉(zhuǎn)錄時，游離的核糖核甘酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對。因此，轉(zhuǎn)錄成的RNA

的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對的關(guān)系。該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈（非模板

鏈）的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U,對應(yīng)在非模板鏈上的堿基是To

思考?討論2（教材笫67頁）

1.這是一道開放性問題，可以從增強(qiáng)密碼子容錯性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個

堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子的使

用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保

證翻譯的速度。

2.這是一道開放性問題，根據(jù)這一事實(shí)能想到地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳

密碼，說明當(dāng)今生物可能有著共同的起源，或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。

S一點(diǎn)一過一重難釋解?科學(xué)施策

新知探究（一）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

【拓展?深化】

1.轉(zhuǎn)錄的場所、條件和產(chǎn)物

場所真核生物主要發(fā)生在細(xì)胞核，線粒體和葉綠體也可以發(fā)生

①模板：以DNA的一條單鏈為模板鋅（另一條單鏈為非模板鏈）

②原料：四種核糖核甘酸

條件

③能量：ATP

④酶：RNA聚合酶

T與A配對（形成兩個氫鍵），G與C配電（形成三個氫鍵），A與U

堿基

配對（形成兩個氫鍵）,C與G配對（形成三個氫鍵）。如圖:

配對

DNA:……T—A—A—G—T—C—T—A—C...

情況

RNA:……A—U—U—C—A—G—A—U—G……

產(chǎn)物RNA（mRNA、tRNA、rRNA）

2.轉(zhuǎn)錄有關(guān)問題分析

（1）轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個DNA,而是轉(zhuǎn)錄其中的基因。不同種類的細(xì)胞，由于基因的選擇

性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量不同，但tRNA和rRNA的種類沒有差異。

(2)細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成的RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過0層膜，需要能量。

⑶完成正常使命的ITIRNA易迅速降解，保證生命活動的有序進(jìn)行。

⑷質(zhì)基因(線粒體和葉綠體中的基因)控制蛋白質(zhì)合成過程時也進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。

(5)mRNA與DNA模板鏈堿基互補(bǔ)，但與非模板鏈堿基序列基本相同，只是用U代替T。

⑹轉(zhuǎn)錄時，邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，單鏈轉(zhuǎn)錄。

3.三類核糖核酸的比較

種類mRNAtRNArRNA

結(jié)構(gòu)單鏈單鏈，呈三葉草形單鏈

一端攜帶特定的颯基酸，

攜帶從DNA上轉(zhuǎn)錄來的遺另?端特定的三個相鄰堿

特點(diǎn)核糖體的組成成分

傳信息基可與mRNA上的密碼子

互補(bǔ)配對，叫反密碼子

識別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)特定的

功能作為翻譯的模板參與構(gòu)成

家基酸

富凰

圖示

共同點(diǎn)都是經(jīng)過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，基本單位都相同，都與翻譯的過程有關(guān)

［思考?探究］

(l)RNA為什么適合做DNA的信使？

提示：①RNA一般為單鏈，比DNA短，可以通過核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。②RNA是另

一種核酸，也是由四種核昔酸組成的，也可以儲存大量的遺傳信息。③RNA與DNA之間也遵

循堿基互補(bǔ)配對原則。

(2)轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有何關(guān)系？與DNA的

另一條鏈的堿基序列相比有哪些異同？

提示：①轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列互補(bǔ)配對。②相

同點(diǎn)：a.堿基數(shù)目相等；b.都含A、G、C3種堿基。不同點(diǎn)：RNA中含有U,DNA中含有T。

【典題?例析】

［例1］下列關(guān)于洋蔥根尖細(xì)胞遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程的敘述，正確的是()

A.一個DNA可轉(zhuǎn)錄出多個不同類型的RNA

B.以完全解開螺旋的一條脫氧核甘酸鏈為模板

C.轉(zhuǎn)錄終止時成熟的RNA從模板鏈上脫離下來

D.可發(fā)生在該細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中

［解析］基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個DNA分子上有多個基因，不同基因轉(zhuǎn)錄形

成的RNA不同，因此一個DNA分子經(jīng)過轉(zhuǎn)錄可以形成多個不同類型的RNA分子，A正確；

個DNA分子上有多個基因，轉(zhuǎn)錄時不會完全解開螺旋，且轉(zhuǎn)錄過程中邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，B錯誤;

真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄出的RNA,需要在核中加工后形成成熟的RNA,C錯誤；洋蔥根尖細(xì)

胞無葉綠體，D錯誤。

［答案］A

［例2］下圖表示細(xì)胞核中所完成的mRNA的形成過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是()

DNA雙螺旋(------------RNA聚合能

重新形成名二雙螺旋解開

I需畔()c加到RNA末端

RNAVC

RNA-DNA雜交區(qū)域

A.圖中RNA聚合酶的移動方向是從左向右

B.圖中RNA與a鏈堿基互補(bǔ)

C.圖示RNADNA雜交區(qū)域中DNA上的A與RNA上的T配對

D.DNA雙螺旋解開需要解旋酉每的參與，同時消耗能量

［解析］依圖示可知，RNA聚合成的移動方向是從左向右，A正確；RNA與a鏈上堿基

除U與T不同外，其他堿基相同，不能互補(bǔ)，B錯誤：圖示RNADNA雜交區(qū)域中DNA上的A

與RNA上的U配對，C錯誤；RNA聚合酶本身具有解旋功能，轉(zhuǎn)錄不需要解旋酶的參與，D

錯誤。

［答案］A

易錯提醒----------------------------------------------------------------------

與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的兩個注意點(diǎn)

⑴轉(zhuǎn)錄時，需要解旋，但不需要解旋酶參與。因?yàn)镽NA聚合酶本身就兼有解旋的作用。

(2)轉(zhuǎn)錄時，RNA子鏈的延伸方向?yàn)?,端一3'端，與RNA聚合酶的移動方向一致。

【應(yīng)用-體驗(yàn)】

1.如圖表示在人體細(xì)胞核中進(jìn)行的某一生命過程，據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是()

A.該過程可發(fā)生在線粒體內(nèi)

B.該過程與DNA復(fù)制時堿基互補(bǔ)配對方式完全相同

C.該過程涉及ATP的消耗

D.游離的核糖核甘酸隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基相撞

解析：選B題圖所示為人體細(xì)胞中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄過程。該過程主要發(fā)生在細(xì)胞核中，還

可以發(fā)生在線粒體中，A正確；該過程的堿基互補(bǔ)配對方式有A-U,而DNA復(fù)制過程沒有，

B錯誤；轉(zhuǎn)錄過程需要消耗ATP,C正確；在轉(zhuǎn)錄過程中，游離的核糖核甘酸隨機(jī)地與DNA

鏈上的堿基相撞，D正確。

2.下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯誤的是（）

A.IKNA、rKNA和niKNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來

B.同?細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生

C.細(xì)胞中的RNA合成過程不會在細(xì)胞核外發(fā)生

I）.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)

解析：選C轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，產(chǎn)物包括tRNA、rRNA和

mRNA,A正確；三種RMA對應(yīng)的基因不同，同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生，B

正確；真核細(xì)胞的線粒體、葉綠體中含有DNA,也可以通過轉(zhuǎn)錄合成RNA,C錯誤；轉(zhuǎn)錄過

程遵循堿基互補(bǔ)配對原則，轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的用應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)，D正確。

新知探究（二）遺傳信息的翻譯

【探究?深化】

［問題驅(qū)動］

如圖是翻譯過程的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

乙

(D圖甲中【、n、iv分別是哪種分子或結(jié)構(gòu)？

提示：I、H、N分別是tRNA、核糖體、多肽鏈。

(2)01是niRNA,其中的起始密碼子和終止密碼子分別是什么？它們都能決定氨基酸嗎？

提示：起始密碼子：AUG,編碼甲硫氨酸；終止密碼子：UAA,不編碼氨基酸。

(3)圖乙中①⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？核糖體移動的方向是怎樣的？

提示：①⑥分別是mRNA、核糖體：核糖體移動的方向是由右向左。

(4)最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？

提示：相同：因?yàn)樗鼈兊哪０迨峭粭lmRNA。

［重難點(diǎn)撥］

(一)轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較

轉(zhuǎn)錄翻譯

箕核細(xì)胞主要基細(xì)胞核一回醫(yī)H匈胞質(zhì)中的核糖體

................................

潭板：mRNA

模板；DNA的一條鏈):原料：21種氨基酸

原料：4種核糖核甘酸

T條件|f能量:ATP

能量：ATP沛:多種語

酶:RNA聚合髀等

搬運(yùn)工具:tRNA

減基互補(bǔ)配對原則(A—：.——,堿基互補(bǔ)配對原貝“A-

U.T—A.C—G.G—C)=----=U.U—A.C—G.G—C)

-I產(chǎn)物|f多肽鏈黑蛋白質(zhì)

mRNA.tRXA.rRXA

折登

(二)遺傳信息、密碼子、反密碼了?的比較

項(xiàng)目遺傳信息密碼子反密碼子

DNA分子中mRNA上決定tRNA上與密

概念脫氧核甘酸1個氨基酸的3碼子互補(bǔ)的

的排列順序個相鄰堿基3個堿基

直接決定蛋白識別密碼子，

作用控制生物的性狀

質(zhì)中的氨基酸序列轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸

種類多樣性64種61種

圖解

DNA(<M)mRNA(tf^-f)

(三)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的四個易錯點(diǎn)

⑴轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRW,還有tRNA、rRNA,但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RMA

都參與翻譯過程，只是作用不同。

(2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進(jìn)而讀取下一個密碼子。

(3)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對不是A-T,而是A-Uo

(4)并不是所有的密碼子都決定氨基酸，其中終止密碼子不決定氨基酸。

(四)原核生物與真核生物基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的辨別

(1)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，在空間和時間上被分

隔開進(jìn)行，即先轉(zhuǎn)錄后翻譯。

(2)原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯沒有分隔，可以同時進(jìn)行，即邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。過程如圖所示:

圖中①是DM模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4條mRNA,每條mRNA上有多個核糖體

同時進(jìn)行翻譯，翻譯的方向是從下到上。

【典題?例析】

［例1］下圖表示某細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理變化，X表示某種酹。據(jù)圖分析，下列有

關(guān)敘述錯誤的是()

mKNA

I多肽鏈

A.X為RNA聚合酶，該酶主要在細(xì)胞核中發(fā)揮作用

B.該圖中最多含5種堿基、8種核甘酸

C.過程I僅在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，過程II僅在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行，圖中X和核糖體的移動方向

相同

D.b部位發(fā)生的堿基配對方式可有T—A、A—U、C—G、G-C

［解析］圖中過程I表示轉(zhuǎn)錄，其中a為DNA分子，b為DNA模板鏈，X為RNA聚合酶。

轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，因此RNA聚合酶主要存在于細(xì)胞核，A正確。該圖中含有DNA分

子和RNA分子，因此最多含5種堿基(A、C、G、T、U)和8種核甘酸，B正確。過程I為轉(zhuǎn)

錄，主要在真核生物的細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行；過程I【為翻譯，在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行，圖示中

X和核糖體的移動方向相同，C錯誤。b部位表示以DVA的一條鏈為模板形成mRNA的過程，

發(fā)生的堿基配對方式可有T—A、A—1)>C—G、G—C,D工確。

［答案］C

［例2］已知AUG、GUG為起始密碼子，L'AA、UGA、LAG為終止密碼子。某原核生物的一

個信使RNA堿基排列順序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……（40個堿

基）C—U-C—U—A—G—A—U—C—U,此信使RNA控制合成的一條多肽鏈?zhǔn)サ乃肿?/p>

的個數(shù)為（）

A.20個B.15個

C.16個D.18個

［解析］該信使RNA堿基序列為A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……（40個堿

基）……—C—U—C—U—A—G—A—U—C—U,已知AUG、GUG為起始密碼子，UAA、UGA、LAG

為終止密碼子，則該序列的第6、7、8三個堿基構(gòu)成起始密碼子（AUG）,倒數(shù)第5、6、7三

個堿基構(gòu)成終止密碼子（UAG）,即編碼氨基酸的堿基個數(shù)為5+40+3=48,則此信使RNA控

制合成的蛋白質(zhì)含氨基酸的個數(shù)為48+3=16。該肽鏈在脫水縮合過程中產(chǎn)生的水分子數(shù)=

氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)=16-1=15。故選B。

［答案］B

方法規(guī)律----------------------------------------------

基因表達(dá)過程中的相關(guān)數(shù)量計(jì)算

DNA（基因）mRNA米白質(zhì)

GCA轉(zhuǎn)錄韻譯

CGU精兼改

CGT密碼子

械基數(shù)目我菸敷目氨基酸數(shù)目

631

由上圖可知，在不考慮終止密碼子等條件下，基因中堿基數(shù)目：mRNA堿基數(shù)H:蛋白

質(zhì)中氨基酸數(shù)目=6：3：lo

由于在一段多肽鏈對應(yīng)的mRNA中含有不編碼氨基酸的序列（如終止密碼子），在其對應(yīng)

的DNA中，還含有一些不能轉(zhuǎn)錄為mRNA的DNA片段。因此，如果蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)為〃,

則對應(yīng)的mRNA分子中的堿基數(shù)最少為3〃，DNA（基因）中的堿基數(shù)最少為6〃。

【應(yīng)用-體驗(yàn)】

1.（2023?全國乙卷）已知某種氨基酸（簡稱甲）是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌

（古細(xì)菌）中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是，這些古菌含有特

異的能夠轉(zhuǎn)運(yùn)甲的IRNA（表示為IRNA甲）和酶E。酶E催化甲與IRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的

tRNA甲（表示為甲tRNA""）,進(jìn)而將甲帶入核糖體參與肽錠合成。已知tRNA中可以識別大腸桿

菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有

甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細(xì)胞器中必須轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的是（）

①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體⑤酶E的基因⑥tRKA里的基因

A.②?⑥B.①?@C.③④⑥D(zhuǎn).②④⑤

解析：選A據(jù)題意可知，若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，需要加入特殊的氨基

酸一一甲作為合成肽鏈的原料：需要加入tRNA*勺基因，該基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄后可產(chǎn)生轉(zhuǎn)運(yùn)甲的

tRNA：還需要加入酸E的基因，酶E的基因經(jīng)表達(dá)后可產(chǎn)生酶E,酶E可催化甲與tRNA甲結(jié)

合生成甲-tRNA,進(jìn)而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成；合成肽鏈過程中所需的能量（ATP）、

RNA聚合酶、核糖體均由大腸桿菌提供，故必須加入②⑤⑥，A符合題意。

2.如圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過程，①?⑤表示物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，a、b、c表示

生理過程。請據(jù)圖回答下列問題（可能用到的密碼子：AIG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG賴氨

酸、UUC苯丙氨酸、UCU絲氨酸、UAC酪氨酸）：

⑴完成遺傳信息表達(dá)的是（填字母）過程，a過程所需的每有

（2）圖中含有核糖的是（填數(shù)字）。由②指導(dǎo)合成的多肽鏈中氨基酸序列是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Q

（3）若在AUG后插入三個核甘酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨酸后多一個氨基酸外，其

余氨基酸序列沒有變化。由此證明。

解析：分析圖示過程可知，a為DNA復(fù)制，b為轉(zhuǎn)錄，c為翻譯。（1）完成遺傳信息表達(dá)

的是轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，即圖中b和c,DNA復(fù)制需要在解旋酶的作用下解開雙鏈，然后在DNA

聚合酶的作用下合成DNA子鏈。（2）RNA中含有核糖，圖中含有核糖的結(jié)構(gòu)包括mRNA、tRNA、

rRNAo根據(jù)②mRNA上的堿基順序組成的密碼子，指導(dǎo)合成的多肽鏈中氨基酸序列是甲硫氨

酸丙氨酸絲氨酸苯丙筑酸，（3）三個核甘酸對應(yīng)一個氨基酸，由此證明一個密碼子由三個相

鄰的堿基組成。

答案：（l）b、c解旋能和DNA聚合酶

（2）②③⑤甲硫氨酸內(nèi)氨酸絲氨酸苯內(nèi)氨酸

（3）一個密碼子由三個相鄰的堿基組成

新知探究（三）中心法則及其發(fā)展

【探究?深化】

［問題驅(qū)動］

由中心法則可知，遺傳信息可以從DNA流向DNA,乜可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋

白質(zhì)。據(jù)此思考下列問題：

(1)據(jù)中心法則推測DNA、RNA產(chǎn)生的途徑有哪些？

提示：DNA產(chǎn)生途徑有DNA的復(fù)制及逆轉(zhuǎn)錄，RNA的產(chǎn)生途徑有RMA的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄。

(2)線粒體和葉綠體中的DNA是否遵循中心法則？

提示：遵循，在線粒體和葉綠體中也有DNA的復(fù)制及基因的表達(dá)過程。

(3)正常的人體細(xì)胞中可以發(fā)生哪些遺傳信息的流動途徑？

提示：DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程。

(4)下圖為一組模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行且5支試管中都有產(chǎn)物生成，請分析此

圖解中A?E試管所模擬的過程分別是什么？

紙AAR\RA

PNANAP

、F

一

*一A-

險

毒1T

TP睥8

圈

tt核

糖

糖

找

核

核

核

酸

一

主

基

苛

酸

酸

於

酸

三

9三)

ABCE

提示：A-DNA及制，B一轉(zhuǎn)錄，C—RNA復(fù)制，D一逆轉(zhuǎn)錄，E一翻譯。

［重難點(diǎn)撥］

1.中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能

(1)傳遞遺傳信息：通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生在親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖

過程中。

(2)表達(dá)遺傳信息：通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。

2.不同生物的遺傳信息傳遞過程

⑴以DNA為遺傳物質(zhì)的生物

主要包括細(xì)胞生物(原核生物、真菌、動植物和人類)以及大多數(shù)病毒，它們能發(fā)生的過

程如下：

看(^A辿生RNA老生蛋白質(zhì)

(2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物

①不含逆轉(zhuǎn)錄酶的RM病毒，如煙草花葉病毒，它們能發(fā)生的過程如下：

備。NA』?生蛋白質(zhì)

②含逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒，如艾滋病病毒，它們能發(fā)生的過程如下：

RNA逆轉(zhuǎn)錄.錄-RNA逑生蛋白質(zhì)

【典題?例析】

［例1］如圖為中心法則圖解，下列有關(guān)敘述正確的是（）

：?而蛋白質(zhì)

A.過程③發(fā)生在含有逆轉(zhuǎn)錄瓶的病毒體中

B.正常植物細(xì)胞中能夠體現(xiàn)①?⑤過程

C.①?⑤過程中都能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對

D.③過程中堿基互補(bǔ)配對時，遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原則

［解析］由圖可知，①是DNA復(fù)制、②是轉(zhuǎn)錄、③是逆轉(zhuǎn)錄、④是RNA復(fù)制、⑤是翻譯。

逆轉(zhuǎn)錄過程發(fā)生在寄主細(xì)胞中；正常植物細(xì)胞中能夠體現(xiàn)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程，沒有

逆轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù):制過程；DNA更制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、R5IA要制、翻譯都能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對;

逆轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對時，遵循A-T、U-A、C-G、G-C的原則。故選C。

［答案］C

［例2］如圖為有關(guān)遺傳信息傳遞和表達(dá)的模擬實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述合理的是（）

X-./產(chǎn)物Y

If

其他主要工^

的物質(zhì)等卡-

條件日

A.若X是mRNA,Y是多肽，則管內(nèi)必須加入氨基酸

D.若X是DNA,Y含有U,則管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄函

C.若X是tRNA,Y是多肽，則管內(nèi)必須加入脫氧核昔酸

D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,則管內(nèi)必須加入DNA酶

［解析］若X是mRNA,Y是多肽，則管內(nèi)發(fā)生的是翻譯過程，因此管內(nèi)必須加入氨基

酸,A符合題意；若X是DNA,Y含有U,則Y為RNA,管內(nèi)發(fā)生的是轉(zhuǎn)錄過程，因此不需要

加入逆轉(zhuǎn)錄前，而需要加入RNA聚合陋等，B不符合題意；若X是tRNA,Y是多肽，則管內(nèi)

發(fā)生的是翻譯過程，因此不需要加入脫氧核苛酸，C不符合題意；若X是H1V的RNA,Y是

DNA,則管內(nèi)發(fā)生的是逆轉(zhuǎn)錄過程，因此需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶，D不符合題意。

［答案］A

方法規(guī)律----------------------------------------------------------------------

“三看法”判斷中心法則各過程

一

轉(zhuǎn)錄

制或

NA復(fù)

是D

可也

過程

生理

NA,

板是D

果模

看?①如

轉(zhuǎn)錄

制、逆

NA曳