第24課時基因的表達課標要求概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質(zhì)的合成。考情分析1.遺傳信息的轉錄和翻譯2024·湖北卷，16；2024·貴州卷，7、16；2024·湖南卷，16；2024·安徽卷，11；2023·遼寧卷，8；2023·江蘇卷，6；2023·海南卷，13；2023·湖南卷，12；2023·浙江6月選考，4；2023·廣東卷，17；2023·全國乙卷，5；2023·浙江1月選考，15；2022·湖南卷，142.中心法則的提出及其發(fā)展2022·河北卷，9；2022·浙江6月選考，16命題點一基因指導蛋白質(zhì)的合成1.RNA的結構與功能[認知覺醒]核糖核酸，簡稱RNA，主要包括mRNA、tRNA和rRNA等多種類型。(1)RNA通常是由____________通過__________連接起來形成的單鏈。(2)②是________的組成成分。少數(shù)________的化學本質(zhì)為RNA，可降低化學反應的活化能。(3)①是________合成的直接模板，其上決定氨基酸的3個相鄰堿基，稱為一個________。(4)③能轉運________，為蛋白質(zhì)的合成提供原料。③上的反密碼子為___________________________________________________________________，mRNA上能與之互補配對的密碼子為________________。思維升華tRNA含有氫鍵，一個tRNA分子中不是只有三個堿基。2.遺傳信息的轉錄[認知覺醒]如圖表示某真核生物細胞內(nèi)某基因的轉錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中a表示的酶的名稱是什么？其移動方向如何？_______________________________________________________________________________________(2)圖中b為合成RNA的原料，其名稱是什么？共有多少種？________________________________________________________________________________(3)在葉肉細胞中，上述生理過程中可能發(fā)生的場所是哪里？_________________________________________________________________________________(4)圖示DNA片段的兩條單鏈c、d中，哪一條鏈是轉錄的模板鏈？哪一條是編碼鏈？_________________________________________________________(5)若圖中RNA中A占35%，U占19%，則其對應的DNA分子片段中T和C分別占多少？______________________________________________________________________________________________________________________________________思維升華(1)轉錄方向的判定方法：已合成的mRNA釋放的一端(5′端)為轉錄的起始方向。(2)一個基因轉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)轉錄是以基因為單位進行的，一個基因可被多次轉錄，形成一種多個mRNA。(4)轉錄的模板是具有1個或n個基因的DNA片段，而非整個DNA分子，因此轉錄時只解旋相關的DNA片段，其他部位不解旋。(5)轉錄需要DNA分子局部解旋，但不需要專門的解旋酶，因為RNA聚合酶不僅能催化RNA單鏈的合成，還具有解旋的作用。3.遺傳信息的翻譯[認知覺醒]請判斷下列有關翻譯敘述的正誤：(1)蛋白質(zhì)的合成通常從起始密碼子開始，到終止密碼子結束。()(2)攜帶肽鏈的tRNA會先后占據(jù)核糖體的2個tRNA結合位點。()(3)攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體的同一個tRNA結合位點結合。()(4)最先進入核糖體的攜帶氨基酸的tRNA在肽鍵形成時脫掉氨基酸。()(5)金霉素可抑制tRNA與mRNA的結合，該作用直接影響的過程是轉錄。()(6)mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變。()(7)核糖體沿著mRNA的3′端向5′端移動。()(8)一條mRNA上可同時結合多個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成。()思維升華一般情況下，3個終止密碼子(UAA、UAG、UGA)不決定氨基酸，特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸。一般情況下，決定氨基酸的密碼子有61種，特殊情況下有62種。如圖是翻譯過程的示意圖，請據(jù)圖分析：(1)圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是哪種分子或結構？_____________________________________________________________________________________________(2)圖乙中①、⑥分別是什么分子或結構？核糖體移動的方向是怎樣的？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)最終合成的多肽鏈②、③、④、⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________思維升華多起點復制、多聚RNA聚合酶與多聚核糖體現(xiàn)象(1)堿基序列不同的mRNA翻譯得到的肽鏈不可能相同。(2024·貴州卷，7D)()(2)tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補配對。(2023·江蘇卷，6A)()(3)tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成。(2020·全國卷Ⅲ，3C)()(4)細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉錄出的RNA均可編碼多肽。(2020·全國卷Ⅲ，1B)()(5)多個核糖體可結合在一個mRNA分子上共同合成一條多肽鏈。(2019·浙江4月選考，22C)()題型轉錄和翻譯(科學思維)[例1](2023·江蘇卷，6)翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤(I)，與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是()A.tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補配對B.反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA可轉運多種氨基酸C.mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNAD.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[例2](2024·安徽卷，11)真核生物細胞中主要有3類RNA聚合酶，它們在細胞內(nèi)定位和轉錄產(chǎn)物見下表。此外，在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯誤的是()種類細胞內(nèi)定位轉錄產(chǎn)物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)mRNARNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA注：各類rRNA均為核糖體的組成成分。A.線粒體和葉綠體中都有DNA，兩者的基因轉錄時使用各自的RNA聚合酶B.基因的DNA發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結合，可影響基因表達C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉錄產(chǎn)物都有rRNA，兩種酶識別的啟動子序列相同D.編碼RNA聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉錄、細胞質(zhì)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁題型基因的表達(科學思維)[例3](2023·遼寧卷，8)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受體。為實時監(jiān)控CD163蛋白的表達和轉運過程，將紅色熒光蛋白RFP基因與CD163基因拼接在一起(如圖)，使其表達成一條多肽。該拼接過程的關鍵步驟是除去()A.CD163基因中編碼起始密碼子的序列B.CD163基因中編碼終止密碼子的序列C.RFP基因中編碼起始密碼子的序列D.RFP基因中編碼終止密碼子的序列[例4](不定項)(2025·山東濟南質(zhì)檢)真核細胞內(nèi)某基因的表達過程如圖所示，數(shù)字表示相應生理過程。下列敘述錯誤的是()A.過程①與過程②堿基互補配對方式相同B.圖示過程可體現(xiàn)一個基因可同時控制不同性狀C.分別以前體mRNA、成熟mRNA1為模板逆轉錄所得DNA完全相同D.多肽鏈1與多肽鏈2空間結構的不同與基因的選擇性表達有關1.真核細胞和原核細胞基因表達過程的判斷方法2.有義鏈和反義鏈(1)反義鏈或模板鏈：基因中具有轉錄功能的鏈，即與有義鏈互補的鏈。(2)有義鏈或編碼鏈：基因中無轉錄功能的鏈，與轉錄產(chǎn)物mRNA堿基序列相同的那條鏈(除用T代替U外)。在一個含有若干基因的DNA分子中，各個基因的有義鏈，并不一定都在同一條鏈上，也就是說，DNA雙鏈中的一條鏈對某些基因來說是有義鏈，而對另一些基因來說則是反義鏈(如下圖)。命題點二中心法則[認知覺醒]1957年克里克提出了遺傳信息流動的中心法則，后經(jīng)不斷完善后可用下圖表示。(1)圖中①表示____________，②表示________，③表示________，④表示____________，⑤表示________。(2)T2噬菌體可發(fā)生上述________過程，煙草花葉病毒可發(fā)生上述________過程，HIV可發(fā)生上述________過程。(3)洋蔥表皮細胞可發(fā)生上述________過程，洋蔥根尖分生區(qū)細胞可發(fā)生________過程。題型遺傳信息的流動(生命觀念)[例1](2022·河北卷，9)關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是()A.RNA聚合酶和逆轉錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則且形成氫鍵B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成C.在解旋酶協(xié)助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發(fā)揮催化作用[例2](不定項)(2025·遼寧沈陽調(diào)研)Rous肉瘤病毒是誘發(fā)癌癥的一類RNA病毒，如下圖表示其致病原理，下列敘述錯誤的是()A.過程①發(fā)生在宿主細胞內(nèi)，參與反應的酶為RNA復制酶B.過程②的目的是形成雙鏈DNA，其中酶A是一種RNA聚合酶C.過程③是以＋DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程D.Rous肉瘤病毒致癌的過程中，宿主細胞的遺傳信息發(fā)生改變1.(2024·山東卷，15)酵母菌在合成色氨酸時需要3種酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分別為相應酶的編碼基因突變的色氨酸依賴型突變體。已知3種酶均不能進出細胞，而色氨酸合成途徑的中間產(chǎn)物積累到一定程度時可分泌到胞外。將這3種突變體均勻劃線接種到含有少量色氨酸的培養(yǎng)基上，生長情況如圖。據(jù)圖分析，3種酶在該合成途徑中的作用順序為()A.X→Y→Z B.Z→Y→XC.Y→X→Z D.Z→X→Y2.(2023·全國乙卷，5)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運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌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)或細胞器中必須轉入大腸桿菌細胞內(nèi)的是()①ATP②甲③RN