SHENGWUXUE基因的表達(dá)第24課時

課標(biāo)要求概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。考情分析1.遺傳信息的轉(zhuǎn)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，161目

錄基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成23中心法則關(guān)鍵·真題必刷命題點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成主干知識·復(fù)盤關(guān)鍵能力·提升1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能[認(rèn)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(xué)本質(zhì)為RNA，可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。核糖核苷酸磷酸二酯鍵核糖體酶(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(zhuǎn)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________________。蛋白質(zhì)密碼子特定氨基酸3′－UAG－5′5′－AUC－3′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(zhuǎn)錄 [認(rèn)知覺醒]

如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)某基因的轉(zhuǎn)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(xì)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?zhǔn)寝D(zhuǎn)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(yīng)的DNA分子片段中T和C分別占多少？提示(1)a表示RNA聚合酶；上圖中其從左向右移動。(2)b代表核糖核苷酸；共有4種。(3)細(xì)胞核、葉綠體、線粒體。(4)d；c。(5)T占27%，C占23%。思維升華(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。(4)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄時只解旋相關(guān)的DNA片段，其他部位不解旋。(5)轉(zhuǎn)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(rèn)知覺醒]

請判斷下列有關(guān)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(jié)束。(

)(2)攜帶肽鏈的tRNA會先后占據(jù)核糖體的2個tRNA結(jié)合位點。(

)(3)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。(

)(4)最先進(jìn)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(jié)合，該作用直接影響的過程是轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)構(gòu)？(2)圖乙中①、⑥分別是什么分子或結(jié)構(gòu)？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？提示(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分別是tRNA、核糖體、多肽鏈。(2)①、⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。(3)相同；因為它們以同一條mRNA為模板。思維升華多起點復(fù)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)(

)提示由于密碼子的簡并，堿基序列不同的mRNA翻譯得到的肽鏈有可能相同。(2)tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補配對。(2023·江蘇卷，6A)(

)提示tRNA分子內(nèi)部存在局部雙鏈區(qū)，會發(fā)生堿基互補配對。(3)tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成。(2020·全國卷Ⅲ，3C)(

)提示二者都是單鏈結(jié)構(gòu)?！痢痢?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Ⅲ，1B)(

)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)(

)提示合成多條多肽鏈?！痢罝題型1轉(zhuǎn)錄和翻譯(科學(xué)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(guān)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(zhuǎn)運多種氨基酸C.mRNA的每個密碼子都能結(jié)合相應(yīng)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)定性解析單鏈tRNA分子內(nèi)部存在局部雙鏈區(qū)，雙鏈區(qū)發(fā)生堿基互補配對，A錯誤；每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸，B錯誤；正常情況下，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位堿基常為次黃嘌呤(I)，與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對，這種特點可提高翻譯的容錯率，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性，D正確。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(zhuǎn)運多種氨基酸C.mRNA的每個密碼子都能結(jié)合相應(yīng)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(xì)胞中主要有3類RNA聚合酶，它們在細(xì)胞內(nèi)定位和轉(zhuǎn)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(xì)胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)合，可影響基因表達(dá)C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄、細(xì)胞質(zhì)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁答案

C解析線粒體和葉綠體中都含有DNA，線粒體和葉綠體基因轉(zhuǎn)錄時使用的是各自的RNA聚合酶，A正確；若基因的DNA發(fā)生甲基化修飾，導(dǎo)致RNA聚合酶不能與該基因的啟動子正常結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄過程，則會影響基因表達(dá)，B正確；分析表格可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA，但兩種酶催化形成的rRNA種類不同，且酶具有專一性，故兩種酶識別的啟動子序列不同，C錯誤；RNA聚合酶Ⅰ的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，其表達(dá)時先在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄形成mRNA，mRNA再通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯，最終定位在核仁，D正確。B題型2基因的表達(dá)(科學(xué)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(dá)和轉(zhuǎn)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(dá)成一條多肽。該拼接過程的關(guān)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解析由題意可知，若想使紅色熒光蛋白RFP基因與CD163基因拼接在一起，使其表達(dá)成一條多肽，即CD163基因和紅色熒光蛋白RFP基因都需進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，再結(jié)合圖示可知，CD163基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中不能出現(xiàn)終止密碼子，否則在翻譯時會提前終止，無法表達(dá)出既含CD163蛋白又含紅色熒光蛋白的一整條多肽，因此該拼接過程的關(guān)鍵步驟是除去CD163基因中編碼終止密碼子的序列，B符合題意，A、C、D不符合題意。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ACD[例4]

(不定項)(2025·山東濟(jì)南質(zhì)檢)真核細(xì)胞內(nèi)某基因的表達(dá)過程如圖所示，數(shù)字表示相應(yīng)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(zhuǎn)錄所得DNA完全相同D.多肽鏈1與多肽鏈2空間結(jié)構(gòu)的不同與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)解析過程①表示轉(zhuǎn)錄，堿基互補配對方式是A—U、T—A、G—C、C—G，過程②表示翻譯，堿基互補配對方式是A—U、U—A、G—C、C—G，二者的堿基互補配對方式不完全相同，A錯誤；據(jù)圖可知，一個基因通過不同的mRNA和翻譯后產(chǎn)生的多肽鏈，可以產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可能控制不同的性狀，B正確；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(zhuǎn)錄所得DNA完全相同D.多肽鏈1與多肽鏈2空間結(jié)構(gòu)的不同與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)逆轉(zhuǎn)錄是將RNA轉(zhuǎn)化為DNA的過程，由于前體mRNA和成熟mRNA在序列上有所不同，它們作為模板逆轉(zhuǎn)錄所得到的DNA也不同，C錯誤；基因的選擇性表達(dá)是指在個體發(fā)育過程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同，多肽鏈1與多肽鏈2空間結(jié)構(gòu)的不同是由于同一基因轉(zhuǎn)錄后經(jīng)過不同的剪切方式產(chǎn)生的，不屬于基因的選擇性表達(dá)，D錯誤。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(zhuǎn)錄所得DNA完全相同D.多肽鏈1與多肽鏈2空間結(jié)構(gòu)的不同與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)1.真核細(xì)胞和原核細(xì)胞基因表達(dá)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄功能的鏈，與轉(zhuǎn)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)。命題點二中心法則主干知識·復(fù)盤關(guān)鍵能力·提升[認(rèn)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。DNA復(fù)制(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(xì)胞可發(fā)生上述________過程，洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞可發(fā)生________過程。轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄①②③④③⑤①②③②③①②③題型

遺傳信息的流動(生命觀念)[例1]

(2022·河北卷，9)關(guān)于中心法則相關(guān)酶的敘述，錯誤的是(

)A.RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶催化反應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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C解析

RNA聚合酶催化DNA→RNA的轉(zhuǎn)錄過程，逆轉(zhuǎn)錄酶催化RNA→DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程，兩個過程中均遵循堿基互補配對原則，且存在DNA－RNA之間氫鍵的形成，A正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是由核酸控制合成的，其合成場所是核糖體，B正確；以單鏈DNA為模板轉(zhuǎn)錄合成多種RNA是轉(zhuǎn)錄過程，該過程不需要解旋酶，C錯誤；酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而起催化作用，在適宜條件下，酶在體內(nèi)外均可發(fā)揮作用，如體外擴(kuò)增DNA分子的PCR技術(shù)中可用到耐高溫的DNA聚合酶，D正確。ABC[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(xì)胞內(nèi)，參與反應(yīng)的酶為RNA復(fù)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(xì)胞的遺傳信息發(fā)生改變解析過程①表示逆轉(zhuǎn)錄過程，病毒是營寄生生活的生物，①過程發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)，由病毒提供逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯誤；據(jù)圖分析，過程②表示DNA分子的復(fù)制，目的是形成雙鏈DNA，根據(jù)酶A催化的產(chǎn)物是核糖核苷酸，可判斷酶A是將RNA水解的酶，B錯誤；據(jù)圖分析，－DNA與＋RNA的堿基互補配對，故過程③是以－DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程，C錯誤；Rous肉瘤病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒，由圖可知，Rous肉瘤病毒是將病毒的RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA整合到宿主細(xì)胞的核DNA上，導(dǎo)致宿主細(xì)胞的遺傳信息發(fā)生改變，D正確。A.過程①發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)，參與反應(yīng)的酶為RNA復(fù)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(xì)胞的遺傳信息發(fā)生改變關(guān)鍵·真題必刷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(yīng)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(jìn)出細(xì)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(

)AA.X→Y→Z B.Z→Y→XC.Y→X→Z D.Z→X→Y解析根據(jù)題意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。已知3種酶均不能進(jìn)出細(xì)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。分析題圖可知，trpX在靠近Y、Z區(qū)域都能生長，說明可利用其他色氨酸突變體分泌的中間產(chǎn)物，則酶X在合成途徑中，應(yīng)是最靠前的；trpZ在靠近Y、X區(qū)域都不能生長，說明trpZ無法利用trpX、trpY產(chǎn)生的中間產(chǎn)物完成自身色氨酸的合成，則trpZ為合成途徑中的最后一種酶，又因為trpY能合成酶X和酶Z，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、trpZ均可合成的酶為酶X。綜上，酶X為色氨酸合成途徑所需的第一種酶，酶Z為色氨酸合成途徑所需的最后一種酶，則酶Y為色氨酸合成途徑所需的第二種酶，即3種酶在該合成途徑中的作用順序為X→Y→Z，A符合題意。2.(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(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)運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進(jìn)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(xì)胞器中必須轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的是(

)①ATP

②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體

⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥

B.①②⑤

C.③④⑥