江苏高考生物一轮复习：基因的表达（学生卷）

第28讲基因的表达

【课标要求】概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。

考点1遗传信息的转录

考点透析

知识1RNA的种类和功能

1.RNA的种类和功能

与基因表达有关的RNA主要包括三类，它们是由聚合而成的单链核

酸，其结构和功能如下图所示:

密码子.

niKNA——信使RNA：合成的模板

IRNA——^运RNA:

___________氨基酸

rKNA——核糖体RNA：核糖体的组成成分

深度指津

除了以上三种功能，RNA还有什么功能？请列举出来。

提示：还有少部分RNA具有催化功能；RNA还是某些病毒的遗传物质；此外，细胞中还有部分非编

码RNA具有调节功能，如参与基因表达的调控。

2.RNA与DNA的鉴别

脱氧核糖

L⑴据““碳就核糖

多为链

一DNA

一⑵据“链数”

RNA与BNA

DNA的有T无U

鉴别

一(3)据“碱基”无T

主要存在于细胞核中_

1(4)据“分布"T主要存在于细胞质中

知识2遗传信息的转录

1.概念：以为模板，按碱基互补配对原则合成的过程。

2.过程

。

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注:♦表示提前终止密码子

mRNAirm~~I~~ni

A.mRNA上的起始密码子是由DNA上的启动子转录而来的

B.mRNA3编码的多肽链的长度长于mRNAi和mRNA2

C.外界环境因素会影响mRNA的可变剪切，从而影响生.物的性状

D.内含子、外显子的突变都可能改变基因的表达，改变生物的性状

深度指津

真、原核细胞基因的结构

（编码区上游）（编码区卜♦游）

非编码区编码区1非编码区

原核生物^—

基因结构

（连续）

启动子终止子

（RNA聚介酶结合位点,

।提供转求终止信伊

提供转录开始信号）

（不连续）

真咳生物—

基因结构——

外显子内含子

（能编码蛋白质的序列）（不能编码蛋白质的序列）

考向2遗传信息的转录

初2下图为真核生物细胞核内RNA的合成示意图，下列相关叙述正确的是（）

A.图中小意解旋酣沿着DNA自左向右移动催化转录过程

B.③可以转移到细胞质中直接作为翻译过程的模板

C.一个DNA分子可以转录产生多个、多种RNA分子

D.图示过程也可能发生在线粒体、叶绿体和核糖体中

考点2遗传信息的翻译

考点透析

I.翻译的概念

游离在细胞质中的各种氨基酸，以为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质（肽链）的过程。

2.密码子和反密码子的比较

项目密码子反密码子

________上的3个相邻碱基（一个tRNA一

位置mRNA上_______的碱基

般含70〜90个核甘酸）

作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运________

由于密码子的第3位碱基与反密码子的第1

64种，其中一般有3种终止密码子（UAA、

种类位碱基之间的配对有一定的摆动性，故

UAG、UGA）不决定氨基酸

tRNA种类小于61种，且具有物种差异性

与DNA模板链互补，具有简并性、通用性、

特点与mRNA中密码子互补

专一性

解疑释惑

（1）遗传信息、密码子和反密码子的关系

T--A

A--T

点?以B链为

A-:T模板

T--A

«B

转录.识别携带

DNAmRNAtRNA氨基酸

（遗传信息）（密码子）<（反密码子~

遗传信息一般存在于DNA分子中，DNA分子中脱氧核甘酸的,蕴藏着遗传信息。密码子存

在于分子中，密码子的排列顺序直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。反密码子存在于

tRNA分子中，决定tRNA携带的氨基酸放在核糖体的位置。

（2）密码子和氨基酸之间的关系

一般情况下，一种密码子（终止密码子除外）决定,一种期基酸可由决定。

密日子的简并性，即几种密码子决定同•种氨基酸的现象，保证了翻译的蛋白质结构及遗传性状的稳定性,

即提高了容错性；密码子的简并性不仅可以提高翻译速度，也可以提供进化优势，因为基因组可以在不改

变蛋白质的情况下进行变异，从而增加了基因组的多样性。

（3）区分复制原点、启动子与起始密码子、终止了与终止密码子

复制原点位于DNA上，复制时需要解旋，相应序列富含碱基对A-T（便于解旋）。启动子与终止子存

在于基因（DNA）中，是与基因转录开始与结束有关的结构，但启动子本身不转录，转录起始位点在基因下

游；起始密码子与终止密码子存在于mRNA上，是开始与结束的信号，终止密码子一般不翻译，

核糖体遇到它会脱落。

3.翻译过程

（1）示意图

O°OOo----------a.细胞质中为原料

（2）过程

（起始）-与核糖体结合

I

但91携带氨基酸进入特定位置

EL核糖体沿着移动.读取下一个密码子，由对

应运输相应的氨基酸添加到延伸中的

肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体）

（停止1当核能体遇到mRNA上的时.合成终止

区区）一肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上

归纳总结

DNA复制、转录和翻译的比较

遗传信息的传递遗传信息的表达

项目

复制(DNA-DNA)转录(DNA-RNA)翻译（mRNA-*蛋白质）

只有分裂的细胞才在分裂间期

范围/

进行核DNA分子的复制，如分几乎所有活细胞中（主要发生在分裂间期）

时间

生区细胞

场所主要是细胞核，叶绿体、线粒体、拟核也会发生细胞质（核糖体）

模板亲代DNA的两条链分别作模板DNA（基因）的一条链mRNA

模板去向子代DNA分子中DNA桂恢复双螺旋降解成核糖核甘酸

原料4种游离的脱氧核甘酸4种游离的核糖核甘酸氨基酸

产物子代DNA分子3大类RNA蛋白质（多肽）和水

解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶特定的酶

mRNA与核糖体结合,以

DNA解旋，以两条链为模板，DNA解旋，以其中一条mRNA为模板，以tRNA

过程按碱基互补配对原则，合成两条链为模板，按碱基互补配为搬运相应氨基酸的工

子链，子链与对应模板链螺旋化对原则，形成RNA具，合成有一定氨基酸序

列的蛋白质

关键起始密码子、终止密码子

复制原点启动子（不转录）、终止子

调控（一般不翻译）

序列

碱基A—U、T—A、C—G、A—U、U—A、C—G、

A—T、T—A、C—G、G—C

配对G—CG—C

••条mRNA上可相继结

特点半保留复制；边解旋边复制等边解旋边转录合多个核糖体，同时合成

多条相同的多肽链

复制遗传信息，使遗传信息由亲

意义表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状

代传给子代

思辨小练

1.判断下列说法的正误：

（l）RNA具有作为遗传物质、催化、运输等多种功能。（）

（2）翻译时，每种氨基酸仅由一种密码子决定。（）

（3）基因表达的数量关系（不考虑终止密码子等情况）可表示为DNA（基因）中碱基数：mRNA碱基数：蛋

白质中级基酸残基数=6：3：1。（）

（4）与终止密码子UAG配对的反密码子是AUC。（）

2.与转录过程相比，翻译过程中特有的碱基配对方式是。

3.密码子的通用性是指地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码。这对你有何启示？

典题说法

考向1密码子和反密码子

即1（2024・湖北卷）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码

链，若编码链的一段序列为5,-ATG-3',则该序列所对应的反密码子是（）

A.5'-CAU—3'B.5'-UACT

C.5'-TAC-3'D.5'-AUG-3'

考向2翻译的过程

即2（2023・江苏卷）翻译过程如图所示，其中反密码子第I位碱基常为次黄噪吟⑴，与密码子第3位碱

基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是（）

A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对

B.反密码子为5'—CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸

C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA

D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性

麦斯（2024•南京六校期中）下图为大肠杆菌的蛋白质翻译延伸示意图，其中30S和50s表示核糖体两

个亚基蛋白。下列说法错误的是（）

A.蛋白质翻译延伸时，携带氨基酸的tRNA先进入E位点，后从A位点脱离

B.丙氨酸（Ala）的密码子为5'-GCC-3'

C.若1（次黄喋吟）与A、U、C皆可配对，则有利于提高翻译的效率

D.当核糖体移动到终止密码子时，30s和50s从mRNA上分离，翻译终止

考向3基因的表达

回3（2023•浙江1月卷）核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一

条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从

mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长

度决定。下列叙述正确的是（）

A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动

B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对

C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译

D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化

深度指津

原核细胞和真核细胞基因表达的不同

图1表示原核细胞的基因表达。由于没有核膜的存在，拟核和细胞质之间没有界限，且转录产生的

RNA即可充当翻译的模板，一般不需要经过转录后加工处理（原核生物基因无内含子），因此原核细胞的转

录和翻译同时进行。图I中核糖体的移动方向是（判断依据是肽链的长度）；一个

mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，同时合成多条相同的肽链（这一特点适用于各种生物）的意义

是。

图2表示真核细胞的核基因表达。由于有核膜的存在，且转录产物需要经过—处理（如将内含子所对

应的部分RNA序列切除）后才能变为成熟的mRNA用于翻译，细胞核内转录生成的mRNA通过出

来，与细胞质中的核糖体结合，参与翻译过程，因此真核细胞的转录和翻译在时间上不同时进行。（注：真

核细胞中也通过形成多聚核糖体来提高翻译效率。）

度理（2024•贵州卷）如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:

甲疏氨酸一组氨酸一脯氨酸一赖氨酸……下列叙述正确的是（）

TACGTACiGATTC...

ATGCATCCTAAG...

12345678910）112

注：AUG（起始密码子）：甲硫氨酸CAU、CAC：组氨酸CCU：脯氨酸AAG：赖氨酸UCC：丝

氨酸UAA（终止密码子）

A.①链是转录的模板链，其左侧是5'端，右侧是3,端

B.若在①链5〜6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长

C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变

D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同

考向4DNA复制、转录和翻译的综合

即4（2024♦淮安淮阴中学）下列关于DNA复制、基因表达的叙述，正确的是（）

A.在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸

B.游离的核糖核甘酸在DNA聚合前的作用下合成子链

C.双链DNA多起点复制过程中只有一条链的复制是不连续的

D.与密码子5'—AGC-3'配对的反密码子为5'—UCG-3'

大题考向3基因表达的调控

情境剖析

基因表达调控使细胞中基因表达的过程在时间、空间上处于有序状态，并对环境条件的变化作出反应

的复杂过程，是生物体内细胞分化、形态发生和个体发育的分子基础。

基因表达的调控可在多个层次上进行，包括转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平等。

转录水平调控：真核生物的转录调控包括多种形式，例如DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质乙酰化

与去乙酰化、转录因子等。原核生物中比较经典的调控机理如乳糖操纵子、色氨酸操纵子。

转录后水平调控：真核生物基因转录在细胞核内进行，而翻译则在细胞质中进行，因此转录后调控是

基因表达调控的另一个重要方面，主要包括RNA可变剪接、RNA甲基化以及多种调控RNA(miRNA、

IncRNA、circRNA)参与的转录后调控等。

翻译水平调控：如RNA干扰。RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性

双旌RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能

表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)

或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。

典题体验

命题1基因表达调控的机理

国11(2024.泰州兴化模拟)大肠杆菌部分基因表达受环境因素影响，研究者通过麦芽糖操纵子模型(如图

I所示)解释大肠杆菌对麦芽糖降解相关基因表达的调节，请读图回答下列问题：

图1

葡萄糖缺乏

时间

图3

(1)图1中①过程的原料是,启动子片段在①过程为前提供识别和

结合的位点，结构基因在进行①过程时，模板链是,②过程进行的场所是。

(2)操纵基因本身不表达，在操纵基因上结合激活蛋白时，结构基因才可以表达，激活蛋白在(填

“不结合麦芽糖时”或“结合麦芽糖时”)才可以与操纵基因结合，这种调节方式的意义是。

(3)图1中的基因全部正常表达，至少需要一段启动子序列，图示全部mRNA上至少需要有个

起始密码子。

(4)麦芽糖操纵子模型提出后，实践中发现，仅当环境中葡萄糖缺乏时，大肠杆菌才可能表达麦芽糖降

解相关基因，称为“帝萄糖效应”，研究者在启动子上游发现了CAP位点来解释这•现象。读图2分析

“葡萄糖效应”出现的原因是o

(5)若将大肠杆菌培养在既有葡萄糖又有麦芽糖的培养基中，其生长曲线如图3所示，结构基因会在图

3中的(填“仅A时段”“仅B时段”“A时段和B时段”)表达。

即2(2020・江苏卷节选)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控

细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：

,•・・>NFAT

自由基合成干扰索、

白细胞介素

(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱竣形成乙酰辅酶A,再彻底分解成和［H］。［H］经一系列复杂

反应与结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。

(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与结合的蛋白质乙隘化，激活干

扰素基因的转录。

(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体腴到中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的

NFAT可穿过进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录，转录后形成的分子与核糖体结合,

经过程合成白细胞介素。

命题2基因表达调控的应用

即3(2022・江苏卷节选)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防。图中①〜④示意4种RNA

药物的作用机制。请回答下列问题:

e■①反义RNA

(I)细胞核内RNA转录合成以为模板，需要的催化。前体mRNA需加工为

成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用，说明对大分子物质的转运具有选择性。

(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生______________,

提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与

51外显子转录产物结合形成,DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能

的小DMD蛋白，减轻症状。

(3)机制②：有些高胆固醺血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固

醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞

内的合成，治疗高胆固醇血症。

(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将

mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是.

课后及时课后小结.学清吃透

猿示请老师布置同学们又快又准确地完成《配套精练》！

配套精练

第28讲基因的表达

一、单项选择题

1.(2024•淮安清河中学)下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是()

A.DNA和RNA成分上的区别在于4种碱基的不同

B.DNA都是复制而来的，RNA都是转录而来的

C.AGCTGA既可能是DN