高三生物学一轮复习讲义38 必修2 第五单元 第27讲　基因的表达

第27讲基因的表达概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。考点1遗传信息的转录和翻译一、RNA的结构和种类1．基本单位______________。2．组成成分3．结构一般是________链，而且长度比DNA短，因此能够通过__________，从细胞核转移到细胞质中。4．种类及功能(1)信使RNA(mRNA)：__________合成的模板。(2)转运RNA(tRNA)：____________________。(3)核糖体RNA(rRNA)：__________的组成成分。5．DNA与RNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖________________一般是双链，相对分子质量较大RNA________U(尿嘧啶)通常是__________，相对分子质量较小二、遗传信息的转录1．概念RNA是在细胞核中，通过________________以________________为模板合成的，这一过程叫作转录。2．转录的过程1．(人教版必修2P65图4-4)(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程__________(填“需要”或“不需要”)解旋酶。(2)一个基因转录时以基因的______条链为模板，一个DNA上的所有基因的模板链____________(填“一定”或“不一定”)相同。(3)mRNA合成的方向是____________。三、遗传信息的翻译1．密码子与反密码子的比较密码子反密码子种类______种目前发现有很多种位置________上________一端实质决定一个氨基酸的3个相邻的碱基与mRNA上__________发生______________配对的3个相邻的碱基2．过程2．(人教版必修2P67思考·讨论)一种氨基酸可能有几个密码子的现象称为密码子的简并，密码子的简并对生物体的生存发展有重要意义。一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的____________，另一方面几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的________；地球上几乎所有的生物体都共用一套遗传密码子，称为密码子的统一性，密码子的统一性说明了_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(人教版必修2P67图4-6)tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有三个碱基。4．(人教版必修2P69旁栏插图)图示信息显示一个mRNA分子结合多个核糖体，其意义是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，A端是mRNA的________(填“5′端”或“3′端”)。[深化拓展]1．真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别2．DNA复制、转录和翻译的比较1．已合成的mRNA先释放的一端是3′端。 ()2．一种氨基酸只由一种tRNA转运。 ()3．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。 ()为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。组别实验处理实验结果实验组用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高对照组用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常(1)从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由(填“细胞核DNA”或“线粒体DNA”)控制合成，理由是。(2)线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达(填“有”或“没有”)影响，理由是。遗传信息的转录和翻译1．(链接人教版必修2P65图4-4，P69旁栏插图)下图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是()A．过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶，①链的左末端为3′端B．过程Ⅱ中④结合多个⑤，利于迅速合成大量的蛋白质C．除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同D．该图可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程2．(链接人教版必修2P69旁栏插图)下图为某细胞中相关生理活动，①～⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据下图分析正确的是()A．③过程中，mRNA在核糖体上由左向右移动B．图中只有①②③过程存在碱基互补配对C．此细胞为真核细胞，真核细胞不一定都可以完成①～⑤过程D．若上图细胞为人的神经细胞，用显微镜可观察到其含有23对染色体遗传信息、密码子和反密码子及其关系3．(2025·内蒙古适应性考试)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子，CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子，AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中，能表达出Phe-Pro-Lys三肽的是()A．5′-CTTCGGGAA-3′B．5′-AAGGGCTTC-3′C．5′-ATCCCGAAG-3′D．5′-CAACGGGTT-3′4．(链接人教版必修2P68图4-7)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，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tRNAD．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遗传信息、密码子与反密码子之间的联系基因表达的调控和异常分析5．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是()A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glgmRNA从5′端向3′端移动C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成6．如图为野生型紫色非硫细菌体内指导一种多肽合成的模板mRNA，该细菌的一个突变型个体内，在第270号碱基对应的DNA位置发生了替换，据图分析下列叙述正确的是()A．野生型菌体内合成的相应多肽应该为103肽B．突变型菌体合成的肽链中氨基酸的数目可能减少C．肽链合成时，RNA聚合酶首先结合在起始密码子的位置D．该RNA可以同时结合多个核糖体，同时翻译出多种相应的多肽，从而提高翻译的效率考点2中心法则一、提出人及补充后的内容1．提出者：__________。2．补充后的内容图解二、各种生物遗传信息的传递途径1．能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。2．具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。3．具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。4．高度分化的细胞遗传信息的传递：DNA转录RNA三、生命是物质、能量和信息的统一体1．DNA、RNA是________的载体。2．蛋白质是信息的____________。3．________为信息的流动提供能量。1．少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。 ()2．HIV中能完成逆转录过程。 ()3．转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。 ()4．中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内。 ()1．某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程，思考回答：(1)该病毒的基因分布在上，病毒蛋白的直接模版是。(2)①②③表示信息传递的哪些过程？。(3)过程④在哪里进行？。2．科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种RNA病毒)颗粒加入甲、乙两支试管，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。(1)甲、乙试管中都不能检测到子代病毒，原因是。(2)该病毒颗粒中一定含有酶，判断的依据是。(3)加入RNA酶，甲试管中放射性核酸明显减少，原因是。中心法测1．(链接人教版必修2P69图4-8)中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律，如下图所示。下列叙述错误的是()A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．DNA复制、转录分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶的参与C．遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板D．翻译时，tRNA会读取mRNA上的全部碱基序列信息2．(链接人教版必修2P69正文拓展)20世纪50年代，科学家在研究DNA复制的酶促反应机制时，发现了一种从未见过的生物化学反应，这种反应需要酶对底物模板指令的绝对依赖。后经众多科学家的不断探索，最终揭示了遗传信息传递的一般规律——中心法则。下列叙述错误的是()A．DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性B．遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板C．转录时，RNA聚合酶识别并结合RNA的特定序列D．DNA复制与转录的过程中，碱基互补配对方式不同“三看法”判断中心法则各过程1．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是()A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端2．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是()种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁3．(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硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是()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4．(2023·全国乙卷)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是()①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖体⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A．②⑤⑥ B．①②⑤C．③④⑥ D．②④⑤5．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题：(1)放射刺激心肌细胞产生的__________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是通过____________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种R