第27课时基因的表达
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。
考情分析
1.遗传信息的转录和翻译
2024·安徽·T112024·湖南·T102024·湖北·T162024·河北·T4
2023·全国乙·T52023·江苏·T62023·湖南·T122023·海南·T13
2023·山东·T12023·辽宁·T182022·湖南·T142022·广东·T7
2021·辽宁·T172021·河北·T82021·广东·T72021·湖南·T13
2.中心法则
2022·河北·T92021·河北·T16
考点一遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构、种类和功能
[教材隐性知识]必修2P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有3个碱基。
2．遗传信息的转录
3．遗传信息的翻译
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(1)相关概念及联系
[提醒]启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
(2)数量关系
①密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
②有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
③有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
④通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
⑤每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
[教材隐性知识]必修2P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
5．模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为这3条链的模板相同(均为a)。
(2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)图中核糖体移动的方向为由左向右。
真、原核细胞基因的表达
(1)原核生物基因的表达
(2)真核生物基因的表达
(3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
(1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成(2020·全国Ⅲ，3C)(×)
提示二者都是单链结构。
(2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码(2021·河北，8A)(×)
提示RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成。
(3)DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录(2021·河北，8B)(×)
提示DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录。
(4)DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开(2024·河北，4C)(×)
提示转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋。
(5)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(2024·河北，4D)(√)
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链(经典高考题)(×)
提示合成多条多肽链。
基因表达过程分析
1．请回答基因转录相关问题：
(1)转录以基因为单位，一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
(2)转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′端)为转录的起始方向。
(3)RNA适合作为信使的原因：RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2．如图为真核细胞内某基因的表达过程，其中b链为该基因转录时的模板链，请标出图中各条核苷酸链的方向以及肽链的方向。
提示如图所示
考向一转录和翻译过程的分析
1．(2024·湖北，16)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′—UAC—3′
C．5′—TAC—3′ D．5′—AUG—3′
答案A
解析若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则模板链的一段序列为3′—TAC—5′，则mRNA的碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A符合题意。
2．(2023·辽宁，18改编)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不