第24講基因的表達(dá)

課標(biāo)內(nèi)容（1）概述DNA分廣上的遺傳信息通過(guò)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞

分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要通過(guò)蛋白質(zhì)表現(xiàn)。（2）概

述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。

考點(diǎn)一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

■基礎(chǔ)，精細(xì)梳理夯實(shí)煬備知識(shí)

1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能

包括A、V、C、G

基本單位：4種

核糖核汗酸

球合

：種類(lèi)；;功能;

核糖核

伊酸鏈mRNA-蛋白質(zhì)合成而直接模板

轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸.識(shí)別密碼了

RNAIRNA

（通常是SrRNA核能體的組成成分

單鏈）：病毒

RNA病商的遺傳物質(zhì)

：RNA

少數(shù)陶為RNA,可降低化學(xué)

酹

反應(yīng)的活化能（起催化作用）

名師解讀

DNA牙口RNA的區(qū)另“

（1）正確判斷DNA和RNA

①含特有堿基T或脫氧核糖=DNA;

②含特有堿基U或核糖=RNA。

（2）DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA

的合成。若大量消耗T,可推斷正在進(jìn)行DNA的合成；若大量利用U,可推斷

正在進(jìn)行RNA的合成。

2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

RNA是在細(xì)胞核中,通過(guò)RNA聚合醉以包如

的?條鏈為模板。成的，這?過(guò)程叫作轉(zhuǎn)求

隘主要是細(xì)胞核.在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生

w-轉(zhuǎn)水過(guò)程

酶:RNA聚合酶

5，/I結(jié)果:雙鏈解開(kāi).暴露堿基

(f\<CT7?/

(原貝IJ:堿基互補(bǔ)配灼原則

(A-U,T-A,C-G,G-C)

模板:解開(kāi)的DNA雙鏈

配而中的一條鏈

原料:游離的核糖核昔酸

能量：一般由ATP提供

(合成的mRNA從模板鏈

1收玨上釋放

一釋放，

：「DNA雙鏈恢復(fù)成雙螺旋

〔結(jié)構(gòu)

名師解讀

⑴真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細(xì)胞核加工處理成為成熟的

mRNA后才能作為翻譯的模板。

(2)一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)以基因的一條鏈為模板，一個(gè)DNA分子上的不同基因的模板

鏈不一定相同。

(3)轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，一個(gè)基因可被多次轉(zhuǎn)錄。

3.遺傳信息的翻譯

游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以皿WA為

模板合成具行一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的

過(guò)程

I時(shí)一涉仰

笠H機(jī)區(qū)cn迪絲與核糖

度與卜體結(jié)合

五捱模機(jī);IRNA攜帶氨

畫(huà)｝基酸置J：特定

位置

與④觀心結(jié)令會(huì)并杪

”下一個(gè)WVA上？［核糖體沿行

移動(dòng).

fmRNA

讀取卜?一個(gè)密

多IUr鏈痣色、

碼子，由對(duì)應(yīng)

反嫉

層伸）IRNA運(yùn)輸相應(yīng)

1的氨基酸加到

延伸中的肽鏈

密6」上（一個(gè)niRNA

可以結(jié)合多個(gè)核

［核糖體在mRNA1糖體）

上的移動(dòng)方向）

當(dāng)核糖體到達(dá)

血mRNA上儕J絲

詼在轉(zhuǎn)可MVA、WVA止密碼子時(shí)7

的%與合成停止

肽鏈合成后從

【脫離卜核槍體與mRNA

的復(fù)合物上脫離

◎-多肽

秋曲折登

蛋白質(zhì)

4.遺傳信息、密碼子與反轡碼子辨析

識(shí)別并轉(zhuǎn)

運(yùn)1種氨

基酸

n

--

RR

NN

AA

作用作用

概念

決定蛋白質(zhì)中決定蛋白質(zhì)中tRNA一端與密

氨基酸序列的氨基酸序列的碼子對(duì)應(yīng)的3個(gè)

間接模板直接模板相鄰堿基

名師解讀

⑴密碼子有64種，不同生物共用一套遺傳密碼。

①有2種起始密碼子：在真核生物中AUG作為起始密碼子：在原核生物中，GUG

也可以作為起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。

②有3種終止密碼子：UAA、UAG、UGAo正常情況下，終止密碼子不編碼鼠

基酸，僅作為翻譯終止的信號(hào)，但在特殊情況下，終止密碼子UGA可以編碼硒

代羋胱氨酸。

(2)通常一種密碼子決定一種氨基酸，一種IRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。

(3)每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡(jiǎn)并)，可由一種或幾種IRNA轉(zhuǎn)

運(yùn)。

【考點(diǎn)速覽?診斷】

(l)tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成。(2020?全國(guó)卷III,3C)(X)

提示二者都是單鏈結(jié)構(gòu)。

(2)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(guó)卷

HI,1B)(X)

提示轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生mRNA、lRNA、rRNA等，其中IRNA和rRNA不能編碼多肽。

(3)多個(gè)核糖體可結(jié)合在一個(gè)mRNA分子上共同合成一條多肽鏈。(2019?浙江4

月選考,22C)(X)

提示合成多條多肽鏈。

(4)攜帶凝基酸的IRNA都與核糖體的同一個(gè)IRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。(2019?海南卷，

20C)(X)

提示攜帶第一個(gè)氨基酸的tRNA與核糖體的位點(diǎn)1結(jié)合，其他都與核糖體的位

點(diǎn)2結(jié)合。

(5)原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物,(2018?江蘇卷，3A)(X)

提示原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成需RNA片段作為引物。

(6)細(xì)胞中的RNA合成過(guò)程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生。(2017.全國(guó)卷HI,1C)(X)

提示線粒體和葉綠體中也可合成RNA。

?疑難.精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

【情境推理?探究】

1.起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，蛋白質(zhì)的第一個(gè)氨基酸往往不是甲硫氨酸的

原因是o

提示翻譯生成的多肽鏈往往需進(jìn)行加工修飾，甲硫氨酸在此過(guò)程中會(huì)被剪切掉

2.核糖體和mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成個(gè)IRNA的結(jié)合位點(diǎn)，攜帶多肽的

tRNA（填"會(huì)”或“不會(huì)”選后占據(jù)核糖體的不同的tRNA結(jié)合位點(diǎn)。

一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，這些核糖體形成的肽鏈?zhǔn)窍嗤?

原因是________________________________________________________________

提示2會(huì)這些肽鏈都是以同一個(gè)mRNA分子為模板翻譯合成的

3.據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

①如圖中a、b、c依次為何種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)？圖中顯示a、b間存在何種數(shù)量關(guān)系？

其意義是什么？

②圖示翻譯方向是A-B還是B-A,判斷依據(jù)是什么？

提示①a是mRNA,b是核糖體，c是肽鏈。圖示表示一個(gè)mRNA分子上可相

繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。意義：少量的mRNA分子就可

以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。

②A-B。由c中三條可看出，鏈越往B側(cè)越長(zhǎng)，可確認(rèn)翻譯方向是A-B。

【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】

1.?？紙D示解讀

金為盛基丹結(jié)令魚(yú)基

并洵象梃破的"住①I(mǎi)RNA呈三葉草形狀

②一種IRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一

種氨基酸.?種氨基酸可

由一種或幾種IRNA轉(zhuǎn)運(yùn)

,??4旅取由負(fù)基鼓直排擇才嶺憒

一仁\由長(zhǎng)勺坤佝短片烤今取，＞方例）

反密碼子：識(shí)別密碼子

DNADNA

:①?個(gè)核糖體與n】RNA的

:結(jié)合部位形成2個(gè)1RNA結(jié)

；A位點(diǎn)c

?②翻■起點(diǎn)：起始密碼子

;決定的是甲硫氨酸

?、鄯g終點(diǎn)：識(shí)別到終止

密碼子（不決定氨基酸）翻

5譯停止。

也Q④翻譯進(jìn)程：核施體沿存

尸環(huán)向，'培方向mRNA移動(dòng)，mR、A不移動(dòng)

:①數(shù)成關(guān)系：一個(gè)mRNAuf

,核糖體;相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，形成

;多聚核糖體。

:②方向：從左向右，判斷依

mRNA

三據(jù)是多肽鏈的長(zhǎng)短.長(zhǎng)的翻

，多肽矗;譯在前。

:③結(jié)果：合成多個(gè)氨基酸序

V濘空長(zhǎng)6警明？了：列完全相同的多肽因?yàn)槟?/p>

輸那才蛉技舟凈mRNA相同，

多次銃短的說(shuō)明核糖：④意義：少坡的mRNA分子

秣“7W次啟結(jié)合的，！可以迅速合成大優(yōu)的蛋門(mén)質(zhì)。

輸那子蛤技晚.

2.“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過(guò)程

A

、QmRNA

核

柩

體

圖1圖2

3.基因表達(dá)中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系

:DNA(基因八(mRNA：:蛋白質(zhì):

GCA

??---CGU一精氨酸

CGT氨基

堿基數(shù)堿基數(shù)酸數(shù)

63:1

名師解讀

實(shí)際基因表達(dá)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系不符合6：3：1的原因

①DNA中有的片段無(wú)遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②在基因片段中，有的片

段(如非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，正常

情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。④合成的肽鏈在加工過(guò)程中可能會(huì)被剪切掉

部分氮基酸。

4.真、原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)和表達(dá)

(1)基因的結(jié)構(gòu)

非編碼區(qū)J編碼區(qū)［非編碼區(qū)

原核生

物基因

(2)基因表達(dá)遺傳信息

①原核生物基因

非編?kù)窬?/p>

工碼￡編碼區(qū)了得區(qū)?

3'

三用啟動(dòng)子打11終止了?「

鼠|5'

mRNA,-ri......................二，

胡譯5J終止密碼

多肽鏈H,N-o-o~o-o~o-o~o~o~o-o-oCOOH

②真核生物基因

u,廣科區(qū)―名碼K-■卜碼區(qū)f；Q,

；：仙川二二■:尸f

.必：

I

黑如，?3'

Ml11|

“口外顯子

成熟mRNA

P終止密碼國(guó)內(nèi)含于

砌

H2N0-0"00-0"0"0"00"COOH

多肽隧

?典例?精心深研提升學(xué)科素養(yǎng)

考向1圍繞遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，考查生命觀念

1.（2023?江蘇徐州模擬）RNA合成發(fā)生在DNA雙鏈部分解開(kāi)的區(qū)域內(nèi)（見(jiàn)卜圖）。

下列相關(guān)敘述正確的是（）

局部展開(kāi)DNA片段

A.RNA與DNA只有一種核昔酸有差異

B.與RNA序列一致的鏈?zhǔn)悄０彐?/p>

C.RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的RNA大分子

D.轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA的延伸方向總是從5，f3，

答案D

解析RNA與DNA的四種核甘酸都不同，A錯(cuò)誤；與RNA序列一致的鏈?zhǔn)欠?/p>

模板鏈，B錯(cuò)誤；RNA聚合的是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；RNA的延伸方向

總是從5f3、D正確。

2.（2021.浙江1月選考，22）如圖是真核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)中某過(guò)程的示意圖。某

氨基酸的部分密碼子⑹―3，）是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸

AUG、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是（）

A.圖中①為亮氨酸

B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動(dòng)

C.該過(guò)程中沒(méi)有氫鍵的形成和斷裂

D.該過(guò)程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞核基質(zhì)中

答案B

解析已知密碼子的方向?yàn)?，-3，，由圖示可知，攜帶①的tRNA上的反密碼子

為UAA,與其互補(bǔ)配對(duì)的mRNA上的密碼子為AUU.因此氨基酸①為異亮氨

酸，A錯(cuò)誤；由圖示可知，tRNA的移動(dòng)方向是由左向右，則結(jié)構(gòu)②核糖體移動(dòng)

并讀取密碼子的方向?yàn)閺挠蚁蜃螅珺正確；互補(bǔ)配對(duì)的堿基之間通過(guò)氫鍵連接，

圖示過(guò)程中，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí)有氫鍵的形

成，IRNA離開(kāi)核糖體時(shí)有氫鍵的斷裂，C錯(cuò)誤；細(xì)胞核內(nèi)不存在核糖體，細(xì)胞

核基質(zhì)中不會(huì)發(fā)生圖示的翻譯過(guò)程，D錯(cuò)誤。

考向2圍繞遺傳信息、密碼子、反密碼子辨析，考查科學(xué)思維

3.（2023?河北唐山摸底）1982年我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成具有

生物活性的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸（用tRNAyAE表示）。在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解液

體系中加入人工合成的tRNAyAE和￥1-丙氨酸，不但發(fā)現(xiàn)人工合成的tRNAyAE

能攜帶3H-丙氨酸，而且能將所攜帶的丙氨酸參與到蛋白質(zhì)合成中去。此外還發(fā)

現(xiàn)另外四種天然的IRNA攜帶3H-丙氨酸。下列相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.tRNAyA出只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸

B.tRNAyAE為單鏈結(jié)構(gòu)，不含氫鍵

C.與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種

D.tRNAyA出存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子

答案B

解析每種IRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，所以iRNAyAh只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙

氨酸，A正確；tRNAyAL為單鏈結(jié)構(gòu)，（RNA鏈經(jīng)折疊成三葉草形，部分區(qū)域堿

基配對(duì)存在氫鍵，B錯(cuò)誤；由題干可知，發(fā)現(xiàn)四種天然的tRNA攜帶斗!-丙氨酸，

所以與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種，C正確；iRNAyAL能攜帶3匹丙氨酸，所

以存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子，D正確。

4.（2020?全國(guó)卷III,3）細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃噂吟

⑴。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對(duì)?時(shí)，存在如圖所示的配

對(duì)方式（Gly表示甘氨酸）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子

B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合

C.IRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成

D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變

答案C

解析根據(jù)圖像可知，反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補(bǔ)

配對(duì)，說(shuō)明一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子，A正確；密碼子與反密碼子的

就基互補(bǔ)配對(duì)，堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合，B正確；IRNA分子和mRNA分子都是

單鏈結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；由于某些氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子，故mRNA中的堿基改

變不一定造成所編碼氨基酸的改變，D正確。

考點(diǎn)二中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

■基礎(chǔ)，精細(xì)梳理夯實(shí)煬備知識(shí)

1.中心法則

（1）提出者：克里克。

（2）補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解

仙INA-:'④ANA—蛋白質(zhì)

C⑤、、」

①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄;③翻譯；④RNA的復(fù)制;⑤逆轉(zhuǎn)錄。

(3)不同生物遺傳信息的傳遞過(guò)程

原核生物

DNA

其核生物的NA如NA紫蛋白質(zhì)

生物,

DNA病毒

如煙草花中

輪八髀白質(zhì)心

葉病毒、新法

冠病毒則

(RNA的

蛋

逆

轉(zhuǎn)

復(fù)

小?

發(fā)

一

白

、病毒》A一A

fl一

制

轉(zhuǎn)

求

展

RN譯

質(zhì)

玳

提醒局度分化的細(xì)胞不可進(jìn)行DNA復(fù)制過(guò)程，如神經(jīng)元、葉肉細(xì)胞等。

都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則

跳出題海“三看法”判斷中心法則各過(guò)程

/一~工一模板.------(------,

U冷|DNA]----------------(RNA)

原脫雙核核糖核：脫氧核核糖由無(wú)氨基酸

芥酸苦酸昔酸苔酸

產(chǎn)物蛋白質(zhì)

O)DNARNADNARNA

1或多肽)

▼

生理DNARNA

轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯

過(guò)程.復(fù)制復(fù)制

2.基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

(1)基因控制性狀的兩種途徑

--7^基因螞曳蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)地

日接途中一生物體的性狀

基因皿*酶的合成也L代謝

間接途徑

過(guò)程皿L生物體的性狀

(2)基因?qū)π誀畹目刂茖?shí)例］連線)

①豌豆的圓粒和皺粒

a.通過(guò)控制蛋白質(zhì)的

②白化病結(jié)構(gòu)宜接控制生物體

的性狀

③瞠性纖維化

b.通過(guò)控制酹的合成

來(lái)控制代謝過(guò)程.問(wèn)

④鐮狀細(xì)胞貧血接控制生物體的性狀

3.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

家

管在所有細(xì)胞中都能表達(dá)的基因:如

基因

核樁體蛋白基因.ATP合成稱(chēng)博因

智侈只在某類(lèi)細(xì)胞中特除性衣達(dá)的基

基因-因：如卵潔蛋臼基因、胰島素基因

-基因的選擇性表達(dá)

由廣基因的選擇性表達(dá)，導(dǎo)致來(lái)自

同一個(gè)體的細(xì)胞中mRNA和蛋白

一成不?完全相同,從而導(dǎo)致細(xì)庖真看

不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能

4.表觀遺傳

唐不—生物體基因的堿基序列保持不變，但

電少基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象

①可遺傳:基因表達(dá)和表型可以遺傳給

/后代

藤沁，②不變性:原因的堿基序列保持不變

\③可逆性:DNA的甲基化修飾可以發(fā)生

可逆性變化，即被修飾的DNA可能發(fā)生

去甲基化

前論①DNA的甲基化；②構(gòu)成染色體的組蛋

也少白的甲基化、乙?；刃揎?/p>

①柳穿魚(yú)花形的遺傳；②某種小鼠毛色

更吵的遺傳;③蜂王和工蜂

名師解讀

①表觀遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。

②表觀遺傳可以通過(guò)有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。

③表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。

5.基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

集因

性狀

一個(gè)

坦見(jiàn)

基因

控制一個(gè)

因間

(如基

個(gè)性狀

生影響多

基因

物二個(gè)

)

作用

體相互

性

)

的

(如人

性狀

一個(gè)

大控制一

基因

多個(gè)

)

篇境身高

。

的影響

條件

環(huán)境

還受

性狀

體的

影響生物

、

產(chǎn)物

表達(dá)

基因

因與

因、基