新高考一轮复习人教版基因的表达学案

第20讲基因的表达

内容标准细化核心素养

生命观念通过遗传信息的传递过程•从分子水平第述生命的延续性.

通过遗传信息传递过程中H见数目.氨基酸数目关系•提升分析

.遗传信息的转录和翻译.科学思维

1与计算他力.

2.基因与性状的关系.

科学探究模拟中心法则各过程.

,例）析LU'!?＜达情况.关注社会•关注人类健京

社会责任

------------------------［课前自主检测］------------------------

判断正误并找到课本原文

1.RNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA很相似，也是由核昔酸连接

而成的，核苜酸含有A、G、C、T四种碱基，可以储存遗传信息。（必修2P64）（X）

2.RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。（必修2P65）（X）

3.合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双螺旋恢复。（必修2P65）（V）

4.翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。（必修2

P66）（V）

5.mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作一个

密码子。（必修2P66）（V）

6.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。（必修2P67）（V）

7.每种氨基酸都有多个密码子，这一现象称作密码子的简并。（必修2

P67）（X）

8.tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨

基酸也只能由一种tRNA转运。（必修2P67）（X）

9.tRNA看上去像三叶草的叶形，一端携带氨基酸，另一端有3个相邻碱基

可以与mRNA上的密码子互补配对，构成反密码子。（必修2P67）（V）

10.核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原位点1的tRNA离开核糖

体，原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继

续肽链的合成。（必修2P68）（J）

11.通常，一个mRNA分子可以相继续结合多个核糖体，同时进行一条肽链

的合成。（必修2P69）（X）

12.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DNAo（必修2P69）（V）

13.基因通过控制酶的合成直接控制生物体性状。（必修2P71）（X）

14.生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的

现象叫作表观遗传。（必修2P74）（V）

15.基因与性状的关系是一一对应关系，一个性状受一个基因的控制。（必修

2P74）（X）

（2017.海南高考）下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是（）

A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子

B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板

C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程

D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA

答案B

解析一种氨基酸对应一种至多种密码子，A错误；HIV的遗传物质为单链

RNA,可以逆转录生成DNA,B正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成

RNA和翻译合成蛋白质,C错误;一个基因的两条DNA链中的一条作为转录RNA

的模板，一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,而不是相同的RNA,

D错误。

------------------------［知识自主梳理］------------------------

一遗传信息的转录

1.基因的表达：基因可以控制回蛋白质的合成,这个过程就是基因的表达。

2.RNA的结构和种类

（1）元素组成：-C、H、0、N、P。

（2）基本单位：国核糖核苜酸。

（3）组成成分

腺嚓吟（A

网鸟噪吟（C）

胞喘噬（C）

阿核糖

画尿嚅嚏（U

（4）结构：一般是画单链，长度比DNA短；能通过因核孔从细胞核转移到细

胞质中。

（5）种类

种类功能

mRNA园蛋白质合成的直接模板

tRNA识别因密码子,转运回氨基酸

rRNA园核糖体的组成成分

病毒RNARNA病毒的反遗传物质

酶少数酶为RNA,可降低化学反应的回活化能（起催化作用）

3.遗传信息的转录

（1）概念：RNA是在回细胞核中,通过国RNA聚合酶以同DNA一条链为模板

合成的，这一过程叫作转录。

（2）图示

转录的方向（RNA聚合取,

mRNA

"游离的核-M

糖核甘酸

mRNA合成方向是国5，f3，。

⑶过程（以合成mRNA为例）

第1步：DNA双链解开，国碱基暴露出来。当细胞开始合成某种蛋白质时,

国RNA聚合酶与编码这个蛋白质的因一段DNA结合,使得DNA双链解开，双

链的碱基得以暴露。

第2步：游离的四核糖核昔酸与园DNA模板链上的碱基因互补配对,在因

RNA聚合酶的作用下开始国mRNA的合成。

第3步：新结合的弱核糖核苔酸连接到正在合成的因mRNA分子上。

第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋四恢复。

笔记空间

易错判断

1.一个DNA分子上有很多基因，转录是以基因的一条链为模板的。（J）

2.转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。（X）

3.由于基因选择性表达，一个DNA分子在不同细胞内转录出来的mRNA

不完全相同。（J）

4.三种RNA均由DNA转录而来。（J）

5.转录解旋时需要解旋酶。（X）

易错判断

1.信使RNA上任意三个相邻的碱基构成一个密码子。（X）

2.密码子与氨基酸呈现一一对应的关系。（X）

3.每种密码子都有对应的反密码子。（X）

4.tRNA中只含有三个含氮碱基。（X）

5.细胞中能运输氨基酸的物质，其化学本质为蛋白质。（X）

6.3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。（J）

7.翻译过程中mRNA并不移动，只是核糖体沿mRNA移动。（J）

8.转录和翻译过程都有A—U和T—A的配对。（X）

特别提醒原核细胞的转录和翻译（如图）

@71聚今嫁

.极松出乡小

图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA,在核

糖体上同时进行翻译过程。

真核细胞的基因是先转录后翻译，转录的主要场所是细胞核；原核细胞的基

因是边转录边翻译。

二遗传信息的翻译

1.概念解读

场所细胞质的核糖体上

模板0mRNA

原料21种因氨基酸

产物具有一定因氨基酸顺序的蛋白质

2.密码子

(1)概念：信使RNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称

作一个国密码子。

(2)种类：64种，其中一般情况下决定氨基酸的密码子有因6』_种，终止密码

子有3种。特殊情况下能编码氨基酸的有62种。

(3)密码子与氨基酸的对应关系

一种密码子一般情况下只能决定国二种氨基酸，一种氨基酸可能对应国二种

或几种密码子。

特别提醒

①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码画硒

代半胱氨酸。

②在国原核生物中,GUG也可以作起始密码子，此时它可以编码甲硫氨酸。

3.tRNA

(1)结构：呈三叶草的叶形

反密码干：反识别密码予

⑵种类：一般情况下四豆种。

(3)tRNA与氨基酸的对应关系

一种tRNA一般情况下只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可由回一种或几种

tRNA转运。

(核糖体在mRNA上的移动方向)

5.mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图

/核糖体

正在合成的肽链

(1)数量关系：一个mRNA可同时结合四多金核糖体，同时进行多条肽链的

合成。

(2)目的意义：■少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

(3)方向：回从左向右(见右图),判断依据是多肽链的长短，国长的翻译在前。

(4)加工：合成的仅是多肽链，要形成具有特定空间结构和功能的蛋白质还需

要运送至园内质网、回高尔基体等结构中进一步加工。

三中心法则的提出与其发展

1.提出人：回克里克。

2.中心法则：遗传信息的流动方向(也称信息流)

foNA...........»iRNA—蛋白质

①④

①DNA的复制②园转荥③翻译④RNA的复制⑤国逆转录

3.中心法则与生物种类的关系

(1)能分裂的细胞及噬菌体等DNA病毒的中心法则

08QAj^RNAm,M.

(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则

由及翻译mi'ifT-

UaJ制IR、A------蛋H质

(3)H1V等逆转录病毒的中心法则

圜RNAg着④A3RNA工蛋白质

转录翻降

(4)不能分裂的细胞：回DNA'RNA一►蛋白质.

4.生命是因物质、能量和信息的统一体:在遗传信息的流动过程中，.DNA、

RN区是信息的载体，R蛋白质是信息的表达产物,而团组巳为信息的流动提供能

量。

四DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较

DNA复制转录翻译逆转录RNA复制

场所主要细胞核主要细胞核核糖体宿主细胞宿主细胞

回DNA的园DNA的

模板国mRNA国RNA因RNA

两条链一条链

4种脱氧4种核糖21种4种脱氧4种核糖

原料

核昔酸核昔酸氨基酸核甘酸核昔酸

酶解旋酶、SRNA缩合国逆转录酶园RNA

DNA聚合聚合酶反应的酶复制酶

酶

能量ATP

G—C,CfG

碱基互补配

A->T,A—U,A—U,A-T,A—U,

对原则

T->AT—AU->AU—AU->A

两个子

产物RNA多肽链DNARNA

代DNA

信息国DNA—因DNA一[UmRNAf园RNA一回RNAf

传递DNARNA蛋白质DNARNA

通过宿主细

前后代之间前后代之间

表达遗传信表达遗传信胞传递遗传

意义传递遗传信传递遗传信

息息信息，合成

息息

蛋白质

五基因表达与性状的关系

1.基因表达产物与性状的关系

(1)直接方式

①机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②实例：回囊性纤维化的病因。

(2)间接方式

①机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

②实例：因白化病、豌豆皱粒的形成。

2.基因的选择性表达与细胞分化

(1)生物多种性状形成的基础：生物体多种性状的形成，都是以国细胞分化为

基础的。

(2)表达的基因大致分为两类

①在国所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞因基本生命

活动所必需的,如因核糖体蛋白基因,ATP合成酶基因。

②只在国某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、因胰岛素基因。

(3)细胞分化的实质：国基因的选择性表达。国基因的选择性表达与基因表达

的调控有关。

3.表观遗传

(1)基因表达的调控

基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及回表达水平的高低都是受到调控

的，这种调控会直接影响园性状。

(2)表观遗传

①定义：生物体基因的回碱基序列保持不变,但回基因表达和♦表型发生晅可

遗传变化的现象,叫作表观遗传。

②存在时期：表观遗传现象普遍存在于生物体的回生长、发育和衰老的整个

生命活动过程中。

③实例：同卵双胞胎的微小差异；蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为上

的不同。

4.总结：基因通过其表达产物——园蛋白质来控制性状,细胞内的明基因表

达与否以及因表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是回基因选择性

表达的结果,表观遗传能翦使生物体在国基因的碱基序列不变的情况下发生四可

遗传的性状改变。

5.基因与性状的关系

(1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。

①一个性状可以受到国红基因的影响。例如人的身高。

②一个基因也可以影响因多金性状。例如水稻中的G/?力基因。

(2)生物体的性状也不完全由基因决定，国如境对性状也有着重要影响。例如，

后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。

（3）总结：基因与基因、回基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂

的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的

性状。

特别提醒细胞质基因与细胞核基因的比较

项目细胞质基因细胞核基因

存在部位线粒体、叶绿体细胞核

与蛋白质结合成为染色

是否与蛋白质结合否，DNA分子裸露

体

遗传方式母系遗传遵循孟德尔遗传规律

（1）细胞质基因的活动受细胞核基因的控制

⑵核基因的复制、转录在细胞核内进行，翻译在细胞

联系质的核糖体上进行；线粒体、叶绿体中基因的复制、

转录、翻译均在线粒体、叶绿体内完成

⑶生物的性状受核基因和质基因共同控制

易错判断

1.中心法则图解①〜⑤均可发生在正常人体细胞内。（X）

2.线粒体和叶绿体中的基因也可以进行表达。（J）

3.所有活细胞均可发生中心法则中的全部过程。（X）

4.DNA复制只发生在分裂的细胞中，而转录和翻译可以发生在任何时期。（J）

易错判断

1.表观遗传是不依赖于DNA序列变化的遗传现象。（X）

2.DNA甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变。（J）

------------------------［考点题型突破］------------------------

考点1基因指导蛋白质的合成

，题型_DNA/口RNA比较

1.下列关于图中①②两种核酸分子的叙述，正确的是（）

①②

A.①②中的瞟吟碱基数都等于口密碇碱基数

B.遗传基因在①上，密码子位于②上

C.②是由①转录而来的

D.肺炎链球菌和噬菌体均含①和②

答案C

解析①是双链DNA,喋吟碱基数与口密嚏碱基数相等，②是tRNA,喋吟碱

基数与喀碇碱基数不一定相等，A错误；②是tRNA,密码子位于mRNA上，反

密码子位于tRNA上,B错误；tRNAsmRNA和rRNA都是由DNA转录而来的,

C正确；噬菌体是DNA病毒，不含RNA,D错误。

2.如图所示，由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,

下列有关叙述正确的有几项（）

'---V---'

h

①若m为腺瞟吟，则b肯定为腺瞟吟脱氧核昔酸②若a为核糖，则b为

DNA的基本组成单位③若m为尿喀嚏，则DNA中肯定不含这种化合物④在

烟草花叶病毒体内，b有8种⑤由b构成的单链RNA中，一定不含氢键⑥a

属于不能水解的糖，是生物体内的能源物质⑦若a为核糖，则由b组成的核酸

主要分布在细胞质中⑧硝化细菌体内含的化合物m共4种

A.一项B.两项C.三项D.四项

答案B

解析若m为腺瞟吟，则b可能为腺喋吟脱氧核苗酸，也可能是腺瞟吟核糖

核昔酸，①错误；若a为核糖，则b为RNA的基本组成单位，②错误；若m为

尿嚓碇，则b是RNA的基本组成单位，DNA中不含b这种化合物，③正确；烟

草花叶病毒只有RNA一种核酸，所以只含有四种核糖核昔酸，即b只有4种，

④错误；tRNA中含有少量氢键，⑤错误；a是五碳糖，属于不能水解的糖，但是

不能提供能量，⑥错误；若a为核糖，则由b组成的核酸是RNA,主要分布在细

胞质中，⑦正确；硝化细菌体内含有RNA和DNA两种核酸，因此所含的化合物

m共5种，⑧错误。综上所述，正确的有③⑦，故选B。

技法提升

主要存在于细胞核中

①据“分布"T主要存在干细胞质中DNA

RNA

②据“链数”-多为单链

RNA与DNA'aRNA

的区别

产T无U.DNA

③据“碱基”也五IRNA

产氧核糖.DNA

④据“五碳糖嬴二RNA

（1）若：A=T,G=C0双链DNA；

（2）若：喋吟数/口密嚏数=单链DNA。

3.DNA和RNA合成的判断

用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可

推断正在发生DNA的合成；若大量利用U,可推断正在进行RNA的合成。

，题型二遗传信.息一密担一壬、…反密码壬.的关系分析

3.（2020.全国卷IH）细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄瞟

吟⑴，含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配

对方式（Gly表示甘氨酸）。下列说法错误的是（）

A.一种反密码子可以识别不同的密码子

B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合

C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成

D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变

答案C

解析由图示分析可知，I与u、C、A均能配对，因此含I的反密码子可以

识别多种不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原

则，碱基对之间通过氢键结合，B正确；由图示可知，tRNA分子由单链RNA经

过折叠后形成三叶草的叶形，C错误；由于密码子的简并性，mRNA中碱基的改

变不一定造成所编码氨基酸的改变，从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,

D正确。

4.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请

判断下列说法中正确的是（）

」

酪氨酸

A1以①链为

C1

模板’

G1著天冬氨酸

A1

Ta1

D

(ff②

A.分析题图可知①是P链，完成此过程的场所是细胞核

B.除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA

C.图中②到③的过程需要在核糖体上进行

D.能够决定氨基酸的是③，其种类有61种

答案C

解析根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定B链是转录模

板,蓝细菌是原核生物，没有细胞核，A错误；RNA包括mRNA（图中②）、tRNA（图

中③）和rRNA（核糖体RNA,图中未画出），B错误；图中②到③的过程是翻译过

程，在核糖体上进行，C正确；能够决定氨基酸的是mRNA上的密码子，一般情

况下有61种（终止密码子除外），③是tRNA,D错误。

知识拓展

遗传信息、密码子与反密码子

比较项目遗传信息密码子反密码子

遗传信息指的是基

mRNA中决定一个tRNA中与mRNA

因中脱氧核苗酸的

概念氨基酸的三个相邻上的密码子互补配

排列顺序（RNA病

碱基对的三个碱基

毒除外）

在DNA±（RNA病

存在位置在mRNA上在tRNA上

毒除外）

控制生物的遗传性直接决定蛋白质中

作用识别密码子

状的氨基酸序列

①基因中脱氧核昔酸的序列决定mRNA中核糖核苜酸的序

列；

②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补；

联系

③密码子与反密码子的相应序列能互补配对；

④密码子与反密码子并不完全是一一对应的，一般情况下，3

种终止密码子没有相应的反密码子，也不会翻译出氨基酸。

，题型三转一录和翻译过程

5.（2019.全国卷I）用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子

是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（）

①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸

④人工合成的多聚尿口密碇核昔酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A.①②④B.②③④

C.③④⑤D.①③⑤

答案C

解析在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板

一mRNA,人工合成的多聚尿喀嚏核苜酸是能翻译为苯丙氨酸多肽链的mRNA

链；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）。止匕外，

合成该多肽链还需要核糖体、酶、能量、tRNA等，可由除去了DNA和mRNA

的细胞裂解液提供。

6.（2020.山东3月联考）如图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，

有关说法正确的是（）

rRN.V蛋白质

A.①②③也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行

B.每种氨基酸均可由不止一种tRNA来转运

C.③是翻译过程，方向是从b到a

D.一条mRNA可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加

快了翻译的速率

答案A

解析线粒体、叶绿体和原核细胞中都含有DNA,也含有核糖体，能进行图

中①DNA的复制、②转录和③翻译过程，A正确；一种氨基酸可以由一种或几种

tRNA来转运，B错误；③是翻译过程，根据肽链的长度可知，翻译的方向是从a

到b,C错误；一条mRNA上可同时结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成,

从而提高翻译的速率，D错误。

7.如图为某生物遗传信息传递的部分途径示意图，图中过程I所合成的RNA

链不易与模板分开，形成了R环（由一条RNA链与双链DNA中的一条链杂交而

组成的三链核酸结构）。请据图回答：

(1)图中A表示。某同学判断该图表示的遗传信息传递过程发生

在原核细胞中，他判断的依据是o

(2)过程1中，R环结构的形成往往与DNA中某种碱基对的数量有关，推测

该片段可能含有较多的碱基对，使mRNA不易脱离模板链。

(3)R环的形成会降低DNA的稳定性。若非模板链上胞嚓碇被替换为尿喘碇

且能作为模板进行复制，则经两次复制后，子代DNA中该位点上可形成的新碱

基对组合是o对真核生物来说，DNA复制通常不能发生在细胞周期的分

裂期，原因是___________________________________________________o

(4)过程II中,每个核糖体与mRNA结合的部位会形成个tRNA的结

合位点。据图可知，核糖体的移动方向是___________(填“从左向右”或“从右

向左”)。

答案(l)RNA聚合酶转录和翻译在同一场所进行

(2)G—C

(3)A—T和U—A分裂期染色体高度螺旋化，DNA不易解旋

(4)2从右向左

解析(1)过程I表示转录，图中的A代表RNA聚合酶。由于原核细胞不具

有核膜，所以转录和翻译在同一场所进行，这一特点可用来区别原核细胞和真核

细胞。

(2)由于G—C碱基对含3个氢键，A—T碱基对含2个氢键，若DNA片段中

含有较多的G—C碱基对，转录时DNA单链与mRNA结合形成的双链含氢键较

多，结构较稳定，使mRNA不易脱离模板链。

(3)若非模板链上胞嚓咤被替换为尿喀碇，则该位点复制一次后对应的碱基对

是C—G和U—A,其中碱基对U—A再复制一次后，该位点上可得到新的碱基

对组合U—A和A—T。对真核生物来说，DNA复制通常不能发生在细胞周期的

分裂期，原因是分裂期染色体高度螺旋化，DNA不易解旋。

（4）每个核糖体与mRNA结合的部位可形成2个tRNA结合位点。随着核糖体

在mRNA上移动，合成的肽链逐渐变长，由此可判断题图中核糖体从右向左移动。

题后归纳

基因表达过程图的分析方法

⑴分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚

合酶的作用下可产生mRNA,而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，可同

时合成若干条相同的多肽链。

（2）用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图：

一看细胞结构二看转录和翻译能否同时发生

1

如果有细胞核或如果转录和翻译能同时进行，说

核膜（如图2）,明该过程属于原核生物的基因表

则为真核细胞；达过程（如图1）。如果转录和

如果无细胞核或翻译不能同时进行（先转录后翻

核膜（如图1）.译），说明该过程属于真核生物

则为原核生物的表达过程（如图2）

题型四转录和翻译的相.关计算

8.如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是（）

RNA聚介酶

A.该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开

B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个

氧原子

c.RNA与DNA的杂交区域中既有A—T又有U—A之间的配对

D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等

答案A

解析图中转录和翻译过程在同时进行，故发生在原核细胞中，A错误；若

合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个

氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的竣基，因此该条肽链中至少含有100

+2=102个氧原子，B正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A—T、

U—A、C—G,C正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基

因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D正确。

9.现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现

已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的mRNA序列中有A和

U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有（）

A.130个B.260个C.313个D.无法确定

答案B

解析此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中最少有

573个碱基，又知mRNA中A+U为313个，所以mRNA中G+C为573-313

=260（个），故DNA的两条链中G+C共有520个，即该基因中G至少有260个。

技法提升

基因表达过程中的相关计算方法

（。在不考虑非编码区和内含子的条件下

转录、翻译过程中DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数=

6：3：1,即：

DNA（基因）mRNA蛋白质

….盖e黑cu精氨酸

CGT密码子

碱基数目碱基数目氨基酸数目

631

基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目=参加转运的tRNA数目=1/3

mRNA的碱基数目=1/6基因中的碱基数。

（2）基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算

若基因中有〃个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a,合成含机条多肽链

的蛋白质的相对分子质量=不-。-18义仁-，可；若改为〃个碱基对，则公式为］F

-18X&一加）。

注：解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基对数还是

个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数

还是种类数。

考点2中心法则及基因与性状的关系

0题型一.中心.法则过程及分.析

1.下图是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是（）

转录翻评C转录翻译.，

@QA—*mRNA—••胰岛索—►mRNA―►蛋白质

甲丙

盘录

A—►m!RNA力蛋白质（RNA—••蛋日质

乙丁

A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向

B.乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向

C.丙可表示DNA病毒（如噬菌体）在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向

D.丁可表示RNA病毒（如烟草花叶病毒）在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信

息传递方向

答案A

解析胰岛细胞属于高度分化的细胞，胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传

信息传递方向中不包括DNA复制。

2.如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是（）

X

A.若X是mRNA,Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸

B.若X是DNA,Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶

C.若X是tRNA,Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苜酸

D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则试管内必须加入DNA酶

答案A

解析若X是mRNA,Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内

必须加入氨基酸，A正确；若X是DNA,Y含有U,即Y为RNA,则试管内发

生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等，B错误；若X

是tRNA,Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核昔酸，需

要加入氨基酸，C错误；若X是HIV的RNA,Y是DNA,则试管内发生的是逆

转录过程，需要加入逆转录酶，而不是DNA酶，D错误。

技法提升

1.“三看法”判断中心法则各过程

“一看”模板“二看”原料“三看”产物生理过程

脱氧核甘酸DNADNA复制

DNA

核糖核甘酸RNA转录

脱氧核甘酸DNA逆转录

核糖核普酸RNARNA复制

RNA

蛋白质

氨基酸翻译

（或多肽）

高等动植物共有的途径是DNA复制、转录和翻译，但具体到不同细胞情况

不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；成熟叶肉

细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物

成熟的红细胞无遗传信息传递。

题型二基.因.与生物性状.关系的判断

3.如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知（）

基因］卜二RNA1-曳-酪氨酸酶一"一!

——1酪氨酸

基因2产-RNA2上」血红蛋白工■正常红细胞

----1j⑤

镰状♦细胞

A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中

B.图中①过程需RNA聚合酶的参与，②过程需tRNA的协助

C.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同

D.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状

答案B

解析同一个个体的细胞是受精卵经过有丝分裂产生的，细胞核基因相同，

因此基因1和基因2一般会出现在人体内的同一个细胞中，A错误；图中①是转

录过程，需要RNA聚合酶，②过程是翻译过程，需要tRNA识别密码子，携带

氨基酸到核糖体上，B正确；④⑤过程结果存在差异的根本原因是基因突变，直

接原因是血红蛋白的结构不同，C错误；图中①②③表明基因通过控制酶的合成

来控制生物体的性状，但不是所有性状，基因还可以通过控制蛋白质的结构直接

控制生物体的性状，D错误。

4.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途

径示意图，从图中不能得出的结论是（）

基因①基因②基因③

III红色

醐1酶2醐3酸件/

苯丙酮氨酸」一辅梅……一」查尔酮—一花青素

蓝色

A.花的颜色由多对基因共同控制

B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢

C.生物性状由基因决定，受环境影响

D.若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达

答案D

解析由图可知，花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同

控制的，A正确；基因①②③分别通过控制酶1、酶2、酶3的合成来控制花青素

的合成，B正确；花青素在酸性和碱性条件下显示不同的颜色，说明环境因素也

会影响生物性状（即花色），C正确；基因①②③的表达是相互独立的，D错误。

C题型三表观遗传

5.（2021.河北选择性考试）DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基

基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域

被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中

发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是（）

甲基化

启动子转录区域终止子

A.细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化

B.甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列

C.抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖

D.某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象

答案B

解析DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环

境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A

正确；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和

转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转

录，因此甲基化的启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列