备考2025届高考生物一轮复习【讲义】第6章课时3考点1遗传信息的转录和翻译

第6章遗传的分子基础课时3基因的表达课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现；2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象遗传信息的转录和翻译2023：海南T13、重庆T1、辽宁T18、江苏T6和T20（2）、山东T1、湖南T12、广东T17（2）、全国乙T5、浙江1月T15；2022：湖南T14、江苏T21（1）（2）、广东T7；2021：湖南T13、河北T8、广东T7、辽宁T17D、重庆T12、浙江1月T22、海南T15；2020：天津T3、全国ⅡT29、全国ⅢT1BD和T3、海南T14；2019：海南T20、全国ⅠT2、浙江4月T221.生命观念——基于遗传信息流动的方向，阐明生命是物质、能量和信息的统一体；基于地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物的统一性。2.科学思维——分析与综合：理解转录和翻译的差别。批判性思维：摒弃简单机械的线性决定论思维模式，对基因和性状之间的关系多角度、多因素分析；辩证看待中心法则的提出和修正过程及表观遗传的发现等中心法则2023：浙江6月T4；2022：河北T9、浙江6月T16；2021：河北T16、福建T3BC、浙江6月T19；2020：浙江1月T21、全国ⅢT1A基因表达与性状的关系2023：浙江1月T5和T6、海南T11、天津T6B、山东T7、湖南T3；2022：湖南T19（2）、浙江1月T21、北京T18（3）（4）、重庆T18、天津T5和T9；2021：北京T21（4）命题分析预测1.基因的表达既可以单独考查，也可以与蛋白质、DNA的结构、DNA的复制等内容综合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中叶绿体、线粒体和核糖体等细胞器。对中心法则的考查，多以文字叙述形式呈现。基因的表达与性状的关系常结合遗传规律的应用等进行综合考查。题型既有选择题，又有非选择题。2.预计2025年高考对转录和翻译、中心法则进行考查时，可能会借助一些科研成果或科学发现，将基础知识与科技创新结合；表观遗传的内容是近年命题的热点，不容忽视考点1遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构与功能2.遗传信息的转录提醒（1）一个DNA分子上有许多个基因，其中某个基因进行转录时，其他基因可能转录，也可能不转录。（2）真核生物的核DNA转录形成的mRNA需要在细胞核经加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。3.遗传信息的翻译教材深挖（1）[必修2P67思考·讨论]密码子的简并对生物体的生存发展的意义：当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。（2）[必修2P67图4－6]tRNA含有氢键，3'－端是结合氨基酸的部位，一个tRNA分子中不是只有三个碱基。4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系（1）遗传信息、密码子与反密码子（2）氨基酸与密码子、反密码子的数量关系①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子的简并），可由一种或几种tRNA转运。②一般情况下，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。③终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸；在原核生物中，GUG可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。5.与基因表达有关的数量关系转录、翻译过程中DNA（基因）的碱基数∶mRNA的碱基数∶多肽链的氨基酸数＝6∶3∶1，参考图解如图所示：基础自测1.转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式。（×）2.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。（√）3.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸。（×）4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质。（×）5.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。（×）6.每种氨基酸仅由一种密码子编码。（×）7.DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链。（×）8.起始密码子上具有RNA聚合酶识别、结合位点。（×）提示RNA聚合酶识别、结合位点位于DNA上。9.DNA复制和转录过程中都需要解开DNA双链，都需要解旋酶。（×）提示DNA复制过程需要解旋酶，但转录过程不需要解旋酶，因为RNA聚合酶具有解旋功能。10.一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。（√）11.一个DNA分子上的所有基因的模板链一定相同。（×）12.金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是翻译[2021广东，T7改编]。深度思考1.RNA适合作为信使的原因是什么？提示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.起始密码子AUG决定甲硫氨酸，但为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？提示翻译形成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中可能会被剪切掉。3.根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？提示前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸（在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸），但一种氨基酸可以有多种密码子。4.实际基因表达过程中，DNA（基因）的碱基数、mRNA的碱基数、多肽链的氨基酸数的数量关系不符合6：3：1的原因有哪些？提示（1）基因中的内含子转录后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。（3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。（4）转录出的mRNA中有终止密码子，一般情况下，终止密码子不编码氨基酸。研透高考明确方向命题点1遗传信息、密码子与反密码子的分析与判断1.遗传信息的翻译过程中需要密码子与反密码子的相互识别，从而完成氨基酸的正确连接。下列关于密码子及反密码子的叙述，错误的是（B）A.mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子B.不同生物细胞中，遗传信息翻译时一种密码子只能决定一种氨基酸C.反密码子是tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个相邻碱基D.一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的解析mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子，A正确；在原核生物中，密码子GUG可编码甲硫氨酸，在真核生物中，该密码子编码缬氨酸，B错误；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子配对的三个相邻的碱基，C正确；一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的，如一般情况下，终止密码子没有反密码子，D正确。2.[2023江苏]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（D）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解析tRNA分子内部存在局部双链区，局部双链区存在碱基互补配对，A错误；反密码子5'－CAU－3'只能与密码子3'－GUA－5'配对，相应tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子没有相应的tRNA与其结合，C错误；由题意可知，反密码子第1位的I可与密码子第3位的碱基A、U、C配对，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。命题变式[设问拓展型]在题干条件不改变的情况下，下列叙述错误的是（C）A.反密码子的种类可能少于61种B.密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上C.蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子决定D.多数情况下，密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化解析根据题意可知，反密码子的第1位碱基I与密码子的第3位碱基A、U、C皆可配对，则反密码子的种类可能少于61种，A正确；密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上，B正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，C错误；由于mRNA是由基因经转录产生的，转录过程遵循严格的碱基互补配对原则，所以一般密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化，D正确。命题点2遗传信息的转录和翻译过程分析3.[2023全国乙]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（A）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.②④⑤解析据题意可知，若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，需要加入特殊的氨基酸——甲作为合成肽链的原料，加入tRNA甲的基因，该基因经转录后可产生转运甲的tRNA，还需要加入酶E的基因，酶E的基因经表达后可产生酶E，酶E可催化甲与tRNA甲结合生成甲－tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，故应加入②⑤⑥，A符合题意。【一分钟快解】对于ATP、RNA聚合酶，大肠杆菌中也含有，翻译过程可在大肠杆菌核糖体上进行，不需要加入古菌的核糖体，排除①③④，A符合题意。命题变式[题干拓展型]古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，下列相关说法错误的是（A）A.古细菌利用的氨基酸甲应该是21种氨基酸中的一种B.古细菌含有的能够转运甲的tRNA，其结构可能和其他tRNA不同C.tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的D.古细菌合成含氨基酸甲的蛋白质时遵循碱基互补配对原则解析由题意可知，某种氨基酸是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现，因而可推测，古细菌利用的氨基酸甲应该不是组成人体蛋白质的21种氨基酸中的一种，A错误；古细菌含有特异的能够转运氨基酸甲的tRNA，因而可推测其结构可能和其他tRNA不同，B正确；古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，因而可推测，tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的，C正确；由题干中“已知tRNA甲可以……肽链的合成”可知，古细菌合成蛋白质时也遵循碱基互补配对原则，D正确。4.[2023湖南]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（C）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解析转录时，RN