高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第3讲基因的表达课件

第3讲基因的表达课标考情——知考向核心素养——提考能课标要求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生命观念结合DNA双螺旋结构模型，阐明基因表达过程科学思维运用中心法则，建立模型社会责任结合实例分析基因表达异常情况，形成关注社会、关注人体健康的理念科学探究模拟中心法则各过程的实验目录1自主学习·巩固基础2重难探究·素养达标3典题演练·破解高考知识点一RNA的结构和种类［自主学习］核糖核苷酸A、U、C、G单链细胞核细胞质密码子氨基酸核糖体［自主检测］1.思考判断(1)细胞中的核酸有DNA和RNA，但只有DNA才是遗传物质。(

)(2)只有DNA中才有碱基对及氢键。(

)(3)RNA均合成于细胞核中。(

)(4)线粒体、叶绿体及核糖体中都含有RNA。(

)√√××2.热图导析(1)图中表示的是哪种RNA？该RNA是通过什么过程产生的？

。

(2)该RNA的功能是什么？在什么过程参与？_______________________________________________。(3)该RNA中是否含有碱基对和氢键，其他两种RNA呢？______________________________________________________________。提示：tRNA，是通过转录产生的

提示：运输氨基酸，在翻译过程参与

提示：含有，其他两种RNA(mRNA和rRNA)不含有

知识点二遗传信息的转录与翻译［自主学习］1.过程DNA的一条链核糖核苷酸RNA聚合酶A—UtRNA、rRNA核糖体mRNA

tRNAU—A2.辨析密码子与反密码子项目密码子反密码子位置________上________上种类

种，其中决定21种氨基酸的密码子有

种，________

________有3种(UGA在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸)

种

功能决定相应氨基酸与mRNA上的________互补配对mRNAtRNA

6462

终止密码子62密码子［自主检测］1.思考判断(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。(

)(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多。(

)(3)细菌的一个基因转录时只有一条DNA链作为模板。(

)(4)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。(

)×××√(5)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，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核。(

)×2.深挖教材(1)真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mRNA含有900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成，这说明了_______________________________________________________________。(2)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸，原因是_______________________________________________________________

__________________________。提示：刚转录出来的mRNA需要加工

提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉(3)原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是____________________________________________________________________________________________________________。提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译知识点三基因对性状的控制［自主学习］1.用字母表示下列生物的遗传信息传递过程(1)噬菌体：________。(2)烟草花叶病毒：________。(3)烟草：

。

(4)艾滋病病毒：_____________。a、b、cd、ca、b、ce、a、b、c2.基因对性状的控制途径［连一连］3.表观遗传(1)概念。生物体基因的碱基序列________，但________和________发生________变化的现象，叫作表观遗传。(2)现象。除了DNA甲基化，构成染色体的________发生甲基化、________等修饰也会影响基因的表达。保持不变基因表达表型可遗传组蛋白乙酰化［自主检测］1.思考判断(1)依据中心法则(如图)，判断下列相关叙述：①生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中。(

)②核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。(

)③HIV侵入人体后，合成子代HIV蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节。(

)√√√(2)下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：①基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。(

)②基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。(

)③d、e过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。(

)④图中a、b过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。(

)×√√√2.深挖教材在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。根据上述资料解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王DNA的复制、转录和翻译［深度讲解］1.常考图示解读2.DNA复制、转录和翻译的比较3.相关数量关系(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1。(2)计算中“最多”和“最少”的分析。①mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子(UAA、UAG)不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。

油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：

。

提示：抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，请解析原因：

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多密码子、tRNA和氨基酸的对应关系①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。②一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密码子有64种(3种终止密码子，62种决定氨基酸的密码子)。［考向预测］(一)密码子、反密码子、氨基酸间的关系

(素养目标：科学思维)1.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。下列说法中正确的是(

)A.由图分析可知①链应为DNA的α链B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUAD.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行D

【解析】根据碱基互补配对原则，可知①链是DNA的β链，A错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B错误；tRNA的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D正确。(二)考查细胞中DNA复制、转录和翻译的区别与联系

(素养目标：科学思维)2.下列有关图示生理过程的描述，错误的是(

)A.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成B.甲、乙、丙三个过程均能在胰岛B细胞核内进行C.图乙表示翻译，多个核糖体最后合成出的多肽链相同D.图甲中若复制起始点增多，细胞可在短时间内完成DNA分子的复制B

【解析】图中甲为DNA分子的复制、乙为翻译过程、丙表示转录过程。DNA双链解旋破坏氢键，DNA双链形成及转录时形成DNA—RNA区域有氢键形成，故DNA复制和转录过程都存在氢键的破坏和氢键的形成，A正确；细胞核内进行的是DNA复制和转录过程，胰岛B细胞是高度分化的细胞，不能进行DNA复制过程，B错误；一条mRNA可以结合多个核糖体，合成多条氨基酸序列相同的肽链，C正确；若DNA复制时有多个起点，则可以在短时间内完成DNA分子的复制，D正确。(三)原核细胞和真核细胞中基因表达过程的区别(素养目标：科学思维)3.如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述不正确的是(

)A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5'端到3'端C

【解析】图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录还没有完成翻译过程就已经开始，两个过程能同时发生。图甲、乙细胞都表示转录和翻译过程，所以遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。原核生物没有线粒体，能量只能由细胞质基质提供；真核细胞和原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的。多聚核糖体翻译过程的模板链相同，所以每个核糖体合成的多肽链相同，翻译的方向是由5'端到3'端。(四)基因表达中的相关计算(素养目标：科学思维)A.造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核B.已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为29%C.同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同D.胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同4.图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是(

)D

【解析】造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；转录时α链及其模板链中鸟嘌呤(G)分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链中的C占27%，则模板链C+G占44%，因此双链DNA中的C+G占44%，双链DNA分子中A+T占56%，双链中A=T，则该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；同一种tRNA的反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；相同DNA在不同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA可能不同，但是控制基本生命活动的基因(管家基因)在胰岛B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA也可能相同，D正确。三种翻译模型的分析判断(1)图甲翻译模型分析：①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链；②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点；③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸；④翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)，翻译停止；⑤翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。(2)图乙表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，b、c、d、e表示正在合成的4条多肽链，一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体，迅速合成大量的蛋白质。(3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。中心法则的内容与各种生物的信息传递［深度讲解］1.中心法则的图解生物种类遗传信息的传递过程病毒类生物DNA病毒某些RNA病毒逆转录病毒

细胞类生物2.基因控制性状的途径3.表观遗传的实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传。项目柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B性状表现开两侧对称花开辐射对称花Lcyc基因测序结果植株A和植株B碱基组成及序列一样，没有差异Lcyc基因表达情况检测表达不表达Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化杂交实验植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F2绝大部分植株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花(2)小鼠毛色的遗传(将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交)。子一代小鼠基因型子一代均为Avya子一代小鼠表型不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型Avy基因甲基化检测毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越高

根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。

病毒遗传信息的传递过程(1)图甲为新型冠状病毒侵染人体细胞的过程示意图，请结合中心法则写出新型冠状病毒遗传信息的传递过程。图甲【答案】提示：(1)(2)图乙为HIV侵染T淋巴细胞的过程示意图，请结合中心法则写出HIV遗传信息的传递过程。图乙(2)【答案】提示：(3)HIV的遗传信息传递过程与新型冠状病毒有何不同？HIV是RNA逆转录病毒，新型冠状病毒是RNA病毒(无逆转录酶)，新型冠状病毒没有逆转录、DNA的复制和转录过程。【答案】提示：基因与性状关系的四个易混点(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如

，基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。［考向预测］(一)考查中心法则的内容及补充(素养目标：生命观念)1.下图表示生物界完整的中心法则。下列有关叙述不正确的是(

)A.①②③过程都需要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行B.若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0C.在蓝细菌中，②③过程可在细胞同一区域同时发生D.④⑤过程发生在某些病毒体内D

【解析】①②③过程分别是DNA的复制、转录和翻译，这三个过程都需要模板、原料、酶和能量，且含有基因的结构中都会发生这三个过程，例如乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体，A正确。由于DNA复制具有半保留复制的特点，且在第二次有丝分裂后期姐妹染色单体变成染色体之后的分配是随机的，所以将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0，B正确。原核细胞中转录和翻译同时在细胞质中进行，C正确。④是逆转录过程，⑤是RNA分子复制过程，只能发生在被某些病毒侵染的细胞中，而不能发生在病毒体内，D错误。(二)考查基因与性状的关系(素养目标：生命观念)A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症B.由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同C.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系D.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状2.如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是(

)D

【解析】由题图可知，酶⑤缺乏，不能合成黑色素，患白化病，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化成乙酰乙酸，患尿黑酸症，A正确；由题图可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形成的产物不同，B正确；酶①异常，会导致苯丙酮酸的积累，此外还会导致不能合成黑色素，即白化病的产生，这说明一个基因可以影响多个性状表现，这可以说明基因和性状之间并不是简单的一一对应关系，C正确；该图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物体的性状，D错误。3.(2023年广东韶关统考期末)蜂群中少数幼虫一直取食蜂王浆发育成蜂王，大多数幼虫以花粉和花蜜为食发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域甲基化(如下图所示)。工蜂与蜂王的DNA碱基序列没变，但是蜂王的DNA甲基化程度低于工蜂。若敲除DNMT3基因，喂食普通花蜜的幼虫也发育成蜂王。下列相关叙述正确的是(

)A.甲基化通过改变蜜蜂的遗传信息来改变性状B.DNA的甲基化修饰不可以遗传给后代C.敲除DNMT3基因与取食蜂王浆有相反效果D.DNA甲基化可能影响转录，干扰RNA聚合酶与基因结合D

【解析】DNA甲基化不改变碱基的排列顺序，即不改变蜜蜂的遗传信息，A错误；DNA甲基化修饰可以遗传给后代，B错误；题干中敲除DNMT3基因与取食蜂王浆都能使幼虫发育成蜂王，推知它们对幼虫的发育具有相同的作用，C错误；DNA甲基化影响基因的表达，可能干扰RNA聚合酶与基因结合从而抑制基因的转录，D正确。“三看法”判断中心法则各过程1.(2023年海南卷)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是(

)A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同B

【解析】D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5'-GTACGC-3'，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'，B正确；DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。2.(2023年浙江卷)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(

)A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化B

【解析】图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。3.(2022年湖南卷)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是