高考生物专题知识点归纳总结-基因的表达

高考生物专题知识点归纳总结—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，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体现。考点一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(1)源于必修2P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。②一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。③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。(2)源于必修2P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是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。3．遗传信息的翻译(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子①概念辨析比较项目实质联系遗传信息DNA中脱氧核苷酸的排列顺序遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上；密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基反密码子位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基②数量关系Ⅰ.密码子有64种a．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。b．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；不同生物共用一套遗传密码。Ⅱ.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。Ⅲ.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。(1)必修2P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示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)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？提示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。(3)过程①源于必修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”)只有三个碱基。②源于必修2P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读a．模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左往右。b．模型乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。图中核糖体移动的方向是由右向左；多聚核糖体形成的意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。c．模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。4．DNA复制、转录和翻译的区别项目复制转录翻译作用传递遗传信息表达遗传信息时间细胞分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸能量都需要酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶产物2个双链DNA分子一个单链RNA分子肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C5．基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系特别提醒实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因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，终止密码子不编码氨基酸。考向一遗传信息、密码子、反密码子的分析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答案D解析由图分析可知，①链应为DNA的β链，A项错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。2．生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA上识别遗传密码的三个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是()A．tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷答案C解析根据题干信息可知，此种突变发生在编码tRNA的DNA序列上，且产生了校正tRNA分子，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列，C错误。考向二转录、翻译和复制过程的分析3．DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是()A．种子萌发受R基因和NIC基因共同控制B．R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程C．图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应D．若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变答案D解析分析题意可知，R基因的表达产物可以解除NIC基因的甲基化，使NIC基因表达，从而影响种子萌发，即种子萌发受R基因和NIC基因共同控制，A正确；图甲为转录，图乙为翻译，R基因缺失突变体细胞中的NIC基因被甲基化，不能发生转录和翻译，即不能发生图示过程，B正确；图甲中C链是RNA链，故合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应，C正确；决定氨基酸的是mRNA上的密码子，若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，肽链中氨基酸种类不发生改变，D错误。4．(2022·湖南长沙市雅礼中学高三一模)植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境，如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如图1，植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图2。下列说法错误的是()A．实验结果表明，自然条件下OrERF基因的表达水平较低，高盐处理12小时后，OrERF基因的表达显著增加B．转录因子OrERF合成的场所是附着在内质网上的核糖体，发挥作用的场所主要是细胞核C．转录因子OrERF的作用机理可能是通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶与DNA上特定的序列结合，启动转录的过程D．干旱、高盐、低温等不同环境条件诱导植物产生的转录因子OrERF的空间结构可能不相同，从而调控不同基因的表达答案B解析图1实验结果表明，自然条件下(未经高盐处理)水稻中OrERF基因的表达较低，高盐处理12小时后OrERF基因的表达显著增加，A错误；转录因子OrERF是一类蛋白质，是胞内蛋白，其合成场所是细胞质中的核糖体，而不是附着在内质网上的核糖体，转录因子OrERF作用于转录过程，而转录的主要场所是细胞核，因此转录因子OrERF作用的场所主要是细胞核，B错误；由图可知，转录因子OrERF通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶，启动转录的过程，C正确；转录因子OrERF是一类而不是一种蛋白质，从图中可以看出转录因子OrERF在结构上具有特异性，除了与RNA聚合酶特异性结合外，还可以与结合在基因调控序列上的某种特定结构特异性结合，在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，会导致植物体表达出不同的OrERF蛋白，以调控不同基因的表达，从而适应高盐、干旱、低温等不同环境，D正确。考向三基因表达中的有关计算5．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()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24%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可能相同答案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。6．下图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键，(二硫键是由2个－SH连接而成)，下列说法错误的是()A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888答案C解析转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。考点二中心法则1．提出者：克里克。2．补充后的内容图解3．各种生物遗传信息的传递途径(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：。(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递。(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递。(4)高度分化的细胞遗传信息的传递。4．生命是物质、能量和信息的统一体(1)DNA、RNA是信息的载体。(2)蛋白质是信息的表达产物。(3)ATP为信息的流动提供能量。考向遗传信息传递过程分析7．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙述错误的是()A．图1所示过程可在原核细胞中进行，其转录和翻译过程可同时进行B．图2中过程c和d的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同C．图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解D．图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程答案C解析图1所示过程中转录和翻译同时进行，可在原核细胞中进行，A正确；图2中c为翻译，d为RNA的复制，都涉及A－U、G－C配对，B正确；酶甲和酶乙分别是DNA聚合酶与RNA聚合酶，催化形成的都是磷酸二酯键，但酶丙是解旋酶，催化的是氢键的水解，C错误；图1体现了图2中的aDNA复制、b转录、c翻译三个生理过程，D正确。8．TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，在转录mRNA前，先由转录因子TFⅡ－D蛋白和TATA框结合，形成稳定的复合物，然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。继而基因进行表达形成相应的蛋白质分子。下图所示为人体内基因1、基因2表达从而控制生物性状的过程，以下说法正确的是()A．T