高三生物一轮复习课件：基因的表达

第20讲基因的表达课标要求:1.概述DNA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考情分析新旧教材对比增：①mRNA和tRNA的3′端和5′端；②基因的选择性表达与细胞分化；③表观遗传。改：①密码子表；②密码子的破译由选学变为“科学史话”。删：细胞质基因。考点由高考知核心知识点预测基因的表达、基因与性状的关系考点一：遗传信息的转录和翻译（3年44考，全国卷3年4考）（2024

安徽、2024

湖北）基因表达（2024河北）基因表达、RNA（2024甘肃）基因与性状的关系（2024浙江）甲基化（2023

广东、2023

湖南）基因表达（2023

浙江、2023

湖南）基因表达（2023

湖南、2023

山东）RNA（2023

海南、2023

天津）甲基化（2023

广东）中心法则（2023海南、2023山东）基因与性状的关系（2023全国、2023浙江）基因与性状的关系（2022

广东、2022福建）RNA（2022浙江、2022河北）中心法则题型：选择题、解答题内容：分析近三年的高考试题，可以发现高考试题均考查遗传信息的本质；复制机转录和翻译过程；生物的变异内容。2025年高考很可能在呈现现实中的问题情景，让学生运用相关基础知识，分析转录翻译过程及变异类型发生的原因及结果的推测。考点二：中心法则（3年10考，全国卷3年0考）考点三：基因表达与生物性状的关系（3年9考，全国卷3年1考）知识构建

考点一:基因指导蛋白质的合成

自主梳理课本（必修二）4.1（第64页-68页）1.为什么RNA适合做信使？3种RNA的作用分别是什么？有什么异同？

2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子的位置及作用分别是什么？

3.转录的场所、条件、特点、方向分别是什么？4.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？5.翻译的场所、条件、特点分别是什么？多聚核糖体有什么意义？

6.转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条链的碱基序列各有哪些异同？

7.写出①密码子与氨基酸的关系；②密码子与tRNA（反密码子）的关系；③氨基酸与tRNA的关系

8.密码子简并性对生物体的生存发展有什么意义？

考点一:基因指导蛋白质的合成即基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程。基因的表达:【教材隐性知识】RNA适合做信使的原因是：①RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；②一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中

考点一:基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构和种类元素组成：基本单位:C、H、O、N、P核糖核苷酸磷酸基团核糖含氮碱基核糖P含氮碱基CH2O1'2'3'4'5'OHHOHHHH核糖PA核糖PC核糖PG核糖PU(4种)核糖核苷酸链

考点一:基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构和种类1.种类及功能信使RNA（mRNA）：转运RNA（tRNA)：合成蛋白质的直接模板核糖体RNA（rRNA)：与蛋白质构成核糖体知识链接：核仁与rRNA和核糖体的形成有关病毒RNA:RNA病毒的遗传物质酶：少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能。mRNA蛋白质rRNAtRNA识别密码子，转运氨基酸

考点一:基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构和种类【归纳总结】DNA与RNA的判断方法(1)若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为________；有核糖一定为_________。(2)若含“T”，一定为________或其单位；若含“U”，一定为________或其单位。因而用放射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA或RNA。若细胞中大量利用“T”，可认为进行DNA的_________；若大量利用“U”，可认为进行_________的合成。(3)若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，则为________链DNA，因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。(4)若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是_______链DNA(可能为单链______，也可能为______)。RNA复制RNADNADNARNA双DNARNA单

考点一:基因指导蛋白质的合成二、遗传信息的转录（DNA→RNA）以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程1.概念：2.场所：主要在细胞核，也可以在线粒体和叶绿体（细胞质）中3.过程：

考点一:基因指导蛋白质的合成3.过程：RNA聚合酶识别并结合启动子一条链4种核糖核苷酸RNA分子DNA链形成磷酸二酯键注意：不需要解旋酶5′（mRNA、tRNA、rRNA）一个基因转录时以基因的1条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链

(填“一定”或“不一定”)相同。【教材隐性知识】不一定3′5′3′3′5′转录方向的判定方法：___________________________________为转录的起始位置。已合成的mRNA释放的一端(5′－端)

考点一:基因指导蛋白质的合成

碱基互补配对A－U、T－A、G－C、C－G原则:产物:特点:RNA（mRNA、tRNA、rRNA）边解旋边转录遗传信息传递的方向:DNA→RNA遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备转录的意义:mRNA的延伸方向:从子链5′-端到3′-端时间:个体生长发育的整个过程二、遗传信息的转录

考点一:基因指导蛋白质的合成二、遗传信息的转录【拓展延伸】有义链和反义链有义链或编码链:

反义链或模板链:

基因中具有转录功能的链,

即与有义链互补的链。基因中无转录功能的链,与转录产物mRNA碱基序列相同的那条链(除用T代替U外)。ATTCAGCACTTAAGTCGTGA3′5′5′3′AUUCAGCACU3′5′转录有义链或编码链反义链或模板链mRNA

考点一:基因指导蛋白质的合成二、遗传信息的转录【拓展延伸】有义链和反义链

在一个含有若干基因的DNA分子中,各个基因的有义链,并不一定都在同条链上,也就是说,DNA双链中的一条链对某些基因来说是有义链,而对另一些基因来说则是反义链(如下图)。【注意】转录是以基因为单位进行（并非整个DNA），在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录。

考点一:基因指导蛋白质的合成二、遗传信息的转录

考点一:基因指导蛋白质的合成三、遗传信息的翻译（RNA→蛋白质）1.概念：2.场所：以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程核糖体3.密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。

考点一:基因指导蛋白质的合成(1)密码子的特性①（一般）一个密码子只对应一种氨基酸③地球上几乎所有生物都共用一套密码子（专一性）（简并性）（通用性）增加密码子的容错性、保证翻译的速度生物有共同的起源、生命的统一性3.密码子：第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止，硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG②一种氨基酸可对应一个或多个密码子

考点一:基因指导蛋白质的合成第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止，硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG3个终止密码:（一般不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA2个起始密码:AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸、甲硫氨酸）43=64种(2)密码子的种类【特别注意】特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下，决定氨基酸的密码子61种，特殊情况下62种。

考点一:基因指导蛋白质的合成4.转运工具：tRNA（1）形态：三叶草形

1种tRNA只能转运一种氨基酸。（2）tRNA与氨基酸的对应关系：1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输源于必修2P67“图4－6”：tRNA

(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中

(填“是”或“不是”)只有三个碱基。含有不是【教材隐性知识】【特别注意】反密码子读取方向：3′→5′

考点一:基因指导蛋白质的合成三、遗传信息的翻译5.翻译的过程：UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸核糖体mRNACUUAGGAAUC1号2号(1)mRNA进入细胞质，与核糖体结合（形成两个位点）。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。(2)携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点25′3′

考点一:基因指导蛋白质的合成5.翻译的过程：UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号2号(3)甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。脱水缩合5’3’

考点一:基因指导蛋白质的合成5.翻译的过程：UAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号2号脱水缩合5’3’(4)核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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

考点一:基因指导蛋白质的合成5.翻译的过程：(4)核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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，继续肽链的合成甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号AUG异亮氨酸脱水缩合5’3’2号

考点一:基因指导蛋白质的合成5.翻译的过程：

就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止甲硫氨酸ACU天冬氨酸mRNACUUAGGAAUC肽键1号2号AUG异亮氨酸5’3’CUUAGGAAUC

考点一:基因指导蛋白质的合成模板：mRNA原料：21种氨基酸能量：由细胞呼吸提供

酶：多种酶场所：核糖体

转运工具：tRNA特点：翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸条件

碱基互补配对具有特定氨基酸顺序的蛋白质产物原则G－C、C－G、U－A、A－UmRNA-tRNA三、遗传信息的翻译

高考真题演练

1.（2024·湖北·高考真题）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（

）A．5＇—CAU—3＇

B．5＇—UAC—3＇

C．5＇—TAC—3＇ D．5＇—AUG—3＇

考点一:基因指导蛋白质的合成三、遗传信息的翻译6.多聚核糖体：一条mRNA链上结合多个核糖体①图中翻译方向是

，判断依据是_______________________________。②图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义是____________________________________________________。从左向右多肽链的长短，长的翻译在前少量的mRNA分子可以迅速合成出大量相同的多肽链

考点一:基因指导蛋白质的合成三、遗传信息的翻译7.真核生物与原核生物转录、翻译比较：真核生物先转录，后翻译DNAmRNA边转录边翻译原核生物注:真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译

考点一:基因指导蛋白质的合成三、遗传信息的翻译8.基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算：结论:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸组氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA遗传信息遗传密码反密码子氨基酸序列基因的碱基：信使RNA的碱基：氨基酸=6

3

1

4

基因表达中的相关计算

②在基因片段中，有的片段（如非编码区）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。

实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。

1

基因表达的过程分析（高频）

A

2.（2021·河北卷）关于基因表达的叙述，正确的是(

)

。C

3.（2023·张掖开学考）原核生物和真核生物在基因表达方面既有区别又有联系，下图甲和图乙为两类不同生物细胞内基因表达示意图。回答下列问题：甲乙

细胞分裂前的间期半保留复制（或边解旋边复制或多起点复制）

细胞中没有由核膜包被的细胞核

起始密码子、终止密码子

多肽链的长短相同（4）若图乙是某镰状细胞贫血患者的异常血红蛋白基因表达的过程，则异常血红蛋白基因与镰状细胞贫血性状的控制关系是__________________________________________________________________________。

异常血红蛋白基因通过控制合成异常的血红蛋白直接控制患者的镰状细胞贫血性状

CA.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸B.②和③编码的氨基酸序列长度不同C.②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近D.密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸

C

CA.24，48，8

B.24，8，48

C.27，54，9

D.27，9，54

5

以情境为载体考查基因表达的调控（高频）

C

回答下列问题：（1）放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。自由基

考点一:中心法则一、中心法则1.提出者：克里克2.补充后的内容图解:复制DNA逆转录转录复制RNA翻译蛋白质体现了遗传信息流向

考点一:中心法则3.写出下列部分生物中心法则表达式生物种类举例遗传信息的传递过程DNA病毒T2噬菌体RNA病毒烟草花叶病毒逆转录病毒艾滋病病毒细胞生物动物、植物、细菌、真菌等请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式:请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：

考点一:中心法则二、生命是物质、能量和信息的统一体生命是物质、能量和信息的统一体在遗传信息的流动过程中【归纳总结】(必修2P69“拓展应用”)抗生素通过与

结合,抑制肽链的延伸;或抑制细菌DNA的复制;或抑制细菌_______________的活性来抑制转录,从而抑制细菌的生长。

核糖体RNA聚合酶蛋白质是信息的表达产物ATP为信息的流动提供能量DNA、RNA是信息的载体1.下表表示中心法则中的几个过程，下列相关判断错误的是(

)

。过程模板原料产物所需的酶甲

①

②乙

脱氧核苷酸

③丙

氨基酸④—丁

脱氧核苷酸⑤⑥戊⑦核糖核苷酸

—A

2.（2022·河北卷）关于中心法则相关酶的叙述，错误的是(

)

。C

2

中心法则与疾病治疗

药物名称作用机理羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成放线菌素D抑制

的模板功能阿糖胞苷抑制

聚合酶活性A

考点三:基因表达与性状的关系

自主梳理课本（必修二）4.2（第71页-74页）1.基因表达产物与性状的关系？

2.表观遗传？有什么特点

3.基因与性状的关系？

考点三:基因表达与性状的关系一、基因控制生物性状的途径1.间接控制途径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基因酶的合成控制生物的性状间接控制代谢过程控制例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等2.直接控制途径基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。基因蛋白质的结构控制生物的性状直接控制例如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等

考点三:基因表达与性状的关系一、基因控制生物性状的途径1.间接控制途径①白化病致病机理图解控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸不能正常转化为______________不能正常合成缺乏黑色素，表现_______酪氨酸酶黑色素白化病基因酶代谢过程生物性状控制控制控制思考：老年人头发变白与白化病的原因相同吗？

考点三:基因表达与性状的关系一、基因控制生物性状的途径1.间接控制途径②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解正常正常正常升高基因突变基因重组异常降低受阻降低失水外来DNA插入

考点三:基因表达与性状的关系一、基因控制生物性状的途径2.直接控制途径缺失3个A－TT－A缬氨酸镰刀状溶血性贫血属于基因突变

考点三:基因表达与性状的关系二、基因的选择性表达与细胞分化mRNA蛋白质思考：细胞分化的“变”与“不变”不变：_________________________改变：_________________________①DNA②mRNA③tRNA④rRNA⑤蛋白质的种类

⑥细胞的数目

⑦细胞的形态、结构

⑧细胞的生理功能①

③

④

⑥

②

⑤

⑦

⑧遗传物质相同形态和功能细胞分化的结果：由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中

和

不完全相同，从而导致细胞具有不同的

。基因的选择性表达与

有关。基因表达的调控

考点三:基因表达与性状的关系三、表观遗传及基因与性状其他几种关系1.表观遗传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。定义存在时期类型表观遗传普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。特征②非编码RNA干扰（例如miRNA）①DNA甲基化修饰③组蛋白甲基化、乙酰化等可遗传性、可逆性、DNA不变属于可遗传变异

考点三:基因表达与性状的关系三、表观遗传及基因与性状其他几种关系DNA甲基化示意图胞嘧啶5-甲基胞嘧啶甲基化SAHSAMCH3CH3DNA的碱基序列没有发生变化，但部分碱基发生了甲基化修饰。

考点三