专题18 基因的表达-2022年高考生物一轮复习夯实基础核心素养

第18讲　基因的表达 内容考情——知考向 核心素养——提考能 内容要求 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 2.概述基因与性状的关系 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 近三年考情 2020·江苏卷，9、2020·江苏卷，30 2020·江苏卷，27 科学探究 模拟中心法则各过程的实验，提升对实验结果的分析能力 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 考点一　遗传信息的转录和翻译 1.RNA的结构与功能 提醒　DNA和RNA的区别 (1)正确判断DNA和RNA ①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA； ②含有碱基U或核糖⇒RNA。 (2)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，可推断正在进行DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。 2.转录　以基因为单位进行，在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录。 (1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 (2)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。 (3)过程 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，它们之间互不影响。 (2)真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。 (3)转录完成后，RNA从DNA上释放，原DNA恢复双螺旋结构。 3.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)场所或装配机器：核糖体。　唯一场所 (3)过程 (4)产物：多肽蛋白质 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、密码子与反密码子之间的联系 (2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系 ①密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种)；不同生物共用一套遗传密码。 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)在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合(√) (2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对(√) (3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子(×) (4)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(×) (5)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率(×) 1.(科学思维)RNA和DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。 2.(科学思维)真核生物翻译时少量的mRNA可迅速合成大量的蛋白质的原因是一个mRNA分子可结合多个核糖体同时进行翻译。 3.起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？ 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往往会被剪切掉。翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。 4.密码子的简并性有怎样的生物学意义？ 提示　可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。 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 DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。 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 ①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA 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 ④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸 4.真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法 考向1　转录和翻译过程分析，考查科学思维能力 1.(2020·江苏淮阴、姜堰联考)如图为基因表达过程中相关物质间的关系图，下列叙述错误的是(　　) A.过程①②中均发生碱基互补配对 B.在原核细胞中，过程①②同时进行 C.c上的密码子决定其转运的氨基酸种类 D.d可能具有生物催化作用 答案　C