2026届高三生物一轮复习课件：第29讲 基因的表达

2026高考一轮复习 第29讲 基因的表达 2 1 遗传信息的转录和翻译 中心法则及基因表达与性状的关系 目 录 contents 遗传信息的转录和翻译 考点1 考点梳理 1.组成核酸的五碳糖有 种，含氮碱基 种，核苷酸 种。 2.RNA初步水解产物为 ，彻底水解产物为 。 3.烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体所含核苷酸种类分别为 种。 4.大肠杆菌细胞内由A、G、C、U4种碱基组成的核苷酸有 种。 5.若DNA和RNA均由相同种类的碱基组成的一段序列，则此DNA和RNA 相同。( ) 8、4、4 7 4种核糖核苷酸 5 DNA和RNA知识回顾 2 8 4种含氮碱基、磷酸、核糖（6分子） × 考点1 遗传信息的转录和翻译 （1）元素组成： 。 （2）基本单位： 。 1、RNA的结构和种类 C、H、O、N、P 核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 考点1 遗传信息的转录和翻译 考点1 遗传信息的转录和翻译 1、RNA的结构和种类 （3）结构和种类 ①mRNA（信使RNA） ③rRNA ②tRNA 核糖体RNA(rRNA） 携带遗传信息，蛋白质合成的模板 识别并转运氨基酸 核糖体的组成成分 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质。 RNA 种类 mRNA—信使RNA tRNA—转运RNA rRNA—核糖体RNA 空间 结构 单链 单链，局部存在双链； 三叶草形（二级结构） 单链 特点 携带从DNA上转录来的遗传信息， 一端携带特定的氨基酸,另一端特定的三个碱基可与mRNA上的密码子互补配对,叫反密码子 核糖体的组成成分 功能 翻译时作模板 识别密码子并转运氨基酸 参与构成核糖体 共同点 都是转录的产物；基本单位都相同；都与翻译过程有关 考点1 遗传信息的转录和翻译 总结为什么RNA适于作DNA的信使呢？ （1）RNA的分子组成与DNA的很相似，也能储存遗传信息，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。 （2）RNA一般是单链，长度比DNA短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中，去指导蛋白质的合成。 （3）遵循“碱基互补配对原则”。 考点1 遗传信息的转录和翻译 （4）RNA与DNA的区别 考点1 遗传信息的转录和翻译 比较项目 RNA DNA 基本组成单位 核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 碱基 A、U、C、G A、T、C、G 五碳糖 核糖 脱氧核糖 分布 主要存在于细胞质中 主要存在于细胞核中 空间结构 通常呈单链结构 一般为规则的双螺旋结构 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，可推断正在发生DNA的合成；若大量消耗U，可推断正在发生RNA的合成。 考点1 遗传信息的转录和翻译 （5）如何根据碱基组成判断DNA与RNA ①看特征碱基； ②看是否符合碱基互补配对原则。即A=T，G=C。 若有T 为DNA 若有U 为RNA 若符合配对原则 为双链DNA 若不符合 为单链DNA 若符合配对原则 为双链RNA或单链RNA 若不符合 为单链RNA 例：30%A，20%G，30%C，20%T组成的遗传物质为 。 单链DNA 考点1 遗传信息的转录和翻译 2、遗传信息的转录 （1）概念：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫做转录。 （2）场所 真核：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 原核：细胞质中 （3）条件 模板 原料 酶 能量 DNA的一条链 细胞中游离的4种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 ATP ，由细胞呼吸提供 考点1 遗传信息的转录和翻译 RNA聚合酶识别、结合位点 （4）过程 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP RNA聚合酶 ①解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开，暴露碱基。RNA聚合酶有解旋作用，可断裂氢键。 考点1 遗传信息的转录和翻译 ②配对：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则与DNA模板链上的碱基互补配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。 考点1 遗传信息的转录和翻译 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U A-U配对，T-A配对，G-C配对，C-G配对 模板链 编码链 （反义链） （有义链） ③连接：在RNA聚合酶的催化下从子链的5'端把单个的核糖核苷酸连接成核糖核苷酸链。 考点1 遗传信息的转录和翻译 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U U A U G C A U G A U C G A G C U U 5' 3' ATP 特点： 边解旋边转录 合成方向： RNA的5’端→ 3’端 形成磷酸二酯键 15 ④释放：合成的RNA从DNA链上释放，DNA双螺旋恢复。 考点1 遗传信息的转录和翻译 U A U G C A U G A U C G A G C U U C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' 细胞质 细胞核 RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 注意：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。 时间 原则 产物 特点 DNA的转录 碱基互补配对原则 A－U、T－A、G－C、C－G RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 边解旋边转录 个体生长发育的整个过程 转录方向 DNA→RNA 遗传信息传递的方向 从RNA的5＇端到3＇端 从DNA的3＇端到5＇端 注意：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 考点1 遗传信息的转录和翻译 问题：一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？ 一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。 转录以基因为单位进行，同一个细胞内的不同基因可以选择性转录。且不同的基因转录使用的模板不一定在DNA的同一条链上。 题型剖析 考点1 遗传信息的转录和翻译 转录方向的判定方法：_________________________为转录的起始方向，即RNA的5'端。 已合成的mRNA 释放的一端 DNA复制和转录的比较 复制 转录 时间 细胞分裂（有丝分裂和减数分裂）前的间期 生长发育过程中 场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 原料 四种脱氧核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 条件 解旋酶、DNA聚合酶和ATP RNA聚合酶和ATP 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录 产物 两个完全相同的DNA分子 一条单链RNA 意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 传递遗传信息，为翻译作准备 考点1 遗传信息的转录和翻译 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）场所 （3）条件 考点1 遗传信息的转录和翻译 细胞质的核糖体上 模板 原料 能量 搬运工具 mRNA 氨基酸 ATP tRNA mRNA上的4种碱基怎样决定蛋白质中的21种氨基酸呢？请分析： ①若1个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基只能决定4(41)种氨基酸； ②若2个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基只能决定16(42)种氨基酸； ③若3个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基能决定64(43)种氨基酸； 因此，mRNA上决定一个氨基酸的碱基至少是3个。 题型剖析 （4）密码子 考点1 遗传信息的转录和翻译 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基为一个密码子 ①密码子认读： mRNA 密码子 5' 3' ②密码子的个数： 共64种密码子 从mRNA的5'→3'，相邻的密码子无间隔、不重叠 第一个 碱基 第二个碱基 第三个 碱基 U C A G U 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 U C A G C 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 U C A G A 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 U C A G G 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 U C A G （4）密码子 考点1 遗传信息的转录和翻译 ③密码子的种类 所以，一般情况下，决定氨基酸的密码子61种。特殊情况下62种。 b.普通密码子：59种； a.起始密码子：共2种，真核生物仅1种为AUG，编码甲硫氨酸；原核生物可以有2种，GUG此时编码甲硫氨酸，如果该密码子不作为起始密码子时，其编码缬氨酸； c.终止密码子：3种，UAA、UAG、UGA一般情况下不决定氨基酸，特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。 （4）密码子 ④密码子的特性 a.专一性： b.简并性： 简并性使得那些由于基因突变造成的密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性提高，可以减少有害突变。 c.通用性： 考点1 遗传信息的转录和翻译 一般一种密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。 地球上几乎所有生物都共用一套密码子，说明地球上生物有共同起源。 GUG可以编码甲硫氨酸和缬氨酸 考点1 遗传信息的转录和翻译 （5）tRNA ①结构：比mRNA小，RNA单链经过折叠形成4环4臂的“三叶草形结构”，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。一端是携带氨基酸的部位（3'-OH端），另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子。 终止密码子一般没有与之对应的反密码子！ 3' 5' 结合氨基酸的部位 碱基配对 mRNA 5' 3' A C U 密码子 U G A 反密码子 mRNA A U U 密码子 U A U 反密码子 考点1 遗传信息的转录和翻译 编码该氨基酸的密码子是：_______，反密码子是_______ 反密码子认读方向_________________________， ____________________________________________。 由结合氨基酸的部位开始读 AUU UUA 由长臂→短臂方向读取，即tRNA的3'端→5'端 考点1 遗传信息的转录和翻译 （5）tRNA ②功能：识别并转运氨基酸进入核糖体。 1种tRNA只能转运1种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。 tRNA与氨基酸之间不是一一对应关系！ 项目 密码子 反密码子 种类 ________种 目前发现有很多种 位置 ________上 ________一端 实质 决定1个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上_______发生________配对的3个相邻的碱基 64 mRNA tRNA 密码子 碱基互补 1 E 2 甲 A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 3’ 5’ 起始密码子 C A U 5’ 3’ ①起始：mRNA进入细胞质，与核糖体结合，形成2个tRNA结合位点；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基（AUG）互补配对，进入位点1。 考点1 遗传信息的转录和翻译 （6）过程 考点1 遗传信息的转录和翻译 （6）过程 1 E 2 甲 ②运输：携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入位点2。 C A U 5’ 3’ 组 G U G 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 3’ 5’ 起始密码子 ③延伸：通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到占据位点2的tRNA上。 考点1 遗传信息的转录和翻译 （6）过程 1 E 2 甲 C A U 5’ 3’ 色 C C A 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 3’ 5’ 起始密码子 组 G U G 5’ 3’ 精 A C G 5’ 3’ 半 G C A 5’ 3’ 半 A C A 5’ 3’ 脯 A G G 5’ 3’ ③延伸：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1。 核糖体移动方向：mRNA的5'→3' 一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链合成。 终止密码子 1 E 2 A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 3’ 5’ 起始密码子 A C A 5’ 3’ 甲 色 组 精 半 半 脯 A G G 5’ 3’ 释放因子 ⑤释放：肽链释放后，不具有相应的生物学功能，需要盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。 考点1 遗传信息的转录和翻译 （6）过程 ④终止：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。直到核糖体读取到mRNA的终止密码子，合成才告终止。 真核生物 核基因：先转录，后翻译 DNA mRNA RNA聚合酶 边转录边翻译（同时进行） 原核生物 细胞质基因：边转录边翻译 考点1 遗传信息的转录和翻译 模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成____个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是__________。 由左往右 考点1 遗传信息的转录和翻译 2　 依据：长的肽链先合成，为翻译起始位置 （7）翻译能精确进行的原因 （8）翻译能高效进行的原因 ①数量：在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，形成多聚核糖体。 考点1 遗传信息的转录和翻译 ① 为翻译提供了精确的模板。 ②通过 的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 mRNA mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子 （8）翻译能高效进行的原因 ③结果：合成多条氨基酸序列完全相同的肽链，因为其模板链相同。 ④意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 ②核糖体移动方向：短肽链→长肽链 考点1 遗传信息的转录和翻译 DNA复制 转录 翻译 时间 场所 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物 方向 信息传递 细胞分裂间期 生长发育过程 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 21种氨基酸 解旋酶，DNA聚合酶 RNA聚合酶 肽酰转移酶 ATP ATP ATP 子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 特定氨基酸顺序的肽链 A-T,T-A,C-G,G-C A-U,T-A,G-C ,C-G A-U,U-A,G-C,C-G 半保留复制 边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多条肽链 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 mRNA的5＇端-3＇端 子链的5＇端-3＇端延伸 4、真核细胞中复制、转录、翻译的比较： 5、遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 间接 直接 3 考点1 遗传信息的转录和翻译 6、基因表达中的相关数量关系 （1）DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1 考点1 遗传信息的转录和翻译 G C A C G T G C A 模板链 丙氨酸 DNA （基因片段） mRNA 氨基酸 DNA 碱基数目 mRNA 碱基数目 氨基酸 数目 ： ： 6 3 1 考点1 遗传信息的转录和翻译 6、基因表达中的相关数量关系 (2) 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转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。 ④合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。　　　 （3）关注计算中的“最多”和“最少”问题 ①mRNA上的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的氨基酸的数目关系：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倍还多。 ③不能忽略“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。 考点1 遗传信息的转录和翻译 [教材新命题点思考] 1．组成蛋白质的21种氨基酸共对应多少种密码子？由此推知1种氨基酸可能对应多个密码子，这对生物体的生存发展有何意义？ 组成蛋白质的21种氨基酸在正常情况下共对应61种密码子，在特殊情况下共对应62种密码子，其意义主要表现为以下两方面： ①增强容错性：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，因而有利于蛋白质或性状的稳定。 ②保证翻译速度：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。 题型剖析 2．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？从核糖体上脱离下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？ 翻译生成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。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，合成才终止。刚从核糖体上脱离下来的产物只能称之为多肽，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。 题型剖析 [模型新命题点思考] 3.右图表示翻译过程，据图回答下列问题： (1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？ 图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义是什么？ a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。题图表示一个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。意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 (2)图中翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？ A→B。由三条肽链长度可看出，越靠近B侧的肽链越长，可确认翻译方向是A→B。 题型剖析 中心法则及基因表达与 性状的关系 考点2 考点梳理 46 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 1、中心法则 克里克 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 （2）克里克提出的中心法则内容 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。 （1）提出者 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 （3）补充后中心法则内容 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 RNA的复制 DNA、RNA是信息的载体 蛋白质是信息的表达产物 ATP为信息的流动提供能量 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 生物种类 遗传信息的传递过程 以DNA作为遗传物质的生物 原核生物 真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 一般RNA病毒 逆转录病毒 (HIV) （4）不同生物遗传信息的传递过程 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 翻译 蛋白质 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 RNA DNA RNA 蛋白质 1 2 3 4 5 1 DNA复制 2 遗传信息转录 4 RNA复制 3 遗传信息翻译 5 逆转录 a.细胞生物和DNA病毒： b.RNA复制类病毒（烟草花叶病毒）： c.逆转录病毒（HIV）： d.根尖分生区细胞： e.叶肉细胞： f.病毒： ①②③ ③④ ⑤①②③ ①②③ ②③ 均不能发生 题型剖析 模板 产物 原料 碱基互补 DNA复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录 DNA DNA RNA RNA mRNA 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 脱氧核苷酸 DNA DNA RNA RNA 多肽 A-T T-A G-C C-G A-U T-A G-C C-G A-U U-A G-C C-G A-T U-A G-C C-G A-U U-A G-C C-G （5）与遗传信息流动有关的几个过程比较 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 （6）±RNA的复制和翻译 正链RNA（+RNA）可直接作为翻译的模板链，产生蛋白质； +RNA复制产生的是其互补链（-RNA），再复制才能产生+RNA -RNA不能直接翻译，需先复制产生+RNA，再翻译产生蛋白质。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 2、基因控制性状的途径 （1）间接途径 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。 如白化病、圆粒和皱粒豌豆、苯丙酮尿症、果蝇的红眼和白眼。 （2）直接途径 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 如囊性纤维化、镰状细胞贫血。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 酪氨酸酶 酪氨酸不能转化为黑色素　 酪氨酸酶 黑色素 （1）间接途径 实例1：白化病 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 无酪氨酸酶的mRNA 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 （1）间接途径 实例2：豌豆的 圆粒与皱粒 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 缺失 3个 A－T T－A 缬氨酸 镰刀状 溶血 性贫血 （2）直接途径 实例1：囊性纤维化 实例2：镰状细胞贫血 注意： (1)生物体的性状受DNA或RNA的控制，但主要通过蛋白质来体现。 (2)基因对性状的间接控制和直接控制大多是通过蛋白质来起作用的，与间接控制相关的蛋白质是酶、激素等，与直接控制相关的蛋白质是生物体的结构物质。 (3)体现某性状的物质并不一定都是蛋白质，如黑色素、淀粉等，此类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的 即基因 酶的合成 产生该非蛋白质类物质的代谢过程 性状。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 控制 控制 控制 3、基因的选择性表达与细胞分化 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 特异性 胰岛素基因 基因的选择性表达 mRNA 蛋白 质 指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。 与基因表达的调控有关 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。 概念 存在时期 机制 4.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 ②RNA干扰（例如miRNA） ①DNA甲基化修饰 ③组蛋白甲基化、乙酰化修饰等 ①DNA碱基序列不变；②可遗传性；③受环境影响；④可逆性的基因表达（如甲基化影响基因表达，去甲基化可恢复基因的表达） 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 ①DNA甲基化：影响转录 部分碱基发生甲基化修饰会干扰RNA聚合酶对DNA的识别和结合，从而抑制基因的表达，甲基化程度越高，Avy基因表达受到抑制越明显，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 Avy基因 a基因 ②组蛋白甲基化：影响转录 组蛋白甲基化后，会使DNA缠绕在组蛋白上更紧，这样DNA不能解开双链从而不能转录，基因不能表达。当甲基化移除后，DNA就又可以转录了。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时，该mRNA发生降解或翻译阻滞，导致基因表达沉默。 DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 ③RNA干扰：影响翻译 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 4、表观遗传 实例1：同卵双胞胎，这种双胞胎是一个精子与一个卵细胞结合产生一个受精卵后再一分为二形成的两个胚胎。他们基因组成相同，但是性状依然有差异。 实例2：蜂王和工蜂，同由受精卵发育而来的蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。表观遗传在其中发挥了重要作用。 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 ①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 ③表观遗传一般是影响基因的表达过程，进而影响蛋白质的合成。　　　 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 注意： 关系 1 2 3 一个基因 一种性状 控制 基因的特异性 如红绿色盲、白化病等单基因遗传病 多个基因 一种性状 控制 多基因效应 如人的身高是由多个基因决定的 一个基因 多种性状 控制 基因的多效性 如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。 基因与性状并不是简单的一一对应的关系，性状=基因+环境 考点2 中心法则及基因表达与性状的关系 5、基因与性状间的对应关系 [经典·基础·诊断] 2．(2024·山东青岛高三质检)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某氨基酸的部分密码子(5′→3′)是丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUG、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是(　　) A．图中①为亮氨酸 B．图中结构②从右向左移动 C．该过程中没有氢键的形成和断裂 D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中 B 题型剖析 3．(2021·河北选择考)关于基因表达的叙述，正确的是(　　) A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录，移动到终止密码子时停止转录 C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 C 题型剖析 考向1　遗传信息的转录和翻译 1．(2024·荆荆随联考)基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。下列表述正确的是(　　) A．DNA转录形成的mRNA，与母链碱基组成、排列顺序都是相反的 B．一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然对应多个密码子 C．转录以核糖核苷酸为原料，翻译以氨基酸为原料，且都遵循碱基互补配对原则 D．在真核生物中，基因的转录和翻译都是在细胞内的不同区室中进行的 C 题型剖析 4．(2023·高考全国卷乙)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(　　) ①ATP ②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．①②⑤ C．③④⑥ D．②④⑤ A 题型剖析 [经典·基础·诊断] 1．(2021·福建选择考)下列关于遗传信息的叙述，错误的是(　　) A．亲代遗传信息的改变都能遗传给子代 B．流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA C．遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则 D．DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性 A 题型剖析 [情境新命题点思考] 2．周期性共济失调是一种由常染色体上的基因(用A或a表示)控制的遗传病，致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常，从而使正常钙离子通道的数量不足，造成细胞功能异常。该致病基因纯合导致胚胎致死，患者发病的分子机理如下图所示。请回答下列问题。 (1)图中①②分别表示什么生理过程？ 图中①过程表示转录，②过程表示翻译。 (2)结构C的形成与什么结构有关？ 结构C为核糖体，核糖体的形成与核仁有关。 (3)若不发生基因突变，是否可能产生异常钙离子通道蛋白？ 可能，如表观遗传。 题型剖析 考向3　基因对性状的控制 6．(2024·广东肇庆高三一模)PEP为油菜细胞中的一种中间代谢产物，在两对独立遗传的等位基因A/a、B/b的控制下，可转化为油脂或蛋白质。某科研组研究出产油率更高的油菜品种，基本原理如下图所示。下列分析错误的是(　　) A．图中过程①③所需酶的种类不同 B．基因B和物质C在物质组成上的差别是碱基种类不同 C．该过程中体现了基因可以通过控制酶的合成间接控制性状 D．图中过程④是通过诱导b链的转录提高油菜出油率 B 题型剖析 [事实概述类] 1．密码子具有简并性，你认为这对生物的生存有何意义？试分析。 ____________________________________________________________________________________________。 2．研究发现细胞中正常的mRNA的寿命从几秒到几天不等，不同种类的mRNA的寿命不同的意义是 ________________________________________________________________。 在一定程度上能防止由于碱基改变而导致的蛋白质的改变，有利于保持蛋白质(或生物性状)的稳定性 使细胞能够快速改变蛋白质合成以响应其不断变化的生理需求(合理即可) 题型剖析 3．某植物花色由三对独立遗传的基因共同决定，若下图是花中相关色素的合成途径，其体现了基因对生物体的性状的控制途径为 ____________________________________________________________。 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 题型剖析 5．人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点________________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是__________________________________。 8．下图为某生物遗传信息传递过程：   图中A表示_____________。某同学判断该图表示的遗传信息传递过程发生在原核细胞中，他判断的依据是_____________________。 不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达 RNA聚合酶 转录和翻译同时进行 题型剖析 6．某野生型水稻叶片绿色由基因C控制，突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由 5′—GAGAG—3′ 变为5′—GACAG—3′，导致第______位氨基酸突变为________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理__________________________________________ ________________。 (部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺) 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成， 导致叶片变黄 题型剖析 真题演练 2.(2021·浙江6月选考)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)，该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如右图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是(　　) A．＋RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能 B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代 C．过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化 D．过程④在该病毒的核糖体中进行 A 题型剖析 3．(2023·海南选择考)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如下图。  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 题型剖析 4．(2023·广东选择考)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 题型剖析 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，导致放射性心脏损伤。 (2)前体mRNA是通过_________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA 和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合，调节基因表达。 自由基 RNA聚合 miRNA 题型剖析 (3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。 (4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。 _________________________________________________________。 促进前体mRNA的合成；促进circRNA的合成；促进P蛋白的合成 miRNA表达量升高，导致其与P基因mRNA的结合量增加，P基因mRNA翻译合成的P蛋白减少，对细胞凋亡的抑制作用减弱　 题型剖析 2．玉米具有能产生紫色素的B -I基因，植株茎秆为紫色，变异类型B′-I植株只有少量紫色条纹，大部分呈绿色，这种性状能够遗传。经检测两种基因中编码蛋白质的序列相同，与B -I类型相比，B′-I类型上游的调控序列甲基化程度更高，如下图所示。下列相关分析正确的是(　　)  A．B′-I类型玉米的产生属于基因突变 B．甲基化调控序列对编码序列的转录有促进作用 C．转录起始位点可与RNA聚合酶结合 D．杂合子自交将产生3∶1的性状分离比 C 题型剖析 $$