第6单元 第22课时 基因的表达（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 生物学 第六单元　基因的本质和表达 第22课时　基因的表达 素养目标 1.掌握遗传信息的传递过程，从分子水平阐述生命的延续性，理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 2．通过遗传信息传递过程中的相关数量计算，培养逻辑推理与分析计算能力。(科学思维) 1．RNA的结构 考点一 遗传信息的转录和翻译 2．遗传信息的转录 (1)场所：主要是______，在______、______中也能发生转录过程。 (2)过程 (3)产物：_________________________________。 细胞核 叶绿体 线粒体 信使RNA、核糖体RNA、转运RNA 考点一 遗传信息的转录和翻译 3．遗传信息的翻译 (1)场所：______。 (2)过程 核糖体 考点一 遗传信息的转录和翻译 1．辨析正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)与DNA相比，RNA特有的物质是核糖和尿嘧啶。( 　) (2)真核生物的tRNA呈三叶草结构。( 　) (3)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。( 　) 提示：mRNA的密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。 (4)反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短臂端读取)。( 　) (5)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。( 　) 提示：转录的模板是DNA分子的一条单链，不是mRNA。 √ √ × √ × 考点一 遗传信息的转录和翻译 2．教材深挖 (必修2 P69拓展)据图思考： 考点一 遗传信息的转录和翻译 (2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？ ________________________________________________________ ________________________________________________________ (3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？ ________________________________________________________ ________________________________________________________ 考点一 遗传信息的转录和翻译 答案：(1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个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。其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 (2)方向是A→B。由c所指的三条链越往B侧越长，可确认翻译方向是A→B。 (3)相同。图中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列相同。 考点一 遗传信息的转录和翻译 1．对比分析DNA复制、转录和翻译 项目 DNA复制 转录 翻译 场所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 细胞质中的核糖体 模板 亲代DNA的两条链 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 条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 RNA聚合酶、ATP等 酶、tRNA、ATP等 考点一 遗传信息的转录和翻译 产物 2个双链DNA分子 一条单链RNA(mRNA或tRNA或rRNA) 肽链 特点 半保留复制；边解旋边复制 边解旋边转录 一条mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链 遗传信 息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 续表 考点一 遗传信息的转录和翻译 2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子 (1)相关概念辨析 考点一 遗传信息的转录和翻译 (2)氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 ①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 ②除终止密码子外，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终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。 ④在原核生物中，GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。 考点一 遗传信息的转录和翻译 角度 基于转录和翻译过程，考查生命观念及科学思维 1．下图为某生物细胞中基因X的表达过程，下列相关叙述正确的是(　　) D 考点一 遗传信息的转录和翻译 A．完成过程①的模板是α链 B．过程①和②均在细胞核中完成 C．缬氨酸的密码子是CAA D．mRNA中G的比例与基因X一般不同 考点一 遗传信息的转录和翻译 解析：过程①以DNA一条链为模板合成mRNA，所以过程①为转录，根据mRNA碱基序列再结合碱基互补配对原则可知，转录的模板链是β链，A错误；过程①为转录，主要发生在细胞核中，过程②为翻译，主要发生在细胞质中的核糖体上，B错误；根据mRNA碱基序列以及起始密码子为AUG，再结合翻译出的多肽链中氨基酸的顺序可知，缬氨酸的密码子是GUU，C错误；DNA为双链结构，mRNA为单链结构，mRNA是以DNA的一条链为模板合成的，且基因中有一些不转录的片段，故mRNA中G的比例与基因X一般不同，D正确。 考点一 遗传信息的转录和翻译 2．细胞内不同基因的表达效率存在差异，如下图所示。下列叙述不正确的是 (　　) D 考点一 遗传信息的转录和翻译 A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中 C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物 D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子 考点一 遗传信息的转录和翻译 [多维解题] 考点一 遗传信息的转录和翻译 解析：基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子数量，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的肽链，发生的场所为细胞质中的核糖体，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。 考点一 遗传信息的转录和翻译 3．(2025·安徽六安模拟)RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见下图)。下列相关叙述正确的是 (　　) D 考点一 遗传信息的转录和翻译 解析：RNA与DNA的四种核苷酸都不同，A错误；模板链与RNA链互补，B错误；RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质，C错误；RNA的延伸方向总是从5'→3'，D正确。 考点一 遗传信息的转录和翻译 角度 基于基因表达中的有关计算，考查科学思维 4．某蛋白质的A、B两条肽链是由一个基因编码的，其中A链中的氨基酸有m个，B链中的氨基酸有n个。下列有关叙述正确的是(　　) A．该蛋白质的肽键数为m＋n－1个 B．编码该蛋白质合成的mRNA至少有m＋n＋1个密码子 C．控制该蛋白质合成的DNA上至少有6(m＋n)个碱基 D．基因的两条DNA单链分别编码该蛋白质的两条肽链 C 考点一 遗传信息的转录和翻译 解析：因为肽键数＝氨基酸数－肽链数，故该蛋白质的肽键数为m＋n－2个，A错误；该蛋白质中有m＋n个氨基酸，则编码该蛋白质合成的mRNA中至少含有密码子m＋n个，B错误；DNA(或基因)中的碱基数∶mRNA上的碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1，蛋白质中有m＋n个氨基酸，则控制该蛋白质合成的DNA中至少有6(m＋n)个碱基，C正确；基因的两条DNA单链中只有一条能作为模板转录形成mRNA，再以mRNA为模板翻译形成蛋白质，A、B两条肽链是由基因的不同区段编码的，不是两条DNA单链分别编码A、B两条肽链，D错误。 考点一 遗传信息的转录和翻译 基因表达中的相关数量关系 在不考虑终止密码子时，DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1，但实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1，原因有以下几点： 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。 考点一 遗传信息的转录和翻译 1．提出者：______。 2．中心法则图解 克里克 考点二 中心法则 考点二 中心法则 考点二 中心法则 4.生命是物质、能量和信息的统一体 (1)DNA、RNA是____的载体。 (2)蛋白质是信息的________。 (3) ______为信息的流动提供能量。 信息 表达产物 ATP 考点二 中心法则 1．理清中心法则与基因表达的关系 考点二 中心法则 2．“三看法”判断中心法则各过程 考点二 中心法则 角度 基于中心法则中反映的遗传信息传递的过程，考查生命观念 1．狂犬病是由狂犬病病毒引起的人畜共患的传染病。下图为狂犬病病毒的增殖方式，下列叙述错误的是(　　) B 考点二 中心法则 A．狂犬病病毒的增殖依赖于具有遗传效应的RNA片段 B．狂犬病病毒的增殖过程中需要逆转录酶的参与 C．图中－RNA和＋RNA的碱基之间能够互补配对 D．合成－RNA、＋RNA以及蛋白质的原料和场所均由宿主细胞提供 考点二 中心法则 解析：狂犬病病毒为RNA病毒，其增殖依赖于具有遗传效应的RNA片段，A正确；狂犬病病毒的增殖过程中发生RNA的复制，不需要逆转录酶的参与，B错误；＋RNA是以－RNA为模板合成的，两者的碱基之间能够互补配对，C正确；病毒在宿主细胞中增殖，合成狂犬病病毒的－RNA、＋RNA以及蛋白质的原料和场所均由宿主细胞提供，D正确。 考点二 中心法则 2．(2025·云南昆明模拟)图甲和图乙是两种RNA病毒的繁殖过程。下列相关分析错误的是 (　　) B 考点二 中心法则 A．两种病毒繁殖过程中均有U和A间的碱基互补配对 B. 图乙中的病毒DNA可能作为子代病毒的遗传物质 C．两种病毒繁殖所需的原料都来自宿主细胞 D．两种病毒翻译时所需的酶均由宿主细胞提供 考点二 中心法则 解析：两种病毒繁殖过程中均存在U和A间的碱基互补配对，A正确；图乙中的病毒以RNA作为遗传物质，DNA只是繁殖过程中的一种中间物质，B错误；所有病毒繁殖所需的原料都来自宿主细胞，C正确；病毒翻译时所需的酶是由宿主细胞提供的，D正确。 考点二 中心法则 角度 基于中心法则的相关应用，考查科学探究及社会责任 3．科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种RNA病毒)颗粒加入甲、乙两支试管，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙试管中都不能检测到子代病毒 B．该病毒颗粒中含有与DNA合成有关的酶 C.乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少RNA酶 D．加入RNA酶，甲试管中放射性核酸明显减少 C 考点二 中心法则 解析：甲试管中合成了DNA，发生了逆转录，但是甲试管中不能合成RNA和蛋白质，故甲试管中没有子代病毒；乙试管中只有病毒RNA存在，也不能合成蛋白质，因此乙试管中也没有子代病毒，A正确。甲试管中发生了逆转录完成了DNA的合成，因此加入的病毒颗粒中含有逆转录酶，B正确。乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少合成DNA的原料脱氧核糖核苷酸，C错误。加入RNA酶，病毒模板减少，故甲试管中放射性核酸明显减少，D正确。 考点二 中心法则 1．(2024·湖北高考)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' A 解析：若编码链的一段序列为5'-ATG-3'，则对应的mRNA序列为5'-AUG-3'，则该序列所对应的反密码子是3'-UAC-5'，A符合题意。 2．(2024·贵州高考)如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……下列叙述正确的是 (　　) C A．①链是转录的模板链，其左侧是5'端，右侧是3'端 B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长 C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变 D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 解析：转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3'→5'，即左侧是3'端，右侧是5'端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；mRNA是翻译的模板，但由于密码子的简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。 3．(2024·安徽高考)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是 (　　) C 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶 Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA RNA聚合酶 Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶 Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分。 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶 Ⅰ 和 Ⅲ 的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码RNA聚合酶 Ⅰ 的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 解析：线粒体和叶绿体中都有DNA，两者均是半自主细胞器，基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，影响基因的转录，也影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶 Ⅰ 和 Ⅲ 的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；据表可知，RNA聚合酶 Ⅰ 定位在核仁中，而RNA聚合酶的本质是蛋白质，说明编码RNA聚合酶 Ⅰ 的基因在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 4．(2022·湖南高考)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 (　　) A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链 B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子 D C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译 解析：一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，而是与rRNA分子结合，组装成核糖体，B正确；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，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即可与核糖体结合，开始翻译过程，D错误。 5．(2022·河北高考)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是 (　　) A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 C 解析：RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在氢键的形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在生物体内外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。 6．(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。 下列叙述正确的是 (　　) A．催化该过程的酶为RNA聚合酶 B．a链上任意3个碱基组成一个密码子 C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递 C 解析：图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻的碱基组成一个密码子，B错误；b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。 7．(2023·湖南高考)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如下图所示。下列叙述错误的是 (　　) C A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动 C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成 解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而驱动转录，A正确；翻译时核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使非编码RNA分子CsrB减少，使CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C项分析可知，若CsrA蛋白都结合到CsrB上，则CsrA蛋白没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解，有利于细菌糖原的合成，D正确。 ►情境素材 2020年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位在发现丙肝病毒(HCV)及应对血液传染性肝炎方面作出了决定性贡献的科学家。HCV是一种正链RNA病毒(＋RNA病毒)，能侵染人肝细胞导致丙型病毒性肝炎(丙肝)，威胁着人类的健康。 ►命题设计 设计1　考查信息获取与推断能力 (1)研究发现，HCV入侵或感染宿主细胞需要多种受体和辅助受体参与，如细胞表面的糖胺聚糖(GAG)、CD81蛋白等。据此推测，HCV侵染人体肝细胞，而不侵染其他细胞的根本原因是____________________________________________________________ ___________________________________________________________。 设计2　考查对所学知识的迁移能力 (2)HCV侵入肝细胞后，一方面以＋RNA为模板，指导合成子代HCV的蛋白质，该过程的原料由________提供，此时＋RNA的功能与________(填“rRNA”“mRNA”或“tRNA”)相似；另一方面以＋RNA为模板进行复制，其复制出的产物________(填“能”或“不能”)作为子代HCV的遗传物质，理由是________________________________ ____________________________________________________________。 设计3　考查解决实际问题与长句表达能力 (3)目前科研工作者研发出的有效药物主要是阻止病毒侵染宿主细胞过程，根据侵染过程的不同阶段进行药物的研发，更加具有针对性，结合科学家们对丙肝病毒感染机制的研究成果，请你为丙肝的治疗提供2种思路：___________________________________________ ____________________________________________________________。 答案：(1)控制GAG、CD81蛋白等受体的基因主要在肝细胞表达(或基因选择性表达) (2)肝细胞　mRNA　不能　复制形成的RNA(－RNA)碱基序列与模板链(＋RNA)互补而不相同 (3)抑制肝细胞上有关受体和辅助受体的活性；抑制HCV的复制过程；抑制HCV的翻译过程；诱导产生仅针对被感染肝细胞起作用的细胞免疫 解析：(1)因为控制GAG、CD81蛋白等受体的基因主要在肝细胞表达(或基因选择性表达)，使人体肝细胞上有HCV能够特异性识别的受体，而其他细胞上没有，因此HCV侵染人体肝细胞，而不侵染其他细胞。(2)合成蛋白质的原料是氨基酸，由宿主细胞提供，即由肝细胞提供。mRNA是翻译的模板，故HCV的＋RNA指导合成子代HCV蛋白质的功能和mRNA相似。因为＋RNA复制合成的子链的碱基序列与原序列互补而不相同，所以不能作为子代HCV的遗传物质。(3)根据丙肝病毒感染机制，可以考虑以下思路：破坏人体肝细胞上的有关受体和辅助受体，使HCV无法进入肝细胞；合成－RNA使之与＋RNA结合，进而使＋RNA无法翻译；诱导产生仅针对被感染肝细胞起作用的细胞免疫。 请完成：课时跟踪练(22) 温馨提示 谢谢观看！ (3)产物：肽链蛋白质。 (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．RNA与DNA只有一种核苷酸有差异 B．与RNA序列一致的链是模板链 C．RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子 D．转录时RNA的延伸方向总是从5'→3' $$