第31讲 基因的表达 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因的表达”核心考点，覆盖转录、翻译过程及中心法则等课标要求内容，通过对比表格梳理复制与转录差异、归纳碱基数量关系规律，对接高考评价体系，分析碱基计算、过程辨析等高频题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题演练与科学思维培养，精选2025年湖南、广东等地真题，结合结构与功能观解析RNA作为信使的原因，通过易错辨析（如tRNA结构判断）和典例分析（DNA碱基比例计算），帮助学生掌握答题逻辑，提升得分率，为教师提供系统复习框架，助力高效备考。

第六单元 遗传的物质基础 第31讲 基因的表达 一轮复习：必修2 遗传与进化 课标要求 核心素养 1.概述遗传信息的转录和翻译。 2.了解基因与性状关系的复杂性。 3.概述细胞分化的实质是基因选 择性表达的结果 4.能够对表观遗传的实例进行分 析。 1.通过DNA双螺旋结构模型，理解DNA分子 转录、翻译的过程，培养结构与功能观。 2.运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传 信息通过RNA指导蛋白质合成的过程。 3.通过模拟中心法则各过程实验，提升对 实验结果的逻辑分析能力。 4.结合实例分析基因表达的异常情况，形 成关注社会、关注人类健康的理念。 第31讲 基因的表达 自主梳理课本必修2《遗传与进化细胞》P63-70 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？ 9.写出完整的中心法则，并说明体现了基因的哪两大功能？ 10.基因与性状的关系是怎样的？ 基因指导蛋白质的合成 中心法则的提出及发展 1 2 第31讲 基因的表达 考 点 4 表现性状 DNA（基因） 遗传信息 蛋白质 基因的表达 转录 翻译 mRNA 碱基排列顺序 基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。 基因的表达： 考点一：基因指导蛋白质的合成 G 3’ 5’ A U C 一、RNA的结构和种类 元素组成 小分子 C、H、O、N、P 基本单位 核糖核苷酸 3’ 核糖核苷酸链 磷酸 二酯键 腺嘌呤 胞嘧啶 鸟嘌呤 磷酸 A C 1’ 2’ 4’ 5’ U 核糖 G 含Ｎ碱基 尿嘧啶 OH 作为DNA的信使， 是蛋白质合成的模板 转运氨基酸，识别密码子 核糖体的组成成分 ①信使RNA (mRNA) ②转运RNA (tRNA) ③核糖体(rRNA) 1.RNA的分子结构 2.RNA的种类及功能 RNA一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 RNA病毒的RNA是遗传物质 少数酶为RNA，起催化作用 考点一：基因指导蛋白质的合成 项目 空间结构 名称 组成 基本单位 结构 存在部位 功能 核糖核酸 脱氧核糖核酸 核糖核苷酸 脱氧（核糖）核苷酸 一般为单链 一般为双链，双螺旋结构 主要存在于细胞质中 主要存在于细胞核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、 含氮碱基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脱氧核糖、磷酸、 含氮碱基：A、G、C、T 传递遗传信息 携带遗传信息 RNA和DNA的区别 DNA RNA 单链 双螺旋 考点一：基因指导蛋白质的合成 1.rRNA的形成与细胞核中的______有关; tRNA是否有氢键。______ tRNA上只含有3个碱基吗？____。tRNA比mRNA____。 tRNA结合氨基酸的部位是右图中的_______端。 RNA中嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量_________相等。 与DNA相比，RNA特有的碱基为______________。 7.组成核酸的五碳糖有 种，含氮碱基 种，核苷酸 种。 8.RNA初步水解产物为 ， 彻底水解产物为 。 9.烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体所含核苷酸种类分别为 种。 10.大肠杆菌细胞内由A、G、C、U4种碱基组成的核苷酸有 种 11.RNA适于作DNA信使的条件是 ； 。 否 不一定 有 小 -OH 核仁 U(尿嘧啶) 8、4、4 7 4种核糖核苷酸 5 2 8 4种含氮碱基、磷酸、核糖（6种物质） ②RNA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 ①RNA与DNA的结构相似，能够储存遗传信息 巩固练习 考点一：基因指导蛋白质的合成 1.转录的概念： 2.发生时期： 3.场所 真核生物： 细胞质：线粒体、叶绿体 细胞核(主要) 原核生物： 拟核 、细胞质 病毒： 宿主细胞的细胞质基质 4.原则： 5.条件 ATP 能量： 酶： 原料： 模板： 通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 个体生长发育的整个过程 碱基互补配对 A－U、T－A、G－C、C－G DNA的一条链 RNA聚合酶 游离的四种核糖核苷酸 二、转录 （DNA→RNA） 考点一：基因指导蛋白质的合成 6.过程 ②结果： ①酶： ①模板： ②原则： ③原料： ④能量： 解旋 配对 释放 转录的方向 RNA聚合酶 DNA RNA 5' 3' 5' 3' 游离的核 糖核苷酸 RNA聚合酶 DNA双链解开暴露碱基 ①酶： RNA聚合酶 DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸 ATP 碱基互补配对原则 ②结果： 形成一个RNA ①合成的RNA从DNA链上释放 ②DNA双螺旋恢复 识别并结合启动子、解旋 （mRNA、tRNA、rRNA） 释放的一端为5＇-端 连接 从子链5′→3′延伸 二、转录 （DNA→RNA） 考点一：基因指导蛋白质的合成 7.特点： 8.产物： RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 边解旋边转录 9.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 10.转录的意义： 提醒：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 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。 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。 二、转录 （DNA→RNA） 考点一：基因指导蛋白质的合成 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)。 A T T C A G C A C T T A A G T C G T G A 3′ 5′ 5′ 3′ A U U C A G C A C U 3′ 5′ 转录 有义链或编码链 反义链或模板链 mRNA 拓展延伸 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。 考点一：基因指导蛋白质的合成 复　制 转　录 时间 场所 模板 原料 酶 产物 特点 碱基配对 遗传信息传递 意义 细胞分裂(有丝和减Ⅰ）前的间期 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核(线粒体、叶绿体) 主要在细胞核(线粒体、叶绿体) DNA的两条链 DNA的一条模板链 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 两个双链DNA RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 半保留复制 （多起点边解旋边双向复制） 边解旋边转录 （原核细胞：边转录边翻译） A－T、T－A、G－C、C－G A－U、T－A、G－C、C－G DNA→DNA DNA→mRNA 碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性 归纳比较 考点一：基因指导蛋白质的合成 （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 4.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。 模板 原料 能量 搬运工具 酶 多种酶 3.条件： ATP mRNA 氨基酸 tRNA 三、翻译 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 ②一种氨基酸可对应 一个或多个密码子 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 4.密码子： 第一个字母 第二个字母 第三个 字母 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 3个终止密码:UAA UAG UGA(硒代半胱) 2个起始密码:AUG甲硫、GUG缬 甲硫 43=64种 (2)密码子的种类 一般情况下3个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸，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。 （RNA→蛋白质） 三、翻译 考点一：基因指导蛋白质的合成 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。 密码子 mRNA tRNA 5' 3' 5' 3' 反密码子 5.tRNA(转运RNA) (2)结构： RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形 (1)形态： 其一端是携带氨基酸的部位， 另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。 结合氨基 酸的部位 碱基配对 (3)种类： 62种 (4)数量关系： 反密码子读取方向：tRNA的 3’→ 5’ 密码子的读取方向：mRNA的 5’→ 3’ （RNA→蛋白质） 三、翻译 考点一：基因指导蛋白质的合成 5' 3' 5' 3' 6.过程 起 始 运 输 停 止 延 伸 （RNA→蛋白质） 三、翻译 5' 3' 5' 3' 脱 离 mRNA与核糖体结合 tRNA携带氨基酸到特定位置 核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应的tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上 （一个mRNA可以结合多个核糖体） 肽链合成后从核糖体与mRNA的 复合物上脱离 当核糖体到达mRNA上的终止密 码子时，合成停止 考点一：基因指导蛋白质的合成 9.特点： 碱基互补配对 具有特定氨基酸顺序的蛋白质 8.产物： 7.原则： G－C、C－G、U－A、A－U mRNA-tRNA 真核生物 DNA mRNA RNA聚合酶 原核生物 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 ①翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸。 ②真核生物先转录后翻译；原核生物边转录边翻译。 肽链 （RNA→蛋白质） 三、翻译 考点一：基因指导蛋白质的合成 18 四、多聚核糖体 1.多聚核糖体是指 。 一条mRNA链上结合多个核糖体 (2)分析DNA转录和翻译过程 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 5' 3' （RNA→蛋白质） 三、翻译 考点一：基因指导蛋白质的合成 项目 复制 转录 翻译 时间 场所 模板 原料 能量 酶 产物 碱基互补 配对方式 意义 细胞分裂前的间期 核糖体 DNA的一条链 mRNA链 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 RNA 蛋白质 A-T、T-A、 G-C、C-G A-U、T-A、G-C、C-G A-U、U-A、G-C、C-G 归纳总结 个体生长发育整个过程 主要在细胞核，可在线粒体、叶绿体、拟核、细胞质 DNA的两条链 两个双链DNA 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 多种酶 ATP 考点一：基因指导蛋白质的合成 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: C G T G C A C A T G C A C T G G T A DNA 谷氨酸 组氨酸 精氨酸 氨基酸 C G U G G A C A U mRNA G C A C U G G U A tRNA 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 基因中存在启动子、内含子等片段，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。 规律运用 考点一：基因指导蛋白质的合成 若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是( ) A.该基因所含氢键数一定大于N个 B.该基因含有2N个脱氧核糖 C.该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a D.该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6 B 典例分析 考点一：基因指导蛋白质的合成 因胸腺嘧啶(T)占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)，则该基因中A＋T＝2b＜1，即该基因中还有碱基对C/G，碱基对A/T之间有2个氢键，C/G之间有3个氢键，该基因共含有N个碱基，即碱基对为N/2个，故该基因所含氢键数一定大于N个，A正确； 该基因共含有N个碱基，每一个碱基与一个磷酸、一个脱氧核糖构成一分子的脱氧核苷酸，故该基因含有N个脱氧核糖，B错误； 设该基因的模板链为1链，据题意T1＝a，T＝A＝b，双链中A＋T＝2b，模板链的A1＋T1＝2b，则A1＝2b－a，又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对，故U＝A1＝2b－a，C正确； 该基因共含有N个碱基，则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基，以该mRNA链为模板进行翻译时，每3个碱基决定1个氨基酸，即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为N/6，由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数少于N/6，D正确。 1.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。( ) 2.tRNA分子内部不发生碱基互补配对。( ) 3.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。( ) 4.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。( ) 5.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。( )　 6.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。( ) 7.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。( ) 8.mRNA、tRNA、rRNA 都参与翻译过程,只是作用不同。( ) 9.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。( 　) 10.tRNA分子中的部分碱基两两配对由氢键连接。（ ） × × × × √ √ × × × × 易错辨析 考点一：基因指导蛋白质的合成 基因指导蛋白质的合成 中心法则的提出及发展 1 2 第31讲 基因的表达 考 点 24 RNA DNA 转录 主场所 原料 产物 模板 细胞核 DNA分子的一条链 4种核糖核苷酸 mRNA tRNA rRNA 遗传信息 储存于 rRNA tRNA mRNA 转运 密码子 编码 氨基酸 合成 蛋白质 翻译 核糖体 mRNA 21种 氨基酸 具有一定氨基酸顺序的肽链（蛋白质） 场所 原料 产物 模板 复制 归纳总结 考点二：中心法则的提出及发展 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 复制 DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质 考点二：中心法则的提出及发展 3.遗传信息的传递过程 生物（或细胞）类型 遗传信息的传递过程 高度分化细胞不再分裂，不存在DNA的复制过程 以DNA为遗传物质的生物 遗传信息的传递 (DNA病毒及细胞生物) 具有RNA复制功能的RNA病毒 (如烟草花叶病毒) 具有逆转录功能的RNA病毒 (如HIV) 高度分化的细胞 遗传信息的传递 考点二：中心法则的提出及发展 模板 原料 产物 碱基互补 信息传递 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 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 归纳总结 考点二：中心法则的提出及发展 “三看法”判断中心法则各过程“一看”模板“二看”原料“三看”产物 二、生命是物质、能量和信息的统一体 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 在遗传信息的流动过程中 例：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 考点二：中心法则的提出及发展 中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径，该途径如下图所示。对它的相关说法，正确的是(　　) A.1957年，克里克提出的中心法则内容只包括图中的过程①②③ B.图中过程③④均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同 C.图中过程①和⑤中用到的酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶 D.在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中的过程①②③ A 典例分析 考点二：中心法则的提出及发展 1.RNA适合做信使的原因是____________________________________________________ _________________________________________________________________________。 RNA由核糖核苷酸连接而成，可以储存遗传信息； 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。 2.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。 4.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？ 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。 规范表达 第31讲 基因的表达 转录 翻译 脱氧核苷酸序列 DNA （基因） 遗传信息 核糖核苷酸序列 mRNA 遗传密码 细胞核内进行 控制蛋白质的合成 复制 氨基酸序列 蛋白质 细胞质内进行 遗传性状 知识概念图的构建 [2025·湖南·高考真题]基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　） A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C.在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 C 高考真题演练 33 [2025·云南·高考真题]RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（　　） A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 A 高考真题演练 34 [2025·河南·高考真题]构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　　） A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和 效率 D.组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因 的表达 C 高考真题演练 35 [2025·山东·高考真题]关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（     ） A.三个过程均存在碱基互补配对现象 B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 C 高考真题演练 36 同一起跑线 只争朝夕 不负韶华 幸福是奋斗出来的 撸起袖子加油干 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42_sync_fix $