2026届高三生物一轮复习课件第39讲 基因的表达

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因的表达”核心考点，覆盖遗传信息的转录、翻译及综合应用，精准对接近5年高考高频考点。通过对比原核与真核基因结构，构建转录翻译过程模型，归纳6:3:1碱基计算关系，明确选择填空题型及新情境跨知识点考查要求，体现高考备考的系统性和针对性。 课件亮点在于高考真题实战训练与核心素养融合，收录2024湖北、安徽等多道高考题，如解析编码链与反密码子关系题，培养科学思维。通过转录翻译方向判断、多聚核糖体肽链分析等技巧指导，提升学生解题能力，助力教师高效开展针对性复习，实现高考冲刺突破。

基因的表达 第39讲 高三一轮复习 授课人： HOME ABOUT US SERVICES CONTACT Gene expression 1 考情分析 近5年考情 考点 2024江苏、安徽、贵州，安徽、河北、浙江，2023海南、河北、江苏、山东、湖北 遗传信息的转录 2024重庆、河北、湖北，2023江苏，河北、重庆、浙江、广东、全国，2025福建、江苏 遗传信息的翻译 2024浙江、广东，2023湖南，2022重庆，2025北京、河北、广东 基因的表达综合 本节内容考频很高，题型有选择题和填空题，题目难度适中，常结合基因突变、DNA复制、有丝分裂、PCR、基因工程等内容一起考察，题干中常结合新情境出题，考察获取信息能力 1、生命观念：通过分析讨论遗传信息的表达，理解生命的延续和发展规律 2、科学思维：通过比较转录和翻译的过程，构建遗传信息传递的模型 3、科学探究：引导学生设计验证RNA是信使实验，提升实验探究能力 学习目标 1 一、遗传信息的转录和翻译 基因的结构 启动子：RNA 聚合酶识别、结合位点 终止子：终止转录 能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质 注意：非编码区虽然不编码，但有调控转录的调控序列 【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。 1 一、遗传信息的转录和翻译 基因的结构 编码区内能编码蛋白质的序列 编码区内不能编码蛋白质的序列 cDNA 基因工程中，如果将真核基因导入原核细胞中使其表达，需将真核基因内含子切除（因为原核没有内含子剪切系统），或者用cDNA导入原核受体细胞 1 一、遗传信息的转录和翻译 基因的结构 编码区是间隔的、不连续的 编码区是连续的 1、 RNA作为信使的发现过程 ①如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？ 实验思路： 加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。说明RNA就是基因与蛋白质之间的信使。 实验结果及结论： 加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况，再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况。 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： ②如何设计实验追踪RNA的产生和转移？ 实验思路： 1955Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。 放射性标记的RNA原料最可能是：_____________。 3H-尿嘧啶 1 一、遗传信息的转录和翻译 1、 RNA作为信使的发现过程 转录： 8 2、为什么RNA适于作DNA的信使？ RNA也可储存遗传信息； RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： 例外：tRNA存在双链部位 1 一、遗传信息的转录和翻译 拓展：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。 RNA DNA DNA RNA 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 )。 双 DNA RNA 单 3、RNA的结构及组成 C、H、O、N、P 核糖核苷酸 A 、U 、C 、G 单链 mRNA tRNA 反密码子 核糖体 不稳定， 变异频率高 少数RNA还有催化功能 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： 信使RNA 核糖体RNA （转运RNA） 4、过程 ①概念: 在细胞核中，通过RNA聚合酶以______________为模板，按碱基互补配对原则合成RNA（包括mRNA,tRNA,rRNA）的过程。 DNA的一条链 ②场所: 真核细胞： 主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。 细胞核 叶绿体 线粒体 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： 原核细胞： 主要是 。 拟核 遗传信息：DNA→RNA ③过程: 游离的4种核糖核苷酸 RNA mRNA 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： 连接磷酸二酯键 ④特点: 边解旋边转录 以mRNA为例 13 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 4、过程 碱基互补配对 DNA的一条链（模板链） ATP A－U、T－A、G－C、C－G 原则： 模板： 原料： 能量： 酶： ⑤条件: ▲ DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。 一个DNA转录出的mRNA不完全相同 ▲每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA）； 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录： 1、概念： 游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成 的过程。 mRNA 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 2、场所或装配机器： 核糖体 3、碱基与氨基酸之间的对应关系： 密码子 mRNA 5' 3' G U G G A A C C U 密码子 密码子 密码子 决定 缬氨酸 决定 组氨酸 决定 精氨酸 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基就是一个密码子 密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 遗传信息：RNA→蛋白质 64(43)种 3种终止密码 61种编码 20种氨基酸 UAA UAG UGA →在特殊情况下可编码第21种氨基酸: 硒代半胱氨酸 AUG 编码甲硫氨酸同时作为起始密码 GUG 编码缬氨酸，在原核生物中作为起始密码时编码甲硫氨酸 色氨酸和硒代半胱氨酸只有1个密码子。 4、密码子的种类： 【注意】 有62种决定氨基酸的密码子 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： →不决定氨基酸 5、密码子的特点： A.专一性：一种密码子只决定 氨基酸 B.简并性：一种氨基酸可以由 密码子决定 C.通用性：生物界共用一套遗传密码 几种 一种 说明地球上生物有共同起源 增强密码子的容错性 保证翻译的速度 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 6、转运工具： tRNA 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 组 ①tRNA一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。 ②每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。反密码子读取方向：3’→5’ ③一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸， 一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运 注意：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。 不是 含有 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 7、遗传信息、密码子和反密码子的关系： 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 8、翻译的过程： mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密码 脱离 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 模板 原料 能量 酶 搬运工具 氨基酸 tRNA mRNA ATP 多种酶 9、翻译所需基本条件： 10、产物：多肽 蛋白质 盘曲折叠 原则： 碱基互补配对 A－U、U－A、G－C、C－G 1 一、遗传信息的转录和翻译 翻译： 转录和翻译方向问题： ①转录方向： 合成RNA的5′端(已合成的mRNA释放的一端) →3’端 ②翻译方向： mRNA的5′端→3’端 根据tRNA所携带的氨基酸个数判断，方向是氨基酸数多的→一个氨基酸的 1 一、遗传信息的转录和翻译 多聚核糖体： 根据多聚核糖体上的肽链长短：短→长（短的是起始端，长的是结束端） 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 1 一、遗传信息的转录和翻译 转录和翻译方向问题： 判定真核细胞和原核细胞的转录与翻译： 原核细胞: 边转录边翻译 真核细胞: 先转录后翻译 注: 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 转录与翻译在异地、先后进行 转录与翻译在同地、同时进行 1 一、遗传信息的转录和翻译   复制 转录 翻译 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质(核糖体) 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 特点 半保留复制 边解旋边转录 原则 A－T、G－C T－A、A－U、G－C A－U、G－C 结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质 信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 1 一、遗传信息的转录和翻译 1 一、遗传信息的转录和翻译 相关计算： 1 一、遗传信息的转录和翻译 相关计算： 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 mRNA上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上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：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倍还要多一些。 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。 牛刀小试 1 1、【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（ ） 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 C C、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 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶I 核仁 5. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 牛刀小试 1 2、【2024河北高考】下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 D A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误； B、复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误； C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误； 牛刀小试 1 3、【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 若编码链的一段序列为5'—ATG—3'，则模板链的一段序列为3'—TAC—5'，则mRNA碱基序列为5 '—AUG—3'，该序列所对应的反密码子是5'—CAU—3'，A正确，BCD错误。 牛刀小试 1 4.【2023山东高考】细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（    ） A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成 C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子 D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录 B A、原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误； B、核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确； C、mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误； D、细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。 牛刀小试 1 5.【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,如图所示。下列叙述错误的是（     ） 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 C A、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启动转录，A正确； B、基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动，B正确； C、由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA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CxrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误； D、由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行，有利于细菌糖原的合成，D正确。 故选C。 牛刀小试 1 牛刀小试 1 6、【2023全国高考】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 ①③④、根据题干信息“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肽链”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意； ②、据题意可知，氨基酸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，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲，②符合题意； ⑤⑥、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，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。 ②⑤⑥组合符合题意，A正确。 牛刀小试 1 牛刀小试 1 7.【2023海南高考】噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。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 牛刀小试 1 A、根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误； B、分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5′-GTACGC-3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′，B正确； C、DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误； D、E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。 $