2026届高三生物二轮复习课件：基因的表达

第27课时 基因的表达 第六单元 遗传的物质基础 必修二 考情分析 复习 目标 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 考点 由高考知核心知识点 预测 基因的表达 考点一：遗传信息的转录和翻译 （3年44考，全国卷3年4考） (2025·广东卷）基因的转录、翻译 (2024·广东卷）基因表达综合 (2023·广东卷）基因的转录、翻译 (2022·广东卷）基因的转录 (2021·广东卷）基因表达综合 题型：选择题、解答题 内容：分析近三年的高考试题，可以发现高考试题均考查遗传信息的表达——转录和翻译过程。2026年高考很可能在呈现现实中的问题情景，结合基因工程一起考查基因表达的调控 1.3种RNA的作用分别是什么？有什么异同？ 2.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？ 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. 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？ 梳理课本重点知识（必修二）4.1-4.2 考点一 遗传信息的转录和翻译 基因控制生物性状 体现 蛋白质 ？ 主要在细胞核 在细胞质进行 基因是怎样指导蛋白质的合成呢？ DNA 核糖体 基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达 Q：DNA能否直接从细胞核进入细胞质中 指导蛋白质合成？ ①RNA由核糖核苷酸连接而 成，可以携带遗传信息 ②一般是单链，而且比DNA 短，因此能够通过核孔， 从细胞核转移到细胞质中 RNA作为DNA的信使传递信息 元素组成： 基本单位: C、H、O、N、P 核糖核苷酸 磷酸 核糖 含氮碱基 核糖 P 含氮碱基 CH2 O 1' 2' 3' 4' 5' OH H OH H H H 核糖 P A 核糖 P C 核糖 P G 核糖 P U (4种) 核糖核苷酸链 考点一 遗传信息的转录和翻译 知识点1 RNA的结构、种类和功能 信使RNA（mRNA）： 转运RNA（tRNA)： 以密码子的形式，携带来自DNA的遗传信息—合成蛋白质的直接模板 携带的反密码子能识别密码子，转运氨基酸 核糖体RNA（rRNA)： 与蛋白质构成核糖体 知识链接：核仁与rRNA和核糖体的形成有关 病毒RNA：RNA病毒的遗传物质 酶：少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能（起催化作用） mRNA 蛋白质 rRNA tRNA 知识点1 RNA的结构种类和功能 （DNA→RNA） 以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷酸，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程 1.概念： 2.场所： 真核生物的转录主要在细胞核，也可以在 线粒体和叶绿体（细胞质） 原核生物的转录发生 在细胞质中 考点一 遗传信息的转录和翻译 知识点2　遗传信息的转录 3.转录的过程： RNA聚合酶识别并结合启动子 一条链 4种核糖核苷酸 RNA分子 DNA链 连接磷酸二酯键 注意：不需要解旋酶 5’ （mRNA、tRNA、rRNA） 一个基因转录时以基因的1条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链 (填“一定”或“不一定”)相同 【教材隐性知识】 不一定 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ 转录方向的判定方法：___________________________________为转录的起始方向 已合成的mRNA释放的一端(5′端) （从5′→3′延伸） 碱基互补配对 A－U RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 边解旋边转录 DNA→RNA 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备 个体生长发育的整个过程 提醒：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 原则： 时间： 产物： 特点： 遗传信息的流动： 转录的意义： 转录方向的判定： 知识点2　遗传信息的转录 已合成的mRNA 释放的一端（即5’端） 真核细胞 编码区 编码区 非编码区 非编码区 启动子 终止子 RNA聚合酶识别结合位点，启动转录 终止转录 外显子 内含子 原核细胞 非编码区 非编码区 RNA聚合酶 RNA聚合酶 拓展延伸 真、原核细胞基因的结构 步步高P159 转录后加工 外显子 内含子 真核细胞基因转录过程：真核生物的一个基因中既含有编码氨基酸的外显子，又含有不编码氨基酸的内含子，而且外显子与内含子都被转录，这样形成的RNA称为前体mRNA 基因 转录 前体mRNA 成熟mRNA 多肽链 翻译 拓展延伸 【问题1】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？ 复　制 转　录 时间 场所 模板 原料 酶 产物 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） 知识点2　遗传信息的转录 【问题1】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？ 复　制 转　录 特点 碱基配对 遗传信息传递 半保留复制 （多起点、边解旋边双向复制） 边解旋边转录 A－T、T－A G－C、C－G A－U、T－A G－C、C－G DNA→DNA DNA→mRNA 意义：碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性 例.（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（      ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目（T→C）未改变，仅种类变化 D 突变后CCA（脯氨酸）变为CCG（脯氨酸）， 不同密码子编码同一氨基酸，体现密码子简并性 转录起始由启动子调控，突变发生在编码区（外显子），不影响转录起始 习题巩固 14 （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 3.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 考点一 遗传信息的转录和翻译 知识点3　遗传信息的翻译 (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 3.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:（一般不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA 2个起始密码: AUG（甲硫氨酸）、 GUG（缬氨酸、甲硫氨酸） 43=64种 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 (2)密码子的种类 3.密码子： 【特别注意】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 4.转运工具： tRNA （1）形态：三叶草形 （2）tRNA与氨基酸的对应关系： 源于必修2 P67“图4－6”：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 含有 不是 【教材隐性知识】 1种tRNA只能转运1种氨基酸 1种氨基酸可以由1种或多种tRNA运输 3’ 5’ 遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 遗传信息 DNA mRNA 密码子 反密码子 tRNA 位置 转录 位置 识别 位置 概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序（RNA病毒除外） 概 念 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 概 念 tRNA一端与密码子互补配对的3个相邻碱基 作 用 决定蛋白质中氨基酸序列的间接模板 作 用 决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板 作用 识别并转运 1种氨基酸 步步高P164 5.翻译的过程： U A C 甲硫氨酸 A C U 天冬氨酸 核糖体 mRNA C U U A G G A A U C 1号 2号 (1)mRNA进入细胞质，与核糖体结合（形成两个位点），携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1 (2)携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 5’ 3’ 知识点3　遗传信息的翻译 U A C 甲硫氨酸 A C U 天冬氨酸 mRNA C U U A G G A A U C 肽键 1号 2号 (3)甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上 脱水缩合 5’ 3’ 5.翻译的过程： 知识点3　遗传信息的翻译 U A C 甲硫氨酸 A C U 天冬氨酸 mRNA C U U A G G A A U C 肽键 1号 2号 脱水缩合 5’ 3’ (4)核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成 5.翻译的过程： 5.翻译的过程： (4)核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成 甲硫氨酸 A C U 天冬氨酸 mRNA C U U A G G A A U C 肽键 1号 A U G 异亮氨酸 脱水缩合 5’ 3’ 2号 5.翻译的过程： 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。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止 甲硫氨酸 A C U 天冬氨酸 mRNA C U U A G G A A U C 肽键 1号 2号 A U G 异亮氨酸 5’ 3’ C U U A G G A A U C 模板：mRNA 原料：21种氨基酸 能量：由细胞呼吸提供 酶：多种酶 场所：细胞质的核糖体 转运工具：tRNA 特点：翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸 条件 碱基互补配对 具有特定氨基酸顺序的蛋白质 mRNA→蛋白质 产物 原则 遗传信息传递的方向 G－C、C－G、U－A、A－U mRNA-tRNA 知识点3　遗传信息的翻译 考点一 遗传信息的转录和翻译 25 6.真核生物与原核生物转录、翻译比较： 真核生物 先转录，后翻译 DNA mRNA RNA聚合酶 边转录边翻译 原核生物 注: 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 步步高P164 (1)多聚核糖体： 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 特点： 快速高效 考点一 遗传信息的转录和翻译 模型解读——多聚核糖体 【易错辨析】 (1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷，7D)( )    (2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷，6A)( ) (3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷，6C)( ) (4)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上(　 　) (5)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（2021·河北卷，4C） （ ） × 由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同 × tRNA分子内部局部双链区存在碱基互补配对 × 终止密码子不能决定氨基酸，不能结合tRNA × 看模板，模板是什么结合位点就在什么上 × 1.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图: 据图判断，下列描述中正确的是( ) A. 图中表示4条多肽链正在合成 B. 转录尚未结束，翻译即已开始 C. 多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D. 多个基因在短时间内可表达出多条多肽链 图中附有核糖体的四条链是转录后的mRNA 原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译 同一条mRNA分子能够同时结合多个核糖体,同时合成若干条多肽链 结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体，这样一个基因在短时间内可表达出多条肽链 习题巩固 A．以α链为模板合成的子链半不连续的原因是酶2只能从5'端→3'端合成新链 B．③中mRNA上的终止密码子没有反密码子与之配对 C．酶3使DNA双链打开，是mRNA合成的必要条件 D．①②过程均遵循碱基互补配对原则，酶1和酶3是同一种酶 2. 【变式训练1】某生物体内遗传信息的传递和表达过程分别如图①~③。下列叙述错误的是（　　） ①是DNA复制过程，②是转录过程，这两个过程都遵循碱基互补配对原则，酶1和酶3不是同一种酶，酶1是解旋酶，酶3是RNA聚合酶 D 习题巩固 5.(2023·湖南，12)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 √ 1 课堂小结 RNA 蛋白质 转录 原料 模板 酶 场所 反密码子 原料 模板 场所 工具 氨基酸 核糖体 RNA聚合酶 核糖核苷酸 主要在细胞核 一条链 组成 决定 rRNA mRNA tRNA 种类 密码子 三个碱基 翻译 DNA 32 $