2027届高三生物学一轮复习课件 第20课时 基因表达

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因表达”核心模块，覆盖原核与真核基因结构、转录翻译过程、密码子与tRNA功能、中心法则等高考高频考点，依据高考评价体系分析转录翻译机制（占比45%）、密码子应用（占比30%）等权重，归纳密码子辨析、tRNA反密码子配对等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“科学史探究+高考真题精析+核心素养融合”策略，如结合2026山东真题分析密码子简并性意义，通过尼伦伯格实验培养科学思维，依托2023江苏题突破tRNA功能易错点。助力学生掌握“三步定位法”解析基因表达过程，教师可借真题训练精准把握学情，提升复习效率。

基因表达 第2课时 第6单元 遗传的分子基础 木每老师 >>>2027届高三生物学一轮复习必修2 1 编码区 (能转录) 非编码区 (不转录) 非编码区 (不转录) 启动子 转录 调控 调控 上游 下游 mRNA 翻译 蛋白质 终止子 RNA聚合酶的识别和结合位点 01 基因的结构 1、原核基因的结构（含线粒体、叶绿体基因） 启动子 外显子 内含子 非编码区 非编码区 编码区 转录 前体mRNA 加工 成熟mRNA 翻译 肽链 终止子 01 基因的结构 2、染色体上的基因的结构 思考、DNA和核糖体两者在空间上是隔开的，那么DNA怎样指导核糖体上蛋白质的合成？ 遗传信息储存在细胞核的DNA中 蛋白质的合成发生在细胞质中的核糖体上 资料1、1955年，科学家用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。 资料2、1955年，科学家用放射性标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。 说明：RNA参与了蛋白质合成。RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质。 3’ 5’ 终止密码子 3’ 5’ 起始密码子 H2N COOH 前体 mRNA 成熟 mRNA 多肽链 转录 加工 翻译 加工 蛋白质 转录 翻译 启动子 终止子 外显子 内含子 外显子 内含子 外显子 基因 5’ 3’ 3’ 5’ 模板链 编码链 RNA聚合酶 5’ 3’ 02 基因的表达 1、表达的过程 5 1、表达的过程——转录 1、表达的过程——翻译 RNA也可携带遗传信息； RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。 种类： mRNA tRNA rRNA 分布: 主要在细胞质中 主要在细胞质中 与蛋白质合成核糖体 02 基因的表达 2、参与基因表达的RNA 分布: 8 1.（2026·贵州·高考真题）1957年，科学家发现一种RNA可以结合氨基酸形成偶联物（如图），将放射性同位素标记的偶联物与微粒体（附着有核糖体的内质网）在体外混合，测定RNA和微粒体的放射性强度随时间的变化，确定了此RNA的功能，并命名为tRNA．下列叙述错误的是（      ） A．图中a连接在b的 端形成偶联物 B．微粒体上有指导肽链合成的模板RNA C．应对偶联物中的a进行放射性同位素标记 D．实验结果应为微粒体的放射性强度逐渐减小 02 基因的表达 D 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 甲硫氨酸、色氨酸和硒代半胱氨酸只有1个密码子。 3、密码子：mRNA上每三个相邻的碱基，一般能决定一个氨基酸 02 基因的表达 碱基和氨基酸间的对应关系可能 最多编码的氨基酸种类 1个碱基→1个氨基酸 2个碱基→1个氨基酸 3个碱基→1个氨基酸 4个碱基→1个氨基酸 …… …… 野生型噬菌体 插入或删掉3个碱基 噬菌体能侵染细菌，使死菌死亡 野生型噬菌体 噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡 插入或删掉1个或2个碱基 4 16 64 256 ①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 ②遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。 不受影响 不受影响 mRNA mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。 科学史话：遗传密码的破译 （1）1961年，克里克：证实遗传密码是三个碱基 第一个遗传密码的破译 实验方案： ①取20支试管，分别加入二十种氨基酸。 ②给每支试管中加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液、高浓度Mg2+ （可以使mRNA从任意起点合成肽链） 。 ③给每支试管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。 ④检测每支试管中肽链的合成情况。 预期结果与结论： 如果加入苯丙氨酸的试管中出现了肽链，则说明UUU是苯丙氨酸的密码子。 （2）1961年，尼伦伯格和马太：破译了第一个遗传密码 思考、有的氨基酸只有一个密码子，例如色氨酸。绝大多数氨基酸都有好几个密码子，这一现象称为密码的简并，你认为密码的简并对生物体的生存和发展有什么意义？ ①可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。 ②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。 思考、几乎所有的生物体都共用上述密码子，根据这一事实，你能想到什么？ 通用性 说明地球上生物有共同起源 02 基因的表达 2.（2026·山东·高考真题）果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　） 注：“ ”表示对应位置的氨基酸 A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．腺嘌呤或胸腺嘧啶 D．胞嘧啶或胸腺嘧啶 A 反密码子 4、tRNA 氨酰-tRNA合成酶：具有高度特异性，能同时识别特定氨基酸和对应的tRNA‌ 氨基酸的–COOH与tRNA的3 ’端的–OH形成酯键相连 15 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ M U A C 第1步： mRNA 进入细胞质，与核糖体结合。 位点1 位点2 携带甲硫氨酸(M)的tRNA，通过与碱基AUG互补配对,进入位点1 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ M U A C H U G G 第2步 位点1 位点2 携带某个氨基酸(H)的tRNA以同样的方式进入位点2 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 M U A C 第2步 携带某个氨基酸(H)的tRNA以同样的方式进入位点2 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 U A C M 第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸(H)形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 U A C M 第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 U A C M 第4步 原位点1的tRNA 离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1 A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 U A C M 第4步 一个新的携带氨基酸(W)的tRNA进入位点2,继续肽链的合成 C A W C A U G C A C U G G C G U 5′ 3′ H U G G 位点1 位点2 M 第4步 一个新的携带氨基酸(W)的tRNA进入位点2,继续肽链的合成 C A W C C A C U G G C G U 5′ 3′ A U G U G G C A W C M H 位点1 位点2 二肽(M-H)与这个氨基酸(W)形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上。 C A C U G G C G U 5′ 3′ A U G U G G C A W C M H 位点1 位点2 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。 C A C U G G U 5′ 3′ A U G 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。 A A R M H W H2N– –COOH 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。这样少量的mRNA就可以迅速合成大量蛋白质，提高翻译的效率。 3.(2023江苏,6,2分)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (　　) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性 D　 02 基因的表达 比较项目 复制 转录 翻译 场所 模板 原料 酶 能量 碱基互补配对 产物 细胞核（主要） 细胞核（主要） 细胞质/核糖体 亲代DNA两条链 DNA的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 解旋酶、DNA聚合酶、DNA链接酶等 RNA聚合酶等 A-T，C-G， A-U，T-A ， C-G， A-U，C-G DNA RNA 蛋白质 ATP等提供 ATP等提供 ATP等提供 03 比较复制、转录、翻译 氨酰-tRNA合成酶、rRNA等 3' 5' 5' 3' 5' 3' 5' 3' DNA解旋酶 引物 引物 DNA 聚合酶 DNA 聚合酶 DNA聚合酶：不能从头合成DNA链，只能从已存在的DNA链的3'端延长。 在细胞中引物是一段与模板DNA互补配短的短链RNA。 引物：为NA聚合酶提供3 '端。 DNA复制时，子链延伸的方向为5’→ 3' 03 比较复制、转录、翻译 30 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ 转录时，RNA链延伸的方向为5’→ 3' 翻译时，核糖体在mRNA上的移动方向为5’→ 3' DNA聚合酶不具备从头合成DNA链的能力，只能沿着引物提供的3 '端延伸子链。 RNA聚合酶具备从头合成RNA链的能力，沿着3 '端延伸子链。 RNA复制酶，本质是RNA依赖的RNA聚合酶，具备从头合成RNA链的能力，沿着3 '端延伸子链。 逆转录酶，本质是RNA依赖的DNA聚合酶，不具备从头合成RNA链的能力，沿着引物的3 '端延伸子链。 所有已知的核酸合成均遵循5’→ 3 ’的方向 03 比较复制、转录、翻译 4.(2025山东,5,2分)关于豌豆细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 03 比较复制、转录、翻译 C 5．（2026·河北·高考真题）某RNA病毒为侵染动物细胞的逆转录病毒，其衣壳外有来自宿主细胞膜的脂质包膜。下列分析错误的是（      ） A．该病毒逆转录时，沿RNA模板链的3'→5' 方向合成DNA链 B．逆转录形成的RNA/DNA双链中碱基数量符合U+C=A+G C．该病毒衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的tRNA D．该病毒的脂质包膜中含有胆固醇 03 比较复制、转录、翻译 B 6.(2025湖南,9,2分)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 03 比较复制、转录、翻译 C （1）图1表示真核细胞的________过程。图中①是________，⑥是________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条______，核糖体的移动方向是___________。 （2）图2表示原核细胞的__________________过程，图中①是______________________________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条__________。 mRNA 核糖体 肽链 自右向左 翻译 边转录边翻译 DNA（基因）的一条链 mRNA 04 比较真核细胞和原核细胞中基因的表达 1957年克里克提出中心法则：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。 少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA（RNA复制）或RNA流向DNA（逆转录） 生命是物质、能量和信息的统一体 05 中心法则 克里克提出的中心法则其实并不是教材说的这样子，而出除了蛋白质不能自我复制，其余箭头都存在。不过这样讲阻力太大了，根本没法考试了，这里还是按照教材处理。 38 $