还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：全套2024届高考生物一轮复习课时教学课件
成套系列资料，整套一键下载
2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第3讲基因的表达课件
展开
这是一份2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第3讲基因的表达课件，共60页。PPT课件主要包含了核糖核苷酸，UCG，细胞核，细胞质，密码子，氨基酸，核糖体，mRNA，tRNA，终止密码子等内容，欢迎下载使用。
知识点一 RNA的结构和种类[自主学习]
[自主检测]1.思考判断(1)细胞中的核酸有DNA和RNA，但只有DNA才是遗传物质。( )(2)只有DNA中才有碱基对及氢键。( )(3)RNA均合成于细胞核中。( )(4)线粒体、叶绿体及核糖体中都含有RNA。( )
(1)图中表示的是哪种RNA?该RNA是通过什么过程产生的?________。 【答案】提示：tRNA，是通过转录产生的(2)该RNA的功能是什么?在什么过程参与?___________________________________________________________。 【答案】提示：运输氨基酸，在翻译过程参与(3)该RNA中是否含有碱基对和氢键，其他两种RNA呢?___________。 【答案】提示：含有，其他两种RNA(mRNA和rRNA)不含有
知识点二 遗传信息的转录与翻译[自主学习]1.过程
2.辨析密码子与反密码子
[自主检测]1.思考判断(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。( )(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多。( )(3)细菌的一个基因转录时只有一条DNA链作为模板。( )(4)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。( )(5)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核。( )
2.深挖教材(1)真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mRNA含有900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成，这说明了____________________________________________________。 【答案】提示：刚转录出来的mRNA需要加工(2)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸，原因是______________________________________________。 【答案】提示：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会被剪切掉
(3)原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是______________________________________________。 【答案】提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译
知识点三 基因对性状的控制[自主学习]1.用字母表示下列生物的遗传信息传递过程(1)噬菌体：________。 (2)烟草花叶病毒：________。 (3)烟草：__________。 (4)艾滋病病毒：________。
2.基因对性状的控制途径[连一连]
【答案】①③⑤－b ②④－a
3.表观遗传(1)概念。生物体基因的碱基序列________，但________和________发生________变化的现象，叫作表观遗传。 (2)现象。除了DNA甲基化，构成染色体的________发生甲基化、________等修饰也会影响基因的表达。
[自主检测]1.思考判断(1)依据中心法则(下图)，判断下列相关叙述：
①生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中。( )②核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。( )③HIV侵入人体后，合成子代HIV蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节。( )
(2)下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：
①基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。( )②基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。( )③d、e过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。( )④图中a、b过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。( )
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因：_________________________________________________________________________________________。
【答案】提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王
DNA的复制、转录和翻译
[深度讲解]1.常考图示解读
2.DNA复制、转录和翻译的比较
3.相关数量关系(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
(2)计算中“最多”和“最少”的分析。①mRNA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(UAA、UAG)不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。②DNA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。③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“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。
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：________________。 【答案】提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，请解析原因：______________________________________________________________________________________。 【答案】基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多
密码子、tRNA和氨基酸的对应关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。②一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密码子有64种(3种终止密码子，62种决定氨基酸的密码子)。
[考向预测](一)密码子、反密码子、氨基酸间的关系 (素养目标：科学思维)1.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法中正确的是( )A.由图分析可知①链应为DNA的α链B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUAD.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行【答案】D
【解析】根据碱基互补配对原则，可知①链是DNA的β链，A错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B错误；tRNA的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D正确。
(二)考查细胞中DNA复制、转录和翻译的区别与联系 (素养目标：科学思维)2.下列有关图示生理过程的描述，错误的是( )
A.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成B.甲、乙、丙三个过程均能在胰岛B细胞核内进行C.图乙表示翻译，多个核糖体最后合成出的多肽链相同D.图甲中若复制起始点增多，细胞可在短时间内完成DNA分子的复制【答案】B
【解析】图中甲为DNA分子的复制、乙为翻译过程、丙表示转录过程。DNA双链解旋破坏氢键，DNA双链形成及转录时形成DNA—RNA区域有氢键形成，故DNA复制和转录过程都存在氢键的破坏和氢键的形成，A正确；细胞核内进行的是DNA复制和转录过程，胰岛B细胞是高度分化的细胞，不能进行DNA复制过程，B错误；一条mRNA可以结合多个核糖体，合成多条氨基酸序列相同的肽链，C正确；若DNA复制时有多个起点，则可以在短时间内完成DNA分子的复制，D正确。
(三)原核细胞和真核细胞中基因表达过程的区别(素养目标：科学思维)3.如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述不正确的是( )A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5'端到3'端【答案】C
【解析】图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录还没有完成翻译过程就已经开始，两个过程能同时发生。图甲、乙细胞都表示转录和翻译过程，所以遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。原核生物没有线粒体，能量只能由细胞质基质提供；真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的。多聚核糖体翻译过程的模板链相同，所以每个核糖体合成的多肽链相同，翻译的方向是由5'端到3'端。
(四)基因表达中的相关计算(素养目标：科学思维)4.图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是( )A.造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核B.已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为29%C.同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同D.胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同【答案】D
【解析】造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；转录时α链及其模板链中鸟嘌呤(G)分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C+G占44%，因此双链DNA中的C+G占44%，双链DNA分子中A+T占56%，双链中A＝T，则该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；同一种tRNA的反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；相同DNA在不同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA可能不同，但是控制基本生命活动的基因(管家基因)在胰岛B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA也可能相同，D正确。
三种翻译模型的分析判断
(1)图甲翻译模型分析：①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链；②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点；③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸；④翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)，翻译停止；⑤翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
(2)图乙表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，b、c、d、e表示正在合成的4条多肽链，一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体，迅速合成大量的蛋白质。(3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
中心法则的内容与各种生物的信息传递
[深度讲解]1.中心法则的图解
2.基因控制性状的途径
3.表观遗传的实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传。
(2)小鼠毛色的遗传(将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交)。
根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。
病毒遗传信息的传递过程(1)图甲为新型冠状病毒侵染人体细胞的过程示意图，请结合中心法则写出新型冠状病毒遗传信息的传递过程。
(2)图乙为HIV侵染T淋巴细胞的过程示意图，请结合中心法则写出HIV遗传信息的传递过程。
(3)HIV的遗传信息传递过程与新型冠状病毒有何不同?【答案】提示：HIV是RNA逆转录病毒，新型冠状病毒是RNA病毒(无逆转录酶)，新型冠状病毒没有逆转录、DNA的复制和转录过程。
基因与性状关系的四个易混点(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如， 基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。
[考向预测](一)考查中心法则的内容及补充(素养目标：生命观念)1.下图表示生物界完整的中心法则。下列有关叙述不正确的是( )A.①②③过程都需要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行B.若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0C.在蓝细菌中，②③过程可在细胞同一区域同时发生D.④⑤过程发生在某些病毒体内【答案】D
【解析】①②③过程分别是DNA的复制、转录和翻译，这三个过程都需要模板、原料、酶和能量，且含有基因的结构中都会发生这三个过程，例如乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体，A正确。由于DNA复制具有半保留复制的特点，且在第二次有丝分裂后期姐妹染色单体变成染色体之后的分配是随机的，所以将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0，B正确。原核细胞中转录和翻译同时在细胞质中进行，C正确。④是逆转录过程，⑤是RNA分子复制过程，只能发生在被某些病毒侵染的细胞中，而不能发生在病毒内，D错误。
(二)考查基因与性状的关系(素养目标：生命观念)2.如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是( )
A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症B.由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同C.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系D.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状【答案】D
【解析】由题图可知，酶⑤缺乏，不能合成黑色素，患白化病，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化成乙酰乙酸，患尿黑酸症，A正确；由题图可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形成的产物不同，B正确；酶①异常，会导致苯丙酮酸的积累，此外还会导致不能合成黑色素，即白化病的产生，这说明一个基因可以影响多个性状表现，这可以说明基因和性状之间并不是简单的一一对应，C正确；该图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物体的性状，D错误。
3.(2022年吉林延边二中月考)下列关于表观遗传的描述，错误的是( )A.染色体组蛋白发生甲基化会影响基因的表达B.基因的碱基发生甲基化会影响基因的表达C.吸烟者精子活力下降与精子DNA甲基化有关D.表观遗传现象只发生在真核生物的生命过程中【答案】D
【解析】构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰可能会影响与其结合的DNA的进一步解旋等，也会影响基因的表达，A正确；基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，B正确；男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高，C正确；表观遗传现象普遍存在于各种生物体的生长、发育等生命活动中，D错误。
“三看法”判断中心法则各过程
1.(2022年湖南卷)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C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA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【答案】D
【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与自身mRNA分子结合，而是与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身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在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
2.(2022年广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )A.细胞核 B.细胞质C.高尔基体 D.细胞膜【答案】A 【解析】野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
3.(2022年浙江卷)“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【答案】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。
4.(2021年广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )A.DNA复制B.转录C.翻译 D.逆转录【答案】C 【解析】tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合，从而将tRNA携带的氨基酸运输到相应的位置，即翻译过程。因此，金霉素抑制tRNA与mRNA的结合，直接影响了翻译过程。
易错探因 不清楚tRNA与mRNA的结合发生于什么过程。翻译过程要发生密码子和反密码子之间的碱基互补配对，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
5.(2021年河北卷)关于基因表达的叙述，正确的是( )A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.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C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息【答案】C
【解析】RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码，A错误；转录时，RNA聚合酶移动到终止子时停止转录，而终止密码子在mRNA上，B错误；翻译过程中，tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；tRNA不读取mRNA上的终止密码子，D错误。
知识点一 RNA的结构和种类[自主学习]
[自主检测]1.思考判断(1)细胞中的核酸有DNA和RNA，但只有DNA才是遗传物质。( )(2)只有DNA中才有碱基对及氢键。( )(3)RNA均合成于细胞核中。( )(4)线粒体、叶绿体及核糖体中都含有RNA。( )
(1)图中表示的是哪种RNA?该RNA是通过什么过程产生的?________。 【答案】提示：tRNA，是通过转录产生的(2)该RNA的功能是什么?在什么过程参与?___________________________________________________________。 【答案】提示：运输氨基酸，在翻译过程参与(3)该RNA中是否含有碱基对和氢键，其他两种RNA呢?___________。 【答案】提示：含有，其他两种RNA(mRNA和rRNA)不含有
知识点二 遗传信息的转录与翻译[自主学习]1.过程
2.辨析密码子与反密码子
[自主检测]1.思考判断(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。( )(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多。( )(3)细菌的一个基因转录时只有一条DNA链作为模板。( )(4)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。( )(5)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核。( )
2.深挖教材(1)真核细胞中控制某种蛋白质合成的基因刚转录出来的mRNA含有900个碱基，而翻译后从核糖体上脱离下来的多肽链只由76个氨基酸组成，这说明了____________________________________________________。 【答案】提示：刚转录出来的mRNA需要加工(2)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，而蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸，原因是______________________________________________。 【答案】提示：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会被剪切掉
(3)原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是______________________________________________。 【答案】提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译
知识点三 基因对性状的控制[自主学习]1.用字母表示下列生物的遗传信息传递过程(1)噬菌体：________。 (2)烟草花叶病毒：________。 (3)烟草：__________。 (4)艾滋病病毒：________。
2.基因对性状的控制途径[连一连]
【答案】①③⑤－b ②④－a
3.表观遗传(1)概念。生物体基因的碱基序列________，但________和________发生________变化的现象，叫作表观遗传。 (2)现象。除了DNA甲基化，构成染色体的________发生甲基化、________等修饰也会影响基因的表达。
[自主检测]1.思考判断(1)依据中心法则(下图)，判断下列相关叙述：
①生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中。( )②核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。( )③HIV侵入人体后，合成子代HIV蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节。( )
(2)下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：
①基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。( )②基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。( )③d、e过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。( )④图中a、b过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。( )
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因：_________________________________________________________________________________________。
【答案】提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王
DNA的复制、转录和翻译
[深度讲解]1.常考图示解读
2.DNA复制、转录和翻译的比较
3.相关数量关系(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
(2)计算中“最多”和“最少”的分析。①mRNA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(UAA、UAG)不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。②DNA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。③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“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。
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：________________。 【答案】提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，请解析原因：______________________________________________________________________________________。 【答案】基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多
密码子、tRNA和氨基酸的对应关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。②一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密码子有64种(3种终止密码子，62种决定氨基酸的密码子)。
[考向预测](一)密码子、反密码子、氨基酸间的关系 (素养目标：科学思维)1.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法中正确的是( )A.由图分析可知①链应为DNA的α链B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUAD.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行【答案】D
【解析】根据碱基互补配对原则，可知①链是DNA的β链，A错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B错误；tRNA的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D正确。
(二)考查细胞中DNA复制、转录和翻译的区别与联系 (素养目标：科学思维)2.下列有关图示生理过程的描述，错误的是( )
A.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成B.甲、乙、丙三个过程均能在胰岛B细胞核内进行C.图乙表示翻译，多个核糖体最后合成出的多肽链相同D.图甲中若复制起始点增多，细胞可在短时间内完成DNA分子的复制【答案】B
【解析】图中甲为DNA分子的复制、乙为翻译过程、丙表示转录过程。DNA双链解旋破坏氢键，DNA双链形成及转录时形成DNA—RNA区域有氢键形成，故DNA复制和转录过程都存在氢键的破坏和氢键的形成，A正确；细胞核内进行的是DNA复制和转录过程，胰岛B细胞是高度分化的细胞，不能进行DNA复制过程，B错误；一条mRNA可以结合多个核糖体，合成多条氨基酸序列相同的肽链，C正确；若DNA复制时有多个起点，则可以在短时间内完成DNA分子的复制，D正确。
(三)原核细胞和真核细胞中基因表达过程的区别(素养目标：科学思维)3.如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述不正确的是( )A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5'端到3'端【答案】C
【解析】图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录还没有完成翻译过程就已经开始，两个过程能同时发生。图甲、乙细胞都表示转录和翻译过程，所以遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的。原核生物没有线粒体，能量只能由细胞质基质提供；真、原核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的。多聚核糖体翻译过程的模板链相同，所以每个核糖体合成的多肽链相同，翻译的方向是由5'端到3'端。
(四)基因表达中的相关计算(素养目标：科学思维)4.图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是( )A.造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核B.已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为29%C.同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同D.胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同【答案】D
【解析】造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；转录时α链及其模板链中鸟嘌呤(G)分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C+G占44%，因此双链DNA中的C+G占44%，双链DNA分子中A+T占56%，双链中A＝T，则该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；同一种tRNA的反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；相同DNA在不同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA可能不同，但是控制基本生命活动的基因(管家基因)在胰岛B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA也可能相同，D正确。
三种翻译模型的分析判断
(1)图甲翻译模型分析：①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链；②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点；③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸；④翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)，翻译停止；⑤翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
(2)图乙表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，b、c、d、e表示正在合成的4条多肽链，一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体，迅速合成大量的蛋白质。(3)图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
中心法则的内容与各种生物的信息传递
[深度讲解]1.中心法则的图解
2.基因控制性状的途径
3.表观遗传的实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传。
(2)小鼠毛色的遗传(将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交)。
根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。
病毒遗传信息的传递过程(1)图甲为新型冠状病毒侵染人体细胞的过程示意图，请结合中心法则写出新型冠状病毒遗传信息的传递过程。
(2)图乙为HIV侵染T淋巴细胞的过程示意图，请结合中心法则写出HIV遗传信息的传递过程。
(3)HIV的遗传信息传递过程与新型冠状病毒有何不同?【答案】提示：HIV是RNA逆转录病毒，新型冠状病毒是RNA病毒(无逆转录酶)，新型冠状病毒没有逆转录、DNA的复制和转录过程。
基因与性状关系的四个易混点(1)一般而言，一个基因决定一种性状。(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。(3)有些基因可影响多种性状，如， 基因1可影响B和C性状。(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。
[考向预测](一)考查中心法则的内容及补充(素养目标：生命观念)1.下图表示生物界完整的中心法则。下列有关叙述不正确的是( )A.①②③过程都需要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行B.若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0C.在蓝细菌中，②③过程可在细胞同一区域同时发生D.④⑤过程发生在某些病毒体内【答案】D
【解析】①②③过程分别是DNA的复制、转录和翻译，这三个过程都需要模板、原料、酶和能量，且含有基因的结构中都会发生这三个过程，例如乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体，A正确。由于DNA复制具有半保留复制的特点，且在第二次有丝分裂后期姐妹染色单体变成染色体之后的分配是随机的，所以将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0，B正确。原核细胞中转录和翻译同时在细胞质中进行，C正确。④是逆转录过程，⑤是RNA分子复制过程，只能发生在被某些病毒侵染的细胞中，而不能发生在病毒内，D错误。
(二)考查基因与性状的关系(素养目标：生命观念)2.如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是( )
A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症B.由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同C.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系D.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状【答案】D
【解析】由题图可知，酶⑤缺乏，不能合成黑色素，患白化病，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化成乙酰乙酸，患尿黑酸症，A正确；由题图可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形成的产物不同，B正确；酶①异常，会导致苯丙酮酸的积累，此外还会导致不能合成黑色素，即白化病的产生，这说明一个基因可以影响多个性状表现，这可以说明基因和性状之间并不是简单的一一对应，C正确；该图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物体的性状，D错误。
3.(2022年吉林延边二中月考)下列关于表观遗传的描述，错误的是( )A.染色体组蛋白发生甲基化会影响基因的表达B.基因的碱基发生甲基化会影响基因的表达C.吸烟者精子活力下降与精子DNA甲基化有关D.表观遗传现象只发生在真核生物的生命过程中【答案】D
【解析】构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰可能会影响与其结合的DNA的进一步解旋等，也会影响基因的表达，A正确；基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，B正确；男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高，C正确；表观遗传现象普遍存在于各种生物体的生长、发育等生命活动中，D错误。
“三看法”判断中心法则各过程
1.(2022年湖南卷)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C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA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【答案】D
【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与自身mRNA分子结合，而是与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身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在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
2.(2022年广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )A.细胞核 B.细胞质C.高尔基体 D.细胞膜【答案】A 【解析】野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
3.(2022年浙江卷)“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【答案】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。
4.(2021年广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )A.DNA复制B.转录C.翻译 D.逆转录【答案】C 【解析】tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合，从而将tRNA携带的氨基酸运输到相应的位置，即翻译过程。因此，金霉素抑制tRNA与mRNA的结合，直接影响了翻译过程。
易错探因 不清楚tRNA与mRNA的结合发生于什么过程。翻译过程要发生密码子和反密码子之间的碱基互补配对，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
5.(2021年河北卷)关于基因表达的叙述，正确的是( )A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.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C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息【答案】C
【解析】RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码，A错误；转录时，RNA聚合酶移动到终止子时停止转录，而终止密码子在mRNA上，B错误；翻译过程中，tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；tRNA不读取mRNA上的终止密码子，D错误。
相关课件
新高考生物一轮复习课件 第六单元 第3课 基因的表达（含解析）： 这是一份新高考生物一轮复习课件 第六单元 第3课 基因的表达（含解析），共60页。PPT课件主要包含了核心概念·自查，DNA的一条链，碱基互补配对，细胞核，核糖体，DNA的复制，RNA的复制，逆转录，RNA中含有核，一种密码子只等内容，欢迎下载使用。
2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第1讲DNA是主要的遗传物质课件： 这是一份2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第1讲DNA是主要的遗传物质课件，共53页。PPT课件主要包含了S型活细菌，不死亡，转化因子，实验过程，蛋白质外壳含35S，DNA含32P，没有35S，存在32P，蛋白质外壳，RNA等内容，欢迎下载使用。
高中生物高考3 第六单元 第19讲 基因的表达课件PPT： 这是一份高中生物高考3 第六单元 第19讲 基因的表达课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了word部分，点击进入链接等内容，欢迎下载使用。
