2025版高考生物一轮总复习教案必修2第六单元遗传的分子基础第三讲基因的表达考点一基因指导蛋白质的合成

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考点一 基因指导蛋白质的合成
必备知识·夯实基础
知|识|巩|固
1．RNA
(1)RNA的结构和种类
(2)DNA与RNA的区别
2.遗传信息的转录
(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)转录过程(见图)
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念：mRNA上决定一种氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子。
②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61或62种，终止密码子有3种。
③密码子与反密码子的比较
(3)翻译过程
(4)过程图示
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。( × )
(2)DNA分子转录时，转录的方向是5′→3′。( √ )
(3)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。( × )
(4)翻译时mRNA在核糖体上每次移动3个碱基的位置。( × )
(5)翻译时，核糖体的移动方向是5′→3′。( √ )
延|伸|探|究
1．RNA适合做信使的原因。
提示：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．图形探究：
(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？
提示：a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？
提示：由c中三条链越往B侧越长，可确认翻译方向是A→B。
(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示：图中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．“列表法”比较复制、转录和翻译
(1)区别
(2)联系
2．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①一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。
②每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
3．相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1
精|准|命|题
考向一 围绕遗传信息的转录和翻译，考查生命观念
》例1 (2021·浙江1月选考)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( B )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
解析：图中①氨基酸对应的密码子是AUU，代表异亮氨酸，A错误；图中②表示核糖体，从右向左移动，B正确；该过程中有密码子和反密码子的碱基互补配对及分离，故有氢键的形成和断裂，C错误；该过程表示翻译，可发生在线粒体基质中，不能发生在细胞核基质中，D错误。
“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译

〔变式训练1〕 (2024·江苏徐州模拟)RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见下图)。下列相关叙述正确的是( D )
A．RNA与DNA只有一种核苷酸有差异
B．与RNA序列一致的链是模板链
C．RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子
D．转录时RNA的延伸方向总是从5′→3′
解析：RNA与DNA的四种核苷酸都不同，A错误；与RNA序列一致的链是非模板链，B错误；RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质，C错误；RNA的延伸方向总是从5′→3′，D正确。
考向二 围绕遗传信息、密码子、反密码子辨析，考查科学思维
》例2 (2020·全国Ⅲ卷)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)，含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( C )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析： 根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
〔变式训练2〕 (2020·天津卷)对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是( C )
A．DNA B.mRNA
C.tRNA D.rRNA
解析： DNA是遗传物质的主要载体，需通过转录和翻译合成蛋白质；mRNA是蛋白质合成的直接模板，不能运载特定氨基酸分子；tRNA主要是将其携带的氨基酸运送到核糖体上，在mRNA指导下合成蛋白质，tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的；rRNA是组成核糖体的重要组成成分，故选C。课标要求
核心素养
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。
2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。
1.了解DNA分子转录、翻译的过程。(生命观念)
2．运用中心法则，阐明遗传信息的传递途径；认识生物的性状主要通过蛋白质来表现。(科学思维)
3．模拟中心法则各过程，提高实验观察能力及表达交流能力。(科学探究)
4．通过分析吸烟会使DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。(社会责任)
物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链
项目
密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
作用
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
识别密码子，转运氨基酸
特点
与DNA模板链上的碱基互补
与mRNA中密码子的碱基互补
项目
DNA的复制
转录
翻译
时间
有丝分裂前的间期；减数分裂前的间期
整个生长发育的过程中
场所
主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)
主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)
核糖体上
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
碱基
配对
原则
A—T，G—C，T—A，C—G
A—U，G—C，
T—A，C—G
A—U，G—C，
U—A，C—G
产物
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA等
蛋白质
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录
一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，提高合成蛋白质的效率
信息传递方向
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质(性状)
意义
传递遗传信息
表达遗传信息
项目
遗传信息
密码子
反密码子
作用
控制生物的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
图解