2020-2021学年高三生物一轮复习专题19 基因的表达(讲)

专题19 基因的表达
1、最新考纲
(1)遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)
(2)基因与性状的关系(Ⅱ)
2、最近考情
2019·全国卷Ⅰ(2)、2018·全国卷Ⅰ(2)、2018·全国卷Ⅲ(30)、
2017·全国卷Ⅱ(2)、2017·全国卷Ⅲ(1)
生命观念结合DNA双螺旋结构模型,阐明基因表达过程
科学思维运用中心法则,建立模型
科学探究模拟中心法则各过程的实验
社会责任结合实例分析基因表达异常情况,形成关注社会、关注人体健康的理念
考点一遗传信息的转录和翻译【科学思维】
【基础知识梳理】
1．RNA的结构与功能
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)场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。

(3)过程
(4)产物:信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。

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3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称为1个密码子。

②种类:64种,其中决定氨基酸的密码子有61种,终止密码子有3种。

③密码子与反密码子的比较
(3)过程
(4)产物:多肽――――→盘曲折叠
蛋白质。

4．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密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种)；不同生物共用一套遗传密码。

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。

【核心考点突破】DNA 复制、转录和翻译的区别
例题精讲:(2020年全国统一高考生物试卷(新课标Ⅲ·1))关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是( )
A．遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子
【答案】B
【解析】A、遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA,mRNA进行翻译合成蛋白质,A正确；
B、以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等,mRNA可以编码多肽,而tRNA 的功能是转运氨基酸,rRNA是构成核糖体的组成物质,B错误；
C、基因是有遗传效应的DNA片段,而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段,因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和,C正确；
D、染色体DNA分子上含有多个基因,由于基因的选择性表达,一条单链可以转录出不同的RNA 分子,D正确。

变式训练:(2020年全国统一高考生物试卷(新课标Ⅲ)·3)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( )
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
【答案】C
【解析】
A、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确；
B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确；
C、由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误；
D、由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。

考点二中心法则及基因与性状的关系【科学思维】
【基础知识梳理】
1．中心法则
(1)提出者:克里克。

(2)补充后的内容图解
(3)不同类型生物遗传信息的传递
①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递
④高度分化的细胞遗传信息的传递
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
基因――→控制蛋白质的结构――――→直接控制生物体的性状(完善实例分析如下)
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
基因――→控制酶的合成――→控制代谢过程――――→间接控制生物体的性状(完善实例分析如下) ①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
【核心考点突破】
有关中心法则及基因与性状关系的4点提醒
(1)不同细胞中的中心法则途径:高等动植物只有DNA 复制、转录、翻译三条途径,但不同的细胞情况不尽相同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA 复制途径,只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息传递。

RNA 复制和逆转录只发生在被RNA 病毒寄生的细胞中,而在其他生物体内不能发生。

(2)RNA 复制酶、逆转录酶均来自病毒自身,但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上,由寄主细
胞提供原料合成。

(3)体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”:如甲状腺激素、黑色素、淀粉等,该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的,即基因――→控制酶的合成――→控制
产生该非蛋白质类物质的代谢过程――→进而控制性状。

(4)基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。

总之,生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。

例题精讲(2020·东北师大附中调研)如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由DNA 向蛋白质传递与表达的过程,下列相关叙述正确的是( )
A.健康的人体细胞中,不会发生e 过程,a 、b 、c 、d 均可发生
B.在真核细胞中,a 和b 两个过程发生的主要场所是细胞核和细胞质
C.噬菌体在大肠杆菌细胞内可以发生a 、b 、c 过程
D.a 过程只发生在真核细胞有丝分裂的间期 【答案】 C
【解析】 分析题图可知,a 过程为DNA 复制,b 过程为转录,c 过程为翻译,d 过程为逆转录,e 过程为RNA 复制。

人体细胞中,正常情况下不会发生e 、d 过程,但人体细胞若被RNA 病毒侵染,则可以发生e 、d 过程,A 错误；在真核细胞中,a 和b 过程都主要发生在细胞核中,此外这两个过程在线粒体和叶绿体中也能进行,B 错误；噬菌体是DNA 病毒,其遗传信息传递和表达的过程为
,因此噬菌体在大肠杆菌细胞内可以发生a 、b 、c
过程,C 正确；a 过程既可发生在真核细胞有丝分裂的间期,也可发生在减数第一次分裂前的间期,D 错误。

变式训练:(2020·梧州模拟)囊性纤维病是由编码细胞膜上CFTR 蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起,该突变使CFTR 蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸,进而导致氯离子运输障碍,使得氯离子在细胞内积累。

下列有关该病的叙述,不正确的是( ) A ．该病例说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 B ．CFTR 蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失
C．氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升使水分子出细胞受阻碍
D．编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的随机性
【答案】 D
【解析】该病例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,A正确；CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失,B正确；氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升,使水分子出细胞受阻碍,C正确；编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的不定向性,D错误。