第三讲 基因的表达

2．图乙模型分析
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图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，
②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖
体。
(2)意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长
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4．(2019·大同期末)在去除DNA和mRNA的细胞提取液中，
加入一定量人工合成的多聚核苷酸链(RNA)和各种氨基
酸，进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：
实验 序号
生成的多肽中含有的氨基酸 重复的mRNA序列
种类
实验一
(UUC)n，即 UUCUUC……
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
(UUAC)n，即 UUACUUAC……
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2．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知
苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记
的多肽链，所需的材料组合是
()
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④ B．②③④ C．③④⑤ D．①③⑤
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[易错提醒]
关注计算中“最多”和“最少”问题 (1)mRNA 上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译 时，mRNA 上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA 上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的 3 倍还要多一些。 (2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：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倍多。 (3)不能忽略“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。
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核心素养 提能区
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1．比较记忆复制、转录和翻译
遗传信息的传递
遗传信息的表达
复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质
模板
亲代DNA的两条 DNA的一条链
链
mRNA
原料
4种游离的脱氧核 4种游离的核糖 20种氨基
苷酸
核苷酸
酸模板
遗传信息的传递
遗传信息的表达
返回
复制
转录
翻译
去向
子代DNA分子中
的密码子
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解析：合成蛋白质过程需要核糖体和消耗ATP，因此加入的 细胞提取液中含有核糖体和ATP等物质，A正确；密码子是 指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密 码子可能有3种，即UUC、UCU、CUU，实验二的密码子可 能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，B正确；实验二的 密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3 种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸， C正确；实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有 亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，D错误。
与 DNA模板链 上的碱基 与 mRNA中密码子 的碱
特点
互补
基互补
【基础小题】
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1．判断正误
(1)少数RNA具有生物催化作用
(√)
(2)真核生物的tRNA呈三叶草结构
(√)
(3)与DNA相比，RNA特有的物质是核糖和尿嘧啶
(√)
(4)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
(×)
(5)转录和翻译都可在细胞核中发生
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
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请根据表中的两个实验结果，判断下列说法错误的是( ) A．加入的细胞提取液中含有核糖体和ATP B．实验一和实验二的密码子分别有UUCБайду номын сангаасUCU、CUU和
UUA、UAC、ACU、CUU C．通过实验二的结果推测，mRNA中不同密码子有可能决
定同一种氨基酸 D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸
解析：mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C数目为n个，推出
A＋U数目为(m－n)个，故DNA中A＋T数目为2(m－n)。根据
mRNA中碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸
数目为m/3，脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。
答案：D
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6．(2019·兴宁区校级月考)某蛋白质的A、B两条肽链是由一
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3．基因表达中相关计算 (1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋ G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。 (2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的 关系，如下图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝ 1/6DNA(或基因)碱基数目。
(×)
(6)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料
(×)
(7)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息
(×)
(8)每种氨基酸仅由一种密码子编程
(×)
(9)DNA复制就是基因表达的过程
(×)
(10)转录和翻译过程都存在T－A、A－U、G－C碱基配对方
式
(×)
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2．热图导析：分析DNA转录和翻译过程 (1)为什么说真核细胞的转录过程主要
第三讲 基因的表达
素能目标★备考明确
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考点一 遗传信息的转录和翻译
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1．RNA 的结构与功能
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2．遗传信息的转录 (1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录
过程。 模板：DNA的一条链
(2)条件能原量料：：A4种TP核糖核苷酸 酶：RNA聚合酶
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(3)过程
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(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。 3．翻译 (1)场所或装配机器：核糖体。
DNA链重新 聚合
降解成核 糖核苷酸
产物
完全相同的两个 DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
碱基 A—T、T—A、 配对 C—G、G—C
A—U、 T—A、 C—G、
A—U、U—A、 C—G、G—C
G—C
一条mRNA上可相
特点
①半保留复制 ②边解旋边复制
边解旋边转 继结合多个核糖
录
体，同时合成多条
肽链
信息 传递
[易错提醒] 转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是 mRNA，还有 tRNA、rRNA，但只有 mRNA 携带遗传信息，3 种 RNA 都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中 mRNA 并不移动，而是核糖体沿着 mRNA 移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是 A－T，而是 A－U。 (4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不 决定氨基酸。
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解析：根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确 定β链是转录模板；蓝藻属于原核生物，没有细胞核。RNA 包括mRNA(图中②)、tRNA(图中③)和rRNA(核糖体RNA)。 图中②→③是翻译过程，在核糖体上进行。能够决定氨基酸 的密码子有61种，密码子在mRNA上，而③是tRNA。 答案：C
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【对点落实】 7．下图表示细胞内蛋白质的合成过程，下列叙述正确的是
()
A．图示中的物质甲为DNA解旋酶 B．图示过程主要发生在真核细胞中 C．氨基酸转运过程中有磷酸生成 D．核糖体沿着mRNA从左向右移动
题点2 遗传信息、密码子、反密码子的区别
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3．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的
对应关系。下列说法正确的是
()
A．分析图示可知①是β，完成基因→②的场所是细胞核 B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA C．图中②→③需要在核糖体上进行 D．能够决定氨基酸的③的种类有61种
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解析：蛋白质合成需要mRNA模板、游离的氨基酸、核糖 体、tRNA以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作 为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使 用同位素标记的氨基酸；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液 中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，所以C选项符合题意。 答案：C
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解析：真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产 生的；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一 细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中 叶绿体、线粒体中的DNA也可以转录形成RNA；转录的过程 遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应 区域碱基互补。 答案：C
短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质
网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。
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3．图丙模型分析 图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板 链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体 上同时进行翻译过程。
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【对点落实】
题点 1 DNA 复制、转录和翻译
1．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的
是
()
A．tRNA、rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来
B．同一细胞中两种 RNA 的合成有可能同时发生
C．细胞中的 RNA 合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补
DNA→DNA
DNA→RNA mRNA→蛋白质
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2．明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 ①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简 并性)，可由一种或几种tRNA转运。 ②除终止密码子外，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；61种决定氨基酸的密码 子)。