2021届高三生物复习学案-第20讲-基因的表达-含解析

第20讲基因的表达

[考纲展示] [核心素养]

1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。

2.基因与性状的关系(Ⅱ

)。

1.生命观念——结构与功能：结合

DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分

子转录、翻译等过程。

2．科学思维——通过掌握遗传信息传

递过程中碱基数目、氨基酸数目等数

量关系，提升分析与计算能力。

3．科学探究——通过模拟中心法则各

过程实验，提升对实验结果的分析能

力。

[考情统计]

2018·全国卷Ⅰ(2)；2018·全国卷Ⅲ(30)；

2017·全国卷Ⅱ(2)；2017·全国卷Ⅲ(1)；

2016·全国卷Ⅱ(2)

‖基础梳理‖

一、RNA的组成、结构与种类

1．完善RNA的结构与功能概念图

2．比较RNA与DNA的区别

二、遗传信息的转录和翻译

1．转录

(1)

场所：主要是17细胞核，在

18叶绿体、19线粒体中也能发生转录过程。

(2)条件⎩⎪⎨⎪⎧模板：20DNA 的一条链

原料：214种核糖核苷酸能量：A TP 酶：22RNA 聚合酶

(3)过程

(4)产物：24信使RNA 、核糖体RNA 、转运RNA 。

2．翻译

(1)场所或装配机器：25核糖体。

(2)条件⎩⎪⎨⎪

⎧模板：mRNA

原料：26氨基酸能量：A TP 酶：多种酶搬运工具：27tRNA

(3)过程

(4)产物：多肽――→盘曲折叠

蛋白质。

3．密码子与反密码子

项目密码子反密码子

位置34mRNA 35tRNA

作用直接决定蛋白质中36氨基酸的序列识别37密码子，转运38氨基酸

特点与39DNA模板链上的碱基互补与40mRNA中的密码子碱基互补

‖基础小练‖

1．判断正误

(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。(×)

(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(√)

(3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。(×)

(4)DNA复制就是基因表达的过程。(×)

(5)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。(×)

(6)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。(×)

(7)基因与性状之间是一一对应的关系。(×)

2．教材拓展

(1)组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子？由此推知一种氨基酸可能对应多个密码子，这对生物体的生存发展有何意义？

提示：组成蛋白质的20种氨基酸对应61种密码子。①增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。

②保证翻译速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。

(2)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？

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。

翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。

刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。

3．思维探究

仔细观察下面两图，并思考：

(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？

提示：图示过程为转录和翻译，两图的区别在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。

(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？

提示：图2；大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程(图1在细胞核中转录，在细胞质中翻译)。

(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？

提示：a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。

考点一遗传信息的转录和翻译

★锁定高考一辨析转录和翻译的“四个不同”

|针对练习|

1．(2018年海南卷)关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是()

A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA

B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶

C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸

D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板

解析：选C逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶，B正确；转录所需要的反应物是核糖核苷酸，而逆转录所需的反应物是脱氧核糖核苷酸，C错误；细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。

2．(2019年全国卷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．①②④B．②③④

C．③④⑤D．①③⑤

解析：选C合成多肽链时需要tRNA转运氨基酸，但不需要同位素标记的tRNA，①错误；合成多肽链时需要除去了DNA和mRNA的细胞裂解液，这其中有催化多肽链合成的酶，因此不需要额外添加蛋白质合成所需的酶，②错误，⑤正确；要合成同位素标记的多肽链，应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料，③正确；要合成同位素标记的多肽链，需要人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作为模板，④正确。