第19讲 基因的表达

【解析】大肠杆菌中色氨酸合成途径需要5种酶，即5种蛋白质， A正确；由“当环境中缺乏色氨酸时，大肠杆菌就合成5种酶”推知， 当环境中有色氨酸时，则不需要合成5种酶，这是对不利环境(色氨 酸缺乏)的适应，也是对基因的一种调控表达，B、C正确；基因通过 控制酶的合成控制代谢进程，间接控制生物体的性状，D错误。
【易错提醒】 关于tRNA与携带的氨基酸的几个易错点 (1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子具有简并性)， 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。tRNA上反密码子有61种。 (3)tRNA上有反密码子，决定tRNA携带哪种氨基酸的是与反 密码子碱基互补配对的密码子。 (4)tRNA携带氨基酸的是长臂——“—OH”端。 (5)翻译时，核糖体沿mRNA移动，读反密码子时是从长臂端( 携带氨基酸的一端)向短臂端读取。)
考向2 基因对性状的控制 3．(2018河北保定期中，12)下图为基因与性状关系示意图。请根据图 判断下列选项中正确的是( D )
A．一个基因只能控制一个性状，多个基因可以影响和控制同一个性状 B．图中产物的化学本质可以是糖类、蛋白质、脂类等 C．染色体上的所有基因都能表现出相应的性状 D．基因在染色体上呈线性排列，控制性状A、E、 F的基因的传递不遵 循孟德尔遗传定律
A. ②④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶 B．③过程中一条mRNA只能翻译出一条肽链 C．保证①过程准确无误地进行的关键是游离的脱氧核苷酸与母链进行 碱基互补配对 D．①②③均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不完全相同
【解析】 据题图分析可知，②表示遗传信息的转录过程，需要RNA聚合 酶的催化；④是逆转录过程，需要逆转录酶，A正确；③表示翻译 过程，一条mRNA可以同时与多个核糖体结合，合成多条相同的肽 链，B错误；①表示DNA的复制过程，其准确无误地进行的关键是 游离的脱氧核苷酸与母链进行碱基互补配对，C正确；①DNA复制、 ②转录、③翻译均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不完 全相同，D正确。
易错点1 误认为转录的产物只有mRNA 【点拨】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。 易错点2 误认为转录是整个DNA分子的转录
【点拨】转录不是转录整个DNA分子，而是转录其上的基因，不同 种类的细胞选择转录的基因有相同的也有不同的(转录的起始点不完全 相同)，例如人体中呼吸酶基因在每个细胞中都会转录，而胰岛素基因 只会在胰岛B细胞中转录。不同细胞功能不同的本质就是转录形成了不 同的mRNA，合成了不同的蛋白质，即基因的选择性表达。 易错点3 不能正确理解“简并性”的含义和意义
【解析】 甲中包括DNA复制、转录和翻译过程；乙中包括RNA复制和翻 译过程；丙中包括逆转录、DNA复制、转录和翻译过程。甲是 DNA病毒，丙是通过逆转录方式传递遗传信息的RNA病毒，A正 确；题图中3、10表示DNA复制过程，该过程需要解旋酶、DNA 聚合酶参与，B正确；题图中1、8表示遗传信息转录过程，即DNA 形成RNA的过程，该过程以核糖核苷酸为原料，需要RNA聚合酶 参与，C错误；图中2、5、9表示遗传信息翻译过程，翻译需要 mRNA为模板，tRNA为运载工具，rRNA参与形成核糖体，D正确。
提分技巧
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞 ，情况也不尽相同。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；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。
考向1 中心法则的分析 1．(2018安徽合肥一中等六校第一次联考，17)如图表示生物体内遗传 信息的传递和表达过程。下列叙述错误的是( B )
考向2 DNA转录与翻译的分析 3. (2018广西桂林、柳州高三模拟，3)下列关于真核细胞RNA形成过程 的分析，正确的是( A )
A．RNA形成过程中存在DNA—RNA杂合双链区 B．真核细胞形成RNA的场所都是细胞核 C．真核细胞形成RNA的过程不消耗能量 D．真核细胞以游离的脱氧核苷酸为原料形成RNA
考点二 基因对性状的控制(高考热度：★★)
1．“三看法”判断中心法则各过程
“一看”模板 DNA
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
RNA 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
氨基酸
“二看”原料
DNA RNA
DNA RNA 蛋白质(或多肽)
“三看”产物
DNA复制 转录
逆转录 RNA复制
翻译
生理过程
2.基因与性状的对应关系 (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
7．下图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对 情形。以下有关叙述错误的是 ( C )
A．tRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端 B．图中戊处上下链中间的化学键表示氢键 C．与此tRNA反密码子配对的密码子为UCG D．蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙 端到丁端移动
DNA模板链
(3)过程
tRNA
密码子
mRNA中密 码子
氨基酸
mRNA
tRNA
mRNA tRNA
终止密码
脱离
(4)产物：多肽
蛋白质
3．基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
即：蛋白质中氨基酸的数目＝ 1/3mRNA中的碱基数目(最少)＝ 1/6 DNA(基因)中的碱基数目(最少)。
4．“图示法”解读复制、转录、翻译的过程
第六单元 基因的本质与表达
第19讲 基因的表达
1.遗传信息的转录和翻译
核糖核苷酸
一条链
mRNA DNA模板链
(3)产物：__R_N__A_________________________________。
2．翻译 (1)场所或装配机器：_核__糖__体___。 (2) 密码子和反密码子的比较
mRNA 氨基酸
【解析】由题图知，性状A、B、C、D与同一个基因产物有关， 说明一个基因可影响或控制多个性状，而性状E与多个基因产物有 关，说明多个基因可以影响或控制同一个性状，A错误；基因控制 合成的产物不是RNA就是蛋白质，不可能是糖类和脂类，B错误； 生物的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响，即基因 ＋环境条件＝生物的性状，C错误；基因在染色体上呈线性排列， 控制性状A、E、F的基因在同一条染色体上，它们的传递不遵循孟 德尔遗传定律，D正确。
5．(2018安徽十校联盟摸底，14)下图为甲、乙两类细胞内遗传信息的 传递。下列相关叙述中正确的是( B )
A．细胞甲与细胞乙都有的细胞器有核糖体和线粒体等 B．根据多肽链的长短可判断核糖体从mRNA的5′端向3′端移动 C．图中①过程有碱基配对现象，而②过程没有碱基配对现象 D．细胞甲和乙中每条DNA上含有的游离磷酸基团数目相等
2．(2019届山东济南外国语学校期中，26)已知甲、乙、丙三种类型的 病毒，其遗传信息的传递方式如图所示。下列说法错误的是( C )
A．由图可知，甲是DNA病毒，丙是通过逆转录方式传递遗传信息的RNA 病毒
B．图中3、10表示DNA的复制过程，此过程需要解旋酶、DNA聚合酶参与 C．图中1、8表示遗传信息的转录过程，此过程以氨基酸为原料，需要 RNA聚合酶参与 D．图中2、5、9表示遗传信息的翻译过程，此过程需要mRNA、tRNA和 rRNA参与
A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节 B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上 D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
【解析】 依题图可知，生理过程①为DNA复制，②为转录，③为翻译， ④为逆转录，⑤为RNA复制。HIV属于逆转录病毒，其遗传物质 RNA进入宿主细胞后，在逆转录酶催化作用下合成DNA，然后转 录出相应的mRNA进而合成新的蛋白质外壳，A正确；宿主细胞无 逆转录酶，因此HIV侵染过程中遗传物质RNA和逆转录酶一同进入 宿主细胞，B错误；HIV的遗传物质RNA在逆转录酶催化作用下合 成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，C正确；HIV是逆 转录病毒，通过药物抑制逆转录酶可抑制HIV的增殖，D正确。
(3)图丁所示过程的解读 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： 从左向右 ④结果：合成多个氨基酸序列 完全相同 的多肽
提分技巧
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
【思维诊断】
1．若核酸中出现碱基T或脱氧核糖，则必为DNA。( √ ) 2．DNA复制、转录和翻译就是基因表达的过程。( × ) 3.真核生物基因上每三个相邻的碱基组成一个密码子。( × ) 4．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上。( × )
形成至少与50多个不同的基因有关。 (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 现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。。
真题印证 (2014江苏卷，6)研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿 主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列 相关叙述错误的是( B )
4．(2019届东北师范大学附属中学模拟，25)下图为基因表达过程的示 意图，下列叙述正确的是( D )
A．①是DNA，其一条链可进入细胞质作为转录的模板 B．②上有n个碱基，则新形成的肽链含有n－1个肽键 C．③是核糖体，翻译过程中③将由3′向5′方向移动 D．④是tRNA，能识别mRNA上的密码子
(1)图甲、图乙所示过程的判断
①图甲所示DNA
复制
②图乙所示DNA
转录
(2)图丙的过程解读
①一个核糖体与mRNA的结合部位形成 2 个tRNA结合位点。
②翻译起点：起始密码子决定的是 甲硫氨酸或缬氨酸。
③翻译终点：识别到 终止密码子 (不决定氨基酸)，翻译停止。
④翻译过程： 核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
5．转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。( ×
考向1 DNA与RNA的比较 1．经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知பைடு நூலகம்该生物体内的核酸 中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断( C )
A．此生物体内的核酸一定是DNA B．该生物一定不含DNA而只含RNA C．若此生物只含DNA，则一定是单链的 D．若此生物含DNA，则一定是双链的
4．(2019届河北石家庄月考，19)大肠杆菌中色氨酸合成途径需要5种酶 ，5种酶的基因在DNA上的排列和基因表达过程如下图所示。当环境中缺乏 色氨酸时，大肠杆菌就合成5种酶，将前体物质逐步转化为色氨酸，当环 境中存在色氨酸并进入细菌中，5个基因的转录就关闭。下列说法不正确 的是(D )
A．5个基因转录出一条mRNA分子翻译成5种蛋白质 B．5个基因协同表达有利于大肠杆菌适应不良环境 C．大肠杆菌根据环境中营养物质的来源，调控许多基因的表达 D．基因通过控制酶的合成控制代谢进程，直接控制了生物体的性状
【解析】tRNA上的甲端(羟基端)可结合氨基酸，另一端是磷酸基 团，不能结合氨基酸，A正确；题图中戊处为局部双链结构，两条 链中间的化学键为氢键，B正确；读密码子的顺序是从长臂端(携带 氨基酸的一端)到短臂端，因此与此tRNA反密码子配对的密码子为 GCU，C错误；蛋白质在核糖体上合成，翻译的方向是从甲所在一 侧向着乙所在一侧，D正确。
考向3 遗传信息、密码子和反密码子的比较 6．某同学总结了真核细胞中遗传信息、密码子、反密码子的相关知识 ，正确的是(B ) A．DNA上脱氧核糖和磷酸交替排列构成了遗传信息 B．遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，碱基组成不完全相同 C．tRNA上只有三个碱基，tRNA上的三个碱基决定了氨基酸的排列顺序 D．mRNA上三个相邻的碱基构成密码子，都可以对应氨基酸