2020年高考生物一轮复习第六单元第21讲基因的表达讲义含解析必修2

第讲基因的表达
[考纲明细] .遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) .基因与性状的关系(Ⅱ)
课前自主检测
判断正误并找到课本原话．是另一类核酸，它的分子结构与很相似，也是由核苷酸连接而成的，核苷酸含有、、、
四种碱基，可以储存遗传信息。

(—正文)(×)
．是在细胞核中以的两条链为模板合成的。

(—正文)(×)
．合成的从链上释放，而后双链恢复。

(—图－)(√)．上个相邻的碱基决定个氨基酸，这样的碱基称做密码子。

(—正文)(√)．地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。

(—思考与讨论)(√)．一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并性。

(—思考与讨论)(√)．的种类很多，但是每种只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种转运。

(—正文)(×)．看上去像三叶草的叶形，一端携带氨基酸，另一端有个碱基。

(—正文)(√)．一个分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的分子可
以迅速合成出大量的蛋白质。

(—小字部分)(√)．基因的表达是通过控制蛋白质的合成实现的，包括转录和翻译。

(—本章小结)(√)
(·海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是( )
．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
．的遗传物质可以作为合成的模板
．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
．一个基因的两条链可转录出两条相同的
答案
解析一种氨基酸对应一种至多种密码子，错误；的遗传物质为单链，可以逆转录生成，
正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成和翻译合成蛋白质，错误；一个基因的两条链
可转录出两条互补的，但转录是以基因一条链为模板的，错误。

知识自主梳理
一、的结构和种类
、、、、
．元素组成：。

．基本单位：
核糖核苷酸。

．组成成分
一般是
．结构：
单
链，长度比短；能通过
从细胞核转移到细胞质中。

核孔
[易错判断]
．在分子中存在＝，＝的数量关系。

(×)
．与的区别：五碳糖不同，含氮碱基不完全相同。

(√)
[易错判断]．一个分子上有很多基因，转录是以基因的一条链为模板的。

(√)．转录与复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。

(×)．由于基因选择性表达，一个分子在不同细胞内转录出来的不完全相同。

(√)
．三种均由转录而来。

(√)
．转录解旋时需要解旋酶。

(×)
[易错判断]
．信使上任意三个相邻的碱基构成一个密码子。

(×)
．密码子与氨基酸呈现一一对应的关系。

(×)
．每种密码子都有对应的反密码子。

(×)
.种类
．比较与
二、遗传信息的转录
细胞核
，线粒体、叶绿体也有，以
．概念：主要在
为模板，合成的过程。

的一条链
．过程()解旋(\\(酶：(□,\())聚合酶,结果：双链解开，暴露碱基))
()配对()连接()释放(\\(合成的从(□,\())链上释放双链恢复成双螺旋结构))
三、遗传信息的翻译
．概念
．密码子()
定个氨基酸，此个相邻碱基称为
概念：信使上个相邻碱基决。

密码子
()种类：种，其中决定氨基酸的密码子有种，终止密码子有种。

()密码子与氨基酸的对应关系
(
一种
一种密码子只能决定
氨基酸
终止密码子无对应的氨基酸
，一种氨基酸可能对应
一
)
种或几种
密码子。

．中只含有三个含氮碱基。

(×)
．细胞中能运输氨基酸的物质，其化学本质为蛋白质。

(×)
．种都参与翻译过程，只是作用不同。

(√)
．翻译过程中并不移动，只是核糖体沿移动。

(√)
．转录和翻译过程都有—和—的配对。

(×)
[特别提醒]原核细胞的转录和翻译(如图)
图中①是模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的条，在核糖体上同时进行翻译过程。

真核细胞的基因是先转录后翻译，转录的主要场所是细胞核；原核细胞的基因是边转录
边翻译。

[易错判断]．中心法则图解①～⑤均可发生在正常人体细胞内。

(×)．线粒体和叶绿体中的基因也可以进行表达。

(√)
．所有活细胞均可发生中心法则中的全部过程。

(×)
()结构：呈三叶草的叶形
()种类：种。

()与氨基酸的对应关系
一种只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可由
转运。

一种或几种
．过程
．与核糖体数量、翻译速度的关系图
多个
数量关系：一个可同时结合
核糖体。

()。

目的意义：
少量的分子可以迅速合成出大量的蛋白质
见上图
()
方向：从左向右
(
)
翻译在前。

长的
，判断依据是多肽链的长短，
()
内质网
结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至
等结构中进
高尔基体
、
一步加工。

四、中心法则的提出与其发展
．提出人：。

克里克
．中心法则：遗传信息的流动方向(也称信息流)
逆转录
⑤ 的复制④ 翻译③ 转录② 的复制①
．复制只发生在分裂的细胞中，而转录和翻译可以发生在任何时期。

(√)
[特别提醒]细胞质基因与细胞核基因的比较
()细胞生物及噬菌体等病毒的中心法则：。

()烟草花叶病毒等大部分病毒的中心法则：。

()等逆转录病毒的中心法则：。

()不能分裂的细胞：
蛋白质。

五、复制、转录、翻译、逆转录和复制的比较
六、基因控制性状的方式
．直接方式
()机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

()实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。

．间接方式
()机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

()实例：白化病、豌豆粒形的形成原因。

七、基因与性状的关系
．一般而言，一个基因决定一种性状。

．生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如身高，同时身高也不完全由基因决定，后天营养和体育锻炼等也有重要作用。

考点题型突破
考点遗传信息的转录和翻译
题型一
和比较
．经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占，嘧啶
占，由此可以判断( )
．此生物体内的核酸一定是
．该生物一定不含而只含
．若此生物只含，则一定是单链的
．若此生物含，则一定是双链的
答案
解析因该生物体内核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有，或同时含有和，或
只含单链的。

．如图所示，由分子磷酸、分子碱基和分子化合物构成了化合物，下列有关叙述正确的
有几项( )
①若为腺嘌呤，则肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸②若为核糖，则为的基本组成单位③若
为尿嘧啶，则中肯定不含这种化合物④在烟草花叶病毒体内，有种⑤由构成的单链中，一定不含氢键⑥属于不能水解的糖，是生物体内的能源物质⑦若为核糖，则由组成的核
酸主要分布在细胞质中⑧硝化细菌体内含的化合物共种
．一项．两项．三项．四项
答案
解析若为腺嘌呤，则可能为腺嘌呤脱氧核苷酸，也可能是腺嘌呤核糖核苷酸，①错误；
若为核糖，则为的基本组成单位，②错误；若为尿嘧啶，则是的基本组成单位，中不含这种化合物，③正确；烟草花叶病毒是以为遗传物质的病毒，只含有四种核糖核苷酸，即只有种，④错误；中含有少量氢键，⑤错误；是五碳糖，属于不能水解的糖，但是不能提供能量，⑥错误；若为核糖，则由组成的核酸是，主要分布在细胞质中，⑦正确；硝化细菌体内含有和两种核酸，因此所含的化合物共种，⑧错误。

综上所述，正确的有③⑦，故选。

技法提升
和的区分技巧
()和的判断
①含有碱基或脱氧核糖⇒；
②含有碱基或核糖⇒。

题型二
遗传信息、密码子、反密码子的关系分析
．如图表示控制合成蛋白质的过程。

下列有关说法正确的是( )
．转录以的两条链作为模板
．密码子存在于③链上
．密码子与氨基酸之间是一一对应的关系
．一种可转运多种氨基酸
答案
解析转录以的一条链作为模板，错误；密码子是指中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，它只存在于上，正确；密码子有种，其中种为终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有种，在决定氨基酸的密码子中，一个密码子只决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子，因此密码子与氨基酸之间并不是一一对应的关系，错误；由于上反密码子与上的密码子之间遵循碱基互补配对原则，而一种密码子只决定一种氨基酸，所以一种也只
能转运一种氨基酸，错误。

．根据如表所示的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
．．．．
答案
解析密码子是指上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。

根据碱基互补配对原则和上的
碱基序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是、或、，根据反密码子的碱基序列可知密码子第三个碱基是，结合选项分析，只有正确。

解题过程中要注意上与反密码子中的碱基配对
的是碱基。

知识拓展
遗传信息、密码子与反密码子
转录和翻译过程
题型三
．(·福建质检)如图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是( )
．①是，其一条链可进入细胞质作为转录的模板
．②上有个碱基，则新形成的肽链含有－个肽键
．③是核糖体，翻译过程中③将由′向′方向移动
．④是，能识别上的密码子
答案
解析据图可判断①②③④依次代表、、核糖体、，其中②是以①的一条链为模板合成的，
场所是细胞核，错误；②上有个碱基，则新形成的肽链最多含有的氨基酸数目为，则肽键数最多为(－)个，错误；③核糖体沿着由′向′方向移动，错误；④上的反密码子可以识别②
上的密码子，正确。

．甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，下列有关说法正确的是( )
．甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成．乙图所示的过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板
．甲图所示翻译过程的方向是从右到左
．甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同
答案
解析由甲图可知，翻译过程中一个分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，错误；
转录产物有信使、转运和核糖体三种，而翻译的模板只是信使，错误；甲图中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与结合的，因此核糖体在上的移动方向是从右到左，正确；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同，转录是—、—、
—、—的配对，翻译为—、—、—、—的配对，错误。

．某生物基因表达过程如图所示。

下列叙述与该图相符的是( )
．在聚合酶作用下双螺旋解开
．－杂交区域中应与配对
．翻译只能得到一条肽链
．该过程发生在真核细胞中
答案
解析分析图示可知：转录和翻译是同时进行的，所以该过程一般发生在原核细胞内，
一条上连接了两个核糖体，使一条翻译成两条肽链，、错误；－杂交区域中应与配对，应与配对，错误；转录只需聚合酶的催化，当聚合酶与启动部位相结合时，片段的双螺旋解开，正
确。

题后归纳
转录、翻译过程中的五个关注点
()转录的产物不只是，还有、，但只有携带遗传信息，种都参与翻译过程，只是作用不同。

()翻译过程中并不移动，而是核糖体沿着移动，进而读取下一个密码子。

()转录和翻译过程中的碱基配对不完全相同，转录是—、—、—、—，翻译是—、—、
—、—。

()明确链和多肽链的关系。

模板链在聚合酶的作用下产生的是，而在同一条链上结合的
多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链，且肽链长的，翻译在前。

()真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录边翻译。

转录和翻译的相关计算
题型四
．(·张掖模拟)假设某一段上有个碱基，其中有个，有个，那么转录该的分子区段中，“＋”的个数以及该翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)( )
．、．、
．、．、
答案
解析该上有个碱基，则转录该的分子区段中有个碱基。

根据碱基互补配对原则，在双
链分子中，＝、＝，所以＋占了全部碱基的一半；上相邻的三个碱基编码一个氨基酸，所以
该翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数＝＝(个)。

．现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。

现已知人体生
长激素共含个肽键(单链)，假设与其对应的序列中有和共个，则合成的生长激素基因中至少
有( )
．个．个
．个．无法确定
答案
解析此蛋白质由个氨基酸缩合而成，控制其合成的中最少有个碱基，又知中＋为个，
所以中＋为－＝(个)，故的两条链中＋共有个，即该基因中至少有个。

技法提升
基因表达过程中的相关计算方法
()在不考虑非编码区和内含子的条件下转录、翻译过程中(基因)碱基数∶碱基数∶多肽链氨基酸数＝∶∶，即：
基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运的数目＝的碱基数目＝基因中的
碱基数。

()基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算
若基因中有个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为，合成含条多肽链的蛋白质的相对分
子质量＝·－×；若改为个碱基对，则公式为·－×。

注：解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是上的碱基对数还是个数，是上密码子
的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。

考点中心法则及基因与性状的关系
题型一
中心法则过程分析．下图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由向蛋白质传递与表达的过程，下列相关叙
述正确的是( )
．人体细胞中，无论在何种情况下都不会发生、过程
．逆转录病毒侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞．能特异性识别信使上密码子的分子是，后者所携带的分子是氨基酸
．真核细胞中，过程只发生在细胞核，过程只发生在细胞质
答案
解析流感病毒等部分病毒侵入人体细胞时，会发生复制()，逆转录病毒侵入人体细胞时，逆转录()过程也会发生，错误；宿主细胞无逆转录酶，因此侵染过程中遗传物质和逆转录酶一同进入宿主细胞，错误；真核细胞中，复制()、转录()主要发生在细胞核，在线粒体
和叶绿体中也能发生，错误。

技法提升
.“三步法”判断中心法则各过程
.细胞种类与遗传信息传递途径的关系归纳
高等动植物共有的途径是复制、转录和翻译，但具体到不同细胞情况不尽相同，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；成熟叶肉细胞等高度分化的细胞无复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无遗传信息传递。

[－] 下图是种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是( )
．甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
．乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向．丙可表示病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向．丁可表示病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
答案
解析胰岛细胞属于高度分化的细胞，胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息传递方
向中不包括复制。

[－] 如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是( )
．若是，是多肽，则试管内必须加入氨基酸
．若是，含有，则试管内必须加入逆转录酶
．若是，是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸
．若是的，是，则试管内必须加入酶
答案
解析若是，是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸，正确；
若是，含有，即为，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入聚合酶等，错误；若是，是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸，错误；若是的，是，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶，而不是酶，错误。

题型二
基因与生物性状关系的判断
．如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知( )
．基因和基因一般不会出现在人体内的同一个细胞中
．图中①过程需聚合酶的参与，②过程需的协助
．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
答案
解析同一个个体的细胞是受精卵经过有丝分裂产生的，细胞核基因相同，因此基因和
基因一般会出现在人体内的同一个细胞中，错误；图中①是转录过程，需要聚合酶，②过程
是翻译过程，需要作为运载工具运输氨基酸到核糖体上，正确；④⑤过程结果存在差异的根本原因是基因突变，直接原因是血红蛋白的结构不同，错误；图中①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的性状，但不是所有性状，基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控
制生物体的性状，错误。

．(·江西上饶鄱阳一中高三月考)如图判断下列有关基因与性状关系的叙述，错误的是
( )
．由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状．若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基因通过酶的
合成来控制代谢，进而控制生物体的性状
．上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系
．生物的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响
答案
解析由题图知，性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现，说明同一基因产物会影
响多种性状，正确；若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，错误；由题图知，性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现，而性状⑤由三种基因产物呈现，表明基因与性状并非简单的线性关系，正确；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，正确。

方向真题体验
．(·江苏高考)下列关于和的叙述，正确的是( )
．原核细胞内的合成都需要片段作为引物
．真核细胞内和的合成都在细胞核内完成
．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的和都是遗传物质
．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要和的参与
答案
解析原核细胞内的合成需要单链或片段作为引物，错误；真核细胞内和的合成主要在
细胞核内完成，错误；艾弗里的肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的是遗传物质，错误；原核细胞和真核细胞中基因的表达包括转录和翻译两个过程，转录是以的一条链为模板合成的过程，翻译是在、、核糖体的参与下合成蛋白质的过程，故基因的表达需要和的参与，正确。

．(·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( )
．、和都从转录而来
．同一细胞中两种的合成有可能同时发生
．细胞中的合成过程不会在细胞核外发生
．转录出的链与模板链的相应区域碱基互补
答案
解析、和均由转录而来，正确；的合成以的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞
中可能有多个分子同时发生转录，故两种可同时合成，正确；的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，错误；转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的链与
模板链的相应区域碱基互补，正确。

．(·海南高考)某种病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿
主的基因组中。

物质与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增
殖，那么抑制该病毒增殖的机制是( )
．抑制该病毒的转录过程
．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
．抑制该病毒的反转录过程
．抑制该病毒的自我复制过程
答案
解析能整合到真核宿主的基因组中的物质应为，说明经逆转录形成，进行增殖，物质
与脱氧核苷酸结构相似，可能会在逆转录过程中代替脱氧核苷酸的作用，从而抑制该病毒的
逆转录过程。

．(·全国卷Ⅱ)端粒酶由和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的为模板合成端
粒的一条链。

下列叙述正确的是( )
．大肠杆菌拟核的中含有端粒
．端粒酶中的蛋白质为聚合酶
．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒
．正常体细胞的端粒随细胞分裂次数增加而变长
答案
解析每条染色体的两端都有一段特殊序列的，称为端粒。

大肠杆菌是原核生物，原核
生物中没有染色体，不含端粒，错误；从试题信息可知，端粒酶中的蛋白质是逆转录酶，而非聚合酶，错误；正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒，正确；端粒序列在每次细胞分裂后会缩短一截，所以正常体细胞的端粒随细胞分裂次数增加而变短，错误。

．(·江苏高考)长链非编码()是长度大于个碱基，具有多种调控功能的一类分子。

下图
表示细胞中的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：
()细胞核内各种的合成都以为原料，催化该反应的酶是。

()转录产生的中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是，此过程中还需要的有。

()前体加工成熟后，有的与核内(图示①)中的结合，有的能穿过(图示②)与细胞质中的
蛋白质或分子结合，发挥相应的调控作用。

()研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种，通过与相应片段结合，调
控造血干细胞的，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。

该调控过程的主要
生理意义是。

答案()四种核糖核苷酸聚合酶
()(信使) 和(转运和核糖体)
()染色质核孔
()分化增强人体的免疫抵御能力
解析()合成的原料是四种核糖核苷酸。

催化合成的酶是聚合酶。

()翻译过程需要的有、和，其中是指导肽链合成的模板，识别并转运特定的氨基酸，参
与组成核糖体。

()图中细胞核中合成的有两种去向，一种是与核内染色质中的结合，另一种是通过核孔
与细胞质中的蛋白质或分子结合。

()造血干细胞核内产生的与相应片段结合后，可以调控相关基因的表达，使造血干细胞
分裂分化形成单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞。

吞噬细胞数量的增加可以增强人体的免疫
抵御能力。