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第 3 课时 基因的概念与表达
课标要求 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是
基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质体现。
考点一 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段
1．基因本质
基因通常是具有________________________________________________________________。
有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是___________________________
_______________________________________________________________________________
。
2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构1．在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特
异性，你能分析这一方法的科学依据吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．外源基因如果随机整合到受体细胞的DNA上，染色体上原有基因被破坏的概率大还是
不被破坏的概率大？请说明理由。
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______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．基因是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色
体上，下列相关叙述正确的是( )
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．白眼基因的两条链都可以作为模板转录出mRNA，用于蛋白质翻译
2．人类抗体重链基因位于14号染色体上，由V 、D 、J 、C 四个基因片段簇组成，其中
H H H H
功能性V 基因片段约有65个、D 基因片段有27个、J 基因片段有6个、功能性C 基因片
H H H H
段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．V 1、D 1和J 1的基本组成单位相同
H H H
B．V 1、D 1和J 1在染色体上呈线性排列
H H H
C．V 、D 、J 和C 的多样性是抗体多样性的基础
H H H H
D．遗传信息主要蕴藏在V 基因片段簇的排列顺序中
H
考点二 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构和种类
(1)元素组成：________________。
(2)基本单位：________________。
(3)组成成分(4)结构：一般是________________链，长度比DNA短；能通过________________从细胞核
转移到细胞质中。
(5)种类及功能
种类 功能
mRNA ________合成的直接模板
tRNA 识别________，转运________
rRNA ________的组成成分
病毒RNA RNA病毒的________________
酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的________(起催化作用)
源于必修2 P “图4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分
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子中________(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
2．遗传信息的转录
(1)源于必修2 P “图4－4”：
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①遗传信息的转录过程中也有 DNA的解旋过程，该过程________(填“需要”或“不需
要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的________条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链________(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：________________________________________为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P “正文”：RNA适合做信使的原因是_______________________。
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3．遗传信息的翻译
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
源于必修2P “思考·讨论”几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么
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特点？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
归纳总结 基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的内含子转录后被剪切。
②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
5．中心法则
(1)提出者：________。
(2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)
图 中 ： ① DNA 的 复 制 ； ② __________ ； ③ 翻 译 ； ④ ________________ ；
⑤________________。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体：________________是信息的载体，________是信息
的表达产物，而________为信息的流动提供能量。
(4)写出下列部分生物中心法则表达式
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻译过程相关图示：(1)图甲中一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个 DNA分子上的所有基因的模板
链都相同吗？
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______________________________________________________________________________
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(2)图甲中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
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(3)图甲中信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，有什么意义？图甲中核糖体移动的方向
是什么？
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(4)图乙中d过程发生场所是哪里？e过程所需的嘌呤类核苷酸数目与f过程所需的嘧啶类核
苷酸数目有何特点？图中(＋)RNA的作用有哪些？
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3．(2023·上海虹口区高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的
是( )
A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－T
B．真核细胞由过程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到bD．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸
归纳总结 DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
4种脱氧核 21 种氨
原料 4种核糖核苷酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
苷酸 基酸
解旋酶、DNA 缩 合 反
酶 RNA聚合酶 逆转录酶 RNA复制酶
聚合酶 应的酶
能量 ATP
G→C，C→G
碱基互补
A→T， A→U， A→U， A→T， A→U，
配对原则
T→A T→A U→A U→A U→A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
mRNA
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA →蛋 RNA→DNA RNA→RNA
白质
通过宿主细胞传
前后代之间传 表达遗 前后代之间传递
意义 表达遗传信息 递遗传信息，合
递遗传信息 传信息 遗传信息
成蛋白质
4.miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，某
真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述不正确的是( )
A．RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用
B．miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对
C．miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译
D．miRNA抑制W蛋白的合成发生在翻译过程中
拓展延伸 判断中心法则各生理过程的三大依据1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
2．(2022·湖南，14)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当
细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结
合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
3．(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确
的是( )
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
4．(2021·河北，16改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是( )
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
1．判断关于基因本质的叙述
(1)对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( )
(2)若50个碱基对组合成1个基因，则可能组合成450种基因( )
(3)细胞中DNA分子的碱基对总数等于所有基因的碱基对数之和( )
(4)等位基因位于同一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上( )
(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( )
2．判断关于RNA、密码子和反密码子的叙述
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( )
(2)tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一
种tRNA转运( )
(3)反密码子是位于tRNA上任意相邻的3个碱基( )
(4)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( )
3．判断关于基因转录和翻译过程的叙述
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的( )
(2)下图为某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，则过程Ⅰ在细胞核内进行，
过程Ⅱ在细胞质内进行( )
(3)如图为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，mRNA移动方向是从左到右，丙氨酸只能由该
tRNA转运( )4．判断关于中心法则的叙述
(1)HIV中能完成逆转录过程( )
(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( )
(3)中心法则全部过程均可发生在正常人体细胞内( )
5．填空默写
(1)科学家________于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA
的复制；也可以从 DNA 流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的____________和
________。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
(2)转录的场所：________________________________；模板：________________；原料：
________________________；酶：________________；能量：________；遵循的原则：
__________________________；产物：________________。
(3)翻译的场所：________；模板：__________；原料：________；转运工具：________；
酶；能量(ATP)；遵循的原则：________________________________；产物：________。
(4) 人 体 不 同 组 织 细 胞 的 相 同 DNA 分 子 ， 进 行 转 录 过 程 时 启 用 的 起 始 点
________________( 填 “ 都 相 同 ” “ 都 不 同 ” 或 “ 不 完 全 相 同 ” ) ， 其 原 因 是
_________________________。
