文档内容
第 31 课时 基因的表达
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。
2023·浙江1月选考·T15 2023·全国乙·T5 2023·江苏·T6
1.遗传信息 2023·湖南·T12
的转录和翻 2023·山东·T1 2022·湖南·T14 2021·辽宁·T17 2021·河北
译 ·T8
考情分析
2021·广东·T7 2021·浙江1月选考·T22
2022·河北·T9 2022·浙江6月选考·T16 2021·浙江6月选
2.中心法则 考·T19
2021·河北·T16
考点一 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构、种类和功能
链接教材 必修2 P “图4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个
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tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有3个碱基。
2．遗传信息的转录链接教材 必修2 P “图4－4”：
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(1)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。
(2)转录方向的判定方法：______________________________为转录的起始方向。
(3)源于必修2 P “正文”：RNA适合作为信使的原因：___________________
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________________________________________________________________________。
3．遗传信息的翻译
拓展链接 真核细胞和原核细胞基因表达过程差异4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
链接教材 必修2 P “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
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子的通用性，说明当今生物可能有着____________。
(1)一个DNA转录只能转录出1条、1种mRNA( )
(2)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上( )
(3)DNA复制和转录过程中都需要经过解旋，因此都需要解旋酶( )
(4)每种氨基酸都对应多个密码子，每个密码子都决定一种氨基酸( )
(5)密码子的简并有利于提高转录的速率( )
(6)如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( )
(7)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( )细胞中基因表达过程受到多水平的调控，包括转录前调控、转录调控、转录后调控、翻
译调控和翻译后调控，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。 请结合下面信息思考
回答相关问题：
1．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基
因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中
①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。
(1)RP基因操纵元的基本组成单位是__________。①表示的生理过程是________，合成的产
物中相邻两个核苷酸分子之间形成的化学键叫作____________。过程②中核糖体在mRNA
上的移动方向是____________(填“3′－端→5′－端”或“5′－端→3′－端”)，该过程
中还需要的RNA有____________。
(2)过程①②进行的场所与真核细胞的是否相同？并说明理由。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和
谷氨酸的tRNA上的相应碱基序列分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序
列的模板链碱基序列为___________________________________________________________。
(4)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的
RBS位点结合，从而导致mRNA__________________，进而终止核糖体蛋白质的合成。这
种调节机制的意义是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(5)由RP基因操纵元转录的原始RNA往往含有无效的核苷酸片段，需要经相关酶剪除后再与核糖体结合，否则会形成异常的 mRNA。若异常mRNA合成了蛋白质，则该蛋白质的氨
基酸数目__________(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白质的多，请说明理由。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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2．如图是真核细胞内基因表达的示意图。图中一个基因可由若干个外显子与内含子组成，
基因被转录后经拼接加工把内含子转录出的片段切除，就形成了成熟mRNA。则：
(1)图中基因2的两条链都可以作为转录的模板吗？为什么？图中基因 1、2和3模板链一定
都在图示DNA分子的同一条链上吗？
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(2)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列是否相同？为什么？
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(3)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，这有什么意义？图中核糖体移动
的方向是什么？
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(4)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸和终止的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能
的成熟蛋白质吗？
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(5)由图中信息可知，转录水平调控不仅控制基因__________，还控制转录________。加工
水平调控为我们理解基因控制生物性状体现的__________(填“多因一效”“一因一效”或
“一因多效”)提供了理论依据。考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1．(2024·郑州高三月考)如图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程，下列叙述正确的是( )
A．DNA转录形成c过程发生在细胞核中
B．翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①
C．在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链
D．图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5′－UAG－3′
2．生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种
突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA上识别遗传密码的三
个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是( )
A．tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
考向二 转录和翻译过程的分析
3．发夹结构是指单链RNA分子的局部区域，由于存在二重对称区，通过自身回折使得互
补的碱基相遇结合而成的一种二级结构，发夹结构能阻止 RNA聚合酶继续移动。如图表示
某mRNA的发夹结构及相应基因上相对应的碱基序列。下列叙述正确的是( )
A．图中的T和A分别代表一种核苷酸
B．图中②链为转录的模板链
C．发夹结构的形成利于直接控制翻译而不是转录
D．发夹结构富含G－C碱基对，利于提高mRNA的稳定性
4．(2023·江苏，6)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子
第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
考向三 基因表达中的有关计算
5．如图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是(
)
A．造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核
B．已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段
中腺嘌呤所占的碱基比例为24%
C．同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同
D．胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同
6．如图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基
酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键，(二硫键是由2个－SH连接而成)。下列说法
正确的是( )
A．过程①以核糖核苷酸为原料，DNA聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成
D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了882考点二 中心法则的提出及其发展
1．遗传信息的传递过程
2．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
DNA的一条
模板 DNA的两条链 mRNA RNA RNA
链
原料
酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
碱基互补 G－C、C－G
配对原则
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
mRNA→蛋白
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA RNA→DNA RNA→RNA
质
通过宿主细
前后代之间
前后代之间传递 表达遗传信 胞传递遗传
意义 表达遗传信息 传递遗传信
遗传信息 息 信息，合成
息
蛋白质
(1)少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA()
(2)HIV中能完成逆转录过程( )
(3)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( )
(4)中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内( )
(5)如图表示中心法则，则过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上( )
某种冠状病毒是一种单股正链RNA(＋RNA)病毒，其＋RNA进入人体细胞后，既可以作为
合成－RNA的模板，也可以作为合成相关酶和蛋白质外壳的模板，而－RNA又可以作为合
成＋RNA的模板，最后组装成子代病毒颗粒，如图所示。
(1)图中过程③④⑤发生的场所？图中相关酶与RNA聚合酶的合成先后顺序是怎样的？并说
明理由。
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(2)图中过程①所需的嘌呤类核苷酸数目与过程②所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？
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(3)图中＋RNA的作用有哪些？
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(4)某人感染这种病毒并痊愈后，在短时间内再次接触该病毒时，可能会再次感染该病。请
说明原因。
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_______________________________________________________________________________(5)引发手足口病的肠道病毒EV71也具有类似于如图的过程。婴幼儿患病后，一般一周左右
会自愈。研究自愈机制时发现，该病毒正链RNA入侵后，在患者体内经过修饰后会生成双
链siRNA，随后正义链RNA(＋RNA)被降解，反义链(－RNA)被保留，反义链与后来入侵的
正链RNA互补配对，并诱导正义链RNA被核糖核酸酶降解。从中心法则信息传递的角度
分析，患者自愈的原因是什么？
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(6)与HIV相比，烟草花叶病毒在繁殖过程中不会出现的碱基配对情况？在形成子代病毒的
过程中，HIV和烟草花叶病毒发生的遗传信息流动不完全一样，主要区别是什么？
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考向四 遗传信息传递过程分析
7．(2022·浙江6月选考，16)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意
图如下。下列叙述正确的是( )
A．催化该过程的酶为RNA聚合酶
B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
8．(2021·浙江6月选考，19)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染
宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是(
)
A．＋RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能
B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C．过程①②③的进行需要RNA聚合酶的催化D．过程④在该病毒的核糖体中进行
9．(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．RNA 有三种，它们分别是____________________；真核细胞中核仁受损会影响
____________的合成，进而影响__________(细胞器)的形成。
2．mRNA 上 3 个________的碱基决定 1 个氨基酸。每 3 个这样的碱基叫作 1 个
____________。
3．tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运______种氨基酸。tRNA分子比
mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3
个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作______________。
4．通常，一个mRNA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，
__________________________________________ 。 图 示 中 核 糖 体 移 动 的 方 向 是
________________。
5 ． 转 录 的 场 所 ： _____________________ ； 模 板 ： ________________ ； 原 料 ：
______________ ； 酶 ： __________ ； 能 量 ： ______ ； 遵 循 的 原 则 ：
________________________________________；产物：______________。
6．翻译的场所：__________；模板：______；原料：____________；转运工具：________；
酶；能量(ATP)；遵循的原则：__________________________________________；产物：
______。7．脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够维持和促进中枢神经系统正常的生长
发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症。如图为BDNF基因的表达及调控过
程，由图可知，miRNA－195基因调控BDNF基因表达的机理
是____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________，
从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比，丙过
程__________(填“减弱”“不变”或“增强”)，若甲过程反应强度不变，则BDNF的含量
将__________(填“减少”“不变”或“增加”)。
8．已知Bcl－2是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用，MIR－15a基
因的转录产物miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，可调节Bcl－2基因
的 表 达 ， 如 图 所 示 。 据 图 分 析 ， miRNA 调 控 Bcl － 2 基 因 表 达 的 机 理 是
_____________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
9．研究发现，起始密码子AUG决定甲硫氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨
酸 ， 其 原 因 是
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______________________________________________________________________________。
