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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
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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。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中
功能性VH基因片段约有65 个、DH基因片段有27 个、JH基因片段有6 个、功能性CH基因片
段有9 个，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．VH1、DH1 和JH1 的基本组成单位相同
B．VH1、DH1 和JH1 在染色体上呈线性排列
C．VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D．遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中
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
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(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 P67“图4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA 分
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 P65“图4－4”：
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
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________(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 P64～65“正文”：RNA 适合做信使的原因是_______________________。
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2P67“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
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。
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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：①DNA 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：
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(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？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)图甲中c 所指的3 条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(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？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(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？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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b
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D．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
原料
4 种脱氧核
苷酸
4 种核糖核苷酸
21 种氨
基酸
4 种脱氧核苷酸
4 种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA
聚合酶
RNA 聚合酶
缩合反
应的酶
逆转录酶
RNA 复制酶
能量
ATP
碱基互补
配对原则
G→C，C→G
A→T，
T→A
A→U，
T→A
A→U，
U→A
A→T，
U→A
A→U，
U→A
产物
两个子代DNA
RNA
多肽链
DNA
RNA
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA
→蛋
白质
RNA→DNA
RNA→RNA
意义
前后代之间传
递遗传信息
表达遗传信息
表达遗
传信息
通过宿主细胞传
递遗传信息，合
成蛋白质
前后代之间传递
遗传信息
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
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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
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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( )
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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
_________________________。
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