PAGE6-基因的表達考點一基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.真核細胞的DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較：項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間細胞分裂間期活細胞整個生命階段場所主要在細胞核核糖體模板DNA雙鏈DNA單鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件解旋酶、DNA聚合酶、ATP等RNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA產(chǎn)物2個雙鏈DNA分子1條單鏈RNA多肽鏈模板去向復(fù)原原狀水解堿基配對A—T，T—A，C—G，G—CA—U，T—A，C—G，G—CA—U，U—A，C—G，G—C意義傳遞遺傳信息表達遺傳信息2.遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子：3.相關(guān)數(shù)量關(guān)系：(1)DNA堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)=6∶3∶1(忽視終止密碼子)。(2)計算中“最多”和“最少”的分析。①mRNA上堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目關(guān)系：翻譯時，mRNA上的終止密碼子不確定氨基酸，因此精確地說，mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。②DNA上的堿基數(shù)目與蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目關(guān)系：基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。③留意“最多”或“最少”：在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。【高考警示】轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的易混分析(1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參加翻譯過程，只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。(3)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對不是A-T，而是A-U。(4)解答蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算問題時，應(yīng)看清是DNA上的堿基“對”數(shù)還是“個”數(shù)，是mRNA上“密碼子”的個數(shù)還是“堿基”個數(shù)，是合成蛋白質(zhì)所需“氨基酸”的個數(shù)還是“種類數(shù)”。(5)并不是全部的密碼子都確定氨基酸，其中終止密碼子不確定氨基酸。【典例】(2024·全國卷Ⅰ)用體外試驗的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU，若要在體外合成同位素標記的多肽鏈，所需的材料組合是 ()①同位素標記的tRNA②蛋白質(zhì)合成所需的酶③同位素標記的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的細胞裂解液A.①②④B.②③④C.③④⑤D.①③⑤【解析】選C。本題考查基因表達的條件。用體外試驗的方法合成多肽鏈，應(yīng)當供應(yīng)蛋白質(zhì)合成的各種條件，假如在體外合成同位素標記的多肽鏈，就應(yīng)當以同位素標記的苯丙氨酸為原料，以人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸為模板，還須要tRNA、酶等條件，這些可以由除去了DNA和mRNA的細胞裂解液供應(yīng)，所以所需的材料組合是③④⑤。【學(xué)問總結(jié)】蛋白質(zhì)合成的六個主要條件(1)模板：mRNA。(2)場所：核糖體。(3)原料：氨基酸。(4)轉(zhuǎn)運工具：tRNA。(5)酶：相關(guān)酶。(6)能量：ATP。(2024·海南高考)下列與蛋白質(zhì)、核酸相關(guān)的敘述，錯誤的是 ()A.一個核糖體上可以同時合成多條多肽鏈B.一個蛋白質(zhì)分子可以含有多個金屬離子C.一個mRNA分子上可以結(jié)合多個核糖體D.一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多個RNA分子【解析】選A。一個核糖體上不能同時合成多條多肽鏈，轉(zhuǎn)錄一次只能合成一條多肽鏈，A項錯誤；一個蛋白質(zhì)分子可以含有多個金屬離子，如一個血紅蛋白結(jié)合了4個亞鐵離子，B項正確；一個mRNA分子上可以結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，C項正確；一個DNA分子含有多個基因，每個基因都可以多次轉(zhuǎn)錄，所以可以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多個RNA分子，D項正確。【加固訓(xùn)練】胰島素合成的起始密碼子與甲硫氨酸密碼子都是AUG，但胰島素第一位氨基酸卻不是甲硫氨酸，這是分子加工修飾的結(jié)果。下列有關(guān)胰島素合成的敘述正確的是 ()A.胰島素合成過程中作為模板的只有DNAB.胰島素的形成過程中既有肽鍵的形成也有肽鍵的水解C.胰島素的氨基酸序列是由胰島素基因的堿基序列干脆確定的D.胰島素合成過程的催化須要有DNA聚合酶和RNA聚合酶的參加【解析】選B。胰島素的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個步驟，其中轉(zhuǎn)錄的模板是DNA的一條鏈，翻譯的模板是mRNA；胰島素的形成過程中既有肽鍵的形成(氨基酸脫水縮合形成肽鍵)也有肽鍵的水解(修飾過程中會發(fā)生肽鍵的水解)；胰島素的氨基酸序列是由mRNA的堿基序列干脆確定的；DNA聚合酶促進DNA的復(fù)制過程，胰島素合成過程中不須要該酶的參加。考點二基因?qū)π誀畹南拗?.各種生物的信息傳遞過程：生物種類遺傳信息的傳遞過程DNA病毒某些RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒原核生物真核生物2.基因與性狀的關(guān)系：【高考警示】基因表達三點提示(1)分裂間期DNA復(fù)制，有關(guān)蛋白質(zhì)合成。分裂過程中DNA不再復(fù)制，蛋白質(zhì)不再合成。(2)DNA→RNA，須要RNA聚合酶；RNA→DNA，須要逆轉(zhuǎn)錄酶。(3)轉(zhuǎn)錄不須要解旋酶，活細胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄、翻譯過程時刻發(fā)生。【典例】(2024·全國卷Ⅲ)下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯誤的是 ()A.兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種改變是由環(huán)境造成的C.O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素確定的D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環(huán)境確定的【解析】選D。個體的身高受遺傳和養(yǎng)分條件等因素的影響，兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A項正確；某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這是由于缺乏光照，葉綠素不能形成，這種改變是由環(huán)境造成的，B項正確；O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素確定的，C項正確；高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，是由于等位基因的分別導(dǎo)致性狀分別，而不是由環(huán)境確定的，D項錯誤。(1)通過上題可以看出，生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。(2)葉綠素的合成受基因限制嗎？假如受基因限制，又是怎樣限制的呢？提示：受基因限制。葉綠素的合成須要蛋白酶的參加，基因是通過限制酶的合成來限制葉綠素的合成的。(2024·太原模擬)如圖所示的中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程，下列相關(guān)敘述正確的是 ()A.健康的人體細胞中，不會發(fā)生⑤過程，①②③④均可發(fā)生B.在真核細胞中，①和②兩個過程發(fā)生的主要場所是細胞核和細胞質(zhì)C.能特異性識別mRNA上密碼子的分子是tRNA，tRNA所攜帶的分子是氨基酸D.①過程只發(fā)生在真核細胞分裂的間期【解析】選C。人體細胞中，正常狀況下不會發(fā)生⑤(RNA復(fù)制)、④(逆轉(zhuǎn)錄)過程，若人體細胞被RNA病毒侵染，可以在被侵染的細胞內(nèi)發(fā)生⑤④過程，A錯誤；在真核細胞中，①(DNA復(fù)制)和②(轉(zhuǎn)錄)過程都主要發(fā)生在細胞核中，此外這兩個過程在線粒體和葉綠體中也能進行，B錯誤；翻譯過程以mRNA為模板，以tRNA為運載氨基酸的工具合成蛋白質(zhì)，tRNA一端的反密碼子與mRNA上的密碼子進行堿基互補配對，另一端攜帶氨基酸分子，C正確；①過程可發(fā)生在真核細胞分裂的間期，也可發(fā)生在原核細胞的二分裂過程中，D錯誤。“三看法”推斷中心法則的過程【加固訓(xùn)練】1.(2024·保定模擬)酪氨酸酶存在于正常人的皮膚和毛囊等處的細胞中，它能促使酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ艟幋a此酶的基因發(fā)生了突變將導(dǎo)致白化病，這種現(xiàn)象說明 ()A.人體的神經(jīng)細胞中含有限制酪氨酸酶合成的基因B.白化病實例說明基因通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物的性狀C.酪氨酸是基因的表達產(chǎn)物D.老年人頭發(fā)變白是由于限制酪氨酸酶合成的基因異樣引起的【解析】選A。人體全部細胞都是由同一個受精卵發(fā)育而來的，都含有該生物全部的基因，因此人體的神經(jīng)細胞中含有限制酪氨酸酶合成的基因，A項正確。白化病形成的根本緣由是限制酪氨酸酶合成的基因發(fā)生了基因突變，這是“基因通過限制酶來影響代謝，進而間接限制生物體的性狀”的實例，B項錯誤。酪氨酸是一種氨基酸，不是蛋白質(zhì)，不是基因表達的產(chǎn)物；基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，C項錯誤。老年人頭發(fā)變白的緣由是酪氨酸酶活性降低，黑色素合成削減，D項錯誤。2.如圖為人體對性狀限制過程示意圖，據(jù)圖分析可得出 ()