资源简介

(共22张PPT)
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1.(2026·河南开封模拟)如图表示真核细胞某基因的转录过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A.④是游离的核糖核苷酸
B.RNA聚合酶的移动方向是从左向右,③的左端为5'端
C.转录遇到终止密码子时结束,合成的RNA从DNA链上释放
D.DNA共含n个碱基,其转录出的RNA的碱基小于n/2个
C
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解析:题图表示真核细胞某基因的转录过程,原料是游离的核糖核苷酸,所以④是游离的核糖核苷酸,A正确;由题图可知,RNA聚合酶沿着DNA模板链移动,新合成的RNA链逐渐延长,根据转录方向可知,RNA聚合酶的移动方向是从左向右,而子链的合成方向是从5'端向3'端延伸,因此③的左端为5'端,B正确;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,DNA上不存在终止密码子,终止密码子位于mRNA上,因此转录过程不会遇到终止密码子,C错误;DNA共含n个碱基,因DNA分子上有非编码序列,则其转录出的RNA的碱基少于n/2个,D正确。
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2.(2026·河北承德模拟)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链,另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是(　　)
A.不同基因可能同时复制,但不能同时转录
B.根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链
C.DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链
D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3'端到5'端进行的
A
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解析:不同的基因位置不同,可能同时复制,也可能同时转录,A错误;启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录,因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链,B正确;不同基因的有义链和反义链不同,因此DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链,C正确;基因的转录是沿着模板的3'端到5'端进行的,翻译是沿着模板的5'端到3'端进行的,D正确。
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3.(2026·安徽安庆模拟)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5'-ATT-3　　　　　　　 B.5'-GTT-3'
C.5'-TTG-3' D.5'-TTA-3'
C
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解析:分析题意可知,人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,说明该终止密码子原来是5'-CAA-3',则其对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3',C正确。
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4.(2026·贵州安顺模拟)某细胞的基因表达过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程可发生于肺炎链球菌中
B.①表示转录过程,需要DNA聚合酶的参与
C.过程①产物可直接作为过程②的模板
D.过程①和过程②均遵循碱基互补配对原则
D
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解析:题图细胞具有核膜,表示真核细胞中的基因表达过程,而肺炎链球菌为原核生物,A错误;①表示转录过程,需要RNA聚合酶的参与,DNA聚合酶用于DNA复制过程,B错误;过程①产物需加工为成熟的mRNA分子才作为过程②翻译的模板,C错误;过程①(转录)和过程②(翻译)均遵循碱基互补配对原则,D正确。
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5.(2026·广东佛山模拟)某科研团队揭示了高温抑制拟南芥花序茎中维管发育,导致植株细弱、易倒伏。如图所示,温度信号关键因子PIF4通过抑制MIR166表达以释放转录因子HB15,抑制HD-ZIPⅢ基因表达,进而影响花序茎中的维管束数目和细胞壁形成。则下列说法错误的是(　　)
A.高温还有可能通过降低解旋酶活性抑制基因表达,影响生物性状
B.由图可知高温可导致维管束数目减少,推测维管束可能起
机械支撑作用
C.高温时,PIF4和HB15含量增加,HD-ZIPⅢ基因表达产物促
进维管束和细胞壁的形成
D.本研究可为遗传改良茎秆强壮、适宜高温地区栽种的作
物新品种提供理论基础
A
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解析:基因表达过程不需要解旋酶参与,A错误;据题图可
知,高温下维管束减少后植株易倒伏,推测维管束可以起
支撑作用,B正确;高温条件下,PIF4含量增加,抑制MIR166,
使MIR166的产生减少,则对HB15的抑制作用减弱,HB15
含量会增加,则HB15抑制HD-ZIPⅢ基因表达的作用增强,
HD-ZIPⅢ基因不表达使维管束数目减少,所以反推HD-ZIPⅢ基因的表达产物能促进维管束和细胞壁形成,C正确;依据题图信息可知,本研究可为遗传改良茎秆强壮、适宜高温地区栽种的作物新品种提供理论基础,D正确。
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6.(2026·湖南株洲模拟)科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段,注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及(　　)
A.mRNA以自身为模板自我复制
B.DNA以其一条链为模板合成mRNA
C.DNA按照碱基互补配对原则自我复制
D.按照mRNA上密码子的排列顺序合成蛋白质
A
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解析:RNA的自我复制只发生在少数被某些病毒侵染的细胞中,A符合题意;该受精卵发育成的羊能合成α-抗胰蛋白酶,而α-抗胰蛋白酶的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录以DNA的一条链为模板合成RNA,B不符合题意;该受精卵分裂过程中,DNA按碱基互补配对原则自我复制,C不符合题意;该受精卵发育成的羊能合成α-抗胰蛋白酶,而α-抗胰蛋白酶的合成包括转录和翻译两个过程,其中翻译是按照mRNA上密码子的排序合成蛋白质,D不符合题意。
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7.某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,SAM通过与mRNA结合来进行调节,机制如图所示,RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是(　　)
A.核糖开关的化学本质是RNA,RBS段与1段的碱基序列互补
B.核糖开关的构象发生改变的过程涉及氢键的断裂和形成
C.SAM与核糖开关的结合,可能会抑制基因表达的翻译过程
D.SAM阻止RBS与核糖体结合,使核糖体无法向mRNA的5'端移动
D
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解析:核糖开关的化学本质为RNA,分析题图可知,2段与3段碱基序列互补,1段与2段碱基序列互补,3段与RBS段之间碱基序列互补,由此可知,RBS段与1段的碱基序列互补,A正确;由题图可知,核糖开关的构象发生改变的过程中2段和3段之间的氢键断裂,1段和2段、3段和RBS段之间的氢键形成,故核糖开关的构象发生改变涉及氢键的断裂和形成,B正确;SAM与核糖开关结合,RBS段与3段碱基互补配对,不能与核糖体结合,可能会抑制基因表达的翻译过程,C正确;翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5'端到3'端,D错误。
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8.(2026·四川成都模拟)一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下,通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.RNA聚合酶以DNA的一条链为模板转录
合成多种前体RNA
B.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键
和氢键的断裂和形成
C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是因为对翻译的调控不同
D.不同组织细胞通过选择性剪接,可以满足机体对不同代谢活动的需要
D
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解析:RNA聚合酶以DNA的一条链为模板转录合成一种前体RNA,A错误;通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成,B错误;通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是选择性剪接的结果,是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的,C错误;不同组织细胞的代谢活动不同,
对基因表达产物的需求也不同,通过选择
性拼接,可以产生不同的mRNA和翻译产
物,从而满足机体对不同代谢活动的需要,
D正确。
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9.(2026·广东中山模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成,能够促进和维持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的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程。
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(1)甲过程以　　　　　 　　　为原料,需要　　 　酶的催化。若该过程中模板链的部分碱基序列为3'-CAATTG-5',则该过程形成的分子中相对应区域的碱基序列为5'-　　　　　　-3'。
解析:甲过程为BDNF基因指导RNA的合成,属于转录过程,原料是四种核糖核苷酸。若该过程中模板链的部分碱基序列为3'-CAATTG-5',根据碱基互补配对原则,该过程形成的分子中相对应区域的碱基序列为5'-GUUAAC-3'。
(四种)游离核糖核苷酸
RNA聚合
GUUAAC
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(2)某一个体不同组织细胞的相同DNA进行转录时,启动的起始点
　　 　　　　(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)。
解析:同一个体不同组织细胞是由同一受精卵分裂分化形成,故细胞中DNA相同,但存在基因的选择性表达,故不同细胞转录的基因不完全相同,故同一个体不同组织细胞的相同DNA进行转录时,启动的起始点不完全相同。
不完全相同
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(3)由图1可知,miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理:miRNA-195与　　　　　　 　　形成局部双链结构,从而使其无法与核糖体结合。由此可知,miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的　　　阶段。
解析:由图1可知,miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对,从而阻止相应mRNA的翻译过程,即miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。
BDNF基因表达的mRNA
翻译
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(4)图2中该tRNA上的氨基酸为　　 　(密码子:UCG-丝氨酸;GCU-丙氨酸;CGA-精氨酸;AGC-丝氨酸)。
解析:图2中tRNA上的反密码子的读取方向是由左向右(3'→5'),即为UCG,则其对应的密码子为AGC,根据密码子表可知,该密码子决定的氨基酸是丝氨酸。
丝氨酸
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(5)若BDNF基因共有1 000个碱基对,其中含碱基A 200个,现让该基因进行复制,第4次复制时需要　 　　个游离的含碱基C的脱氧核苷酸。
解析:碱基总数为2 000,A有200个,则C有(2 000-200×2)/2=800个,第4次复制时需要的游离的含碱基C的脱氧核苷酸为800×24-1=6 400。
6 400(共32张PPT)
第26讲　基因的表达
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
中心法则
遗传信息的转录和翻译
考点一
遗传信息的转录和翻译
考点一
梳理 必备知识
1.RNA的结构、种类和功能
C、H、O、N、P
A、U、C、G
核糖核苷酸
单链
mRNA
tRNA
反密码子
核糖体
2.遗传信息的转录
一条
链
细胞核
细胞质
核糖核苷酸
RNA分子
mRNA、rRNA、tRNA
拾遗 挖掘
(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,该过程不需要解旋酶。
(2)mRNA合成的方向是5'→3'。
3.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器: 。
(2)条件
模板 原料 能量 酶 搬运工具
mRNA _______ ATP 多种酶 _______
核糖体
氨基酸
tRNA
(3)密码子与反密码子的比较
项目 密码子 反密码子
种类 种 目前发现有很多种
位置 上 一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上的 发生 配对的3个相邻的碱基
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mRNA
tRNA
密码子
碱基互补
(4)过程
核糖体
mRNA
tRNA
1.“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程
归纳提升
2.基因的结构与遗传信息的转录、翻译
(1)基因的结构
(2)基因表达遗传信息
①原核生物基因
②真核生物基因
精练 迁移应用
考向1　转录和翻译过程的分析
1.(2025·山东卷,5)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是(　　)
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
C
解析:DNA的复制是以DNA的两条链为模板,生成DNA子链。转录是以DNA的一条链为模板,生成mRNA。翻译是以mRNA为模板,通过mRNA中的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对,得到特定序列的多肽链。因此三个过程均存在碱基互补配对现象,A正确;豌豆细胞核中淀粉酶基因的复制与转录发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中,B正确;根据DNA的复制和转录过程的产物序列均可确定其模板序列,由于密码子的简并,一种氨基酸可能对应多种密码子,所以不能唯一确定mRNA的序列,C错误;转录过程RNA聚合酶沿着模板DNA链的3'→5'方向移动,翻译过程中核糖体沿着模板mRNA的5'→3'方向移动,两者移动方向不同,D正确。
考向2　遗传信息、密码子、反密码子的关系
2.(2024·湖北卷,16)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'-ATG-3',则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5'-CAU-3'　　　　　　　 B.5'-UAC-3'
C.5'-TAC-3' D.5'-AUG-3'
解析:若编码链的一段序列为5'-ATG-3',则模板链的一段序列为3'-TAC-5',则mRNA碱基序列为5'-AUG-3',该序列所对应的反密码子是5'-CAU-3',A正确,B、C、D错误。
A
3.(2026·河北石家庄模拟)已知某段肽链为“—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—”,如图表示决定该段肽链的密码子和反密码子的配对情况。密码子和反密码子配对的“摆动假说”认为,反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动,如当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时,密码子上对应的碱基可能是U、C或A。下列说法错误的是(　　)
A.决定该段肽链中色氨酸的基因模板链的碱基顺序是5'-CCA-3'
B.根据摆动假说,反密码子的种类应少于62种
C.携带组氨酸的tRNA上的反密码子不可能是3'-GUI-5'
D.密码子和反密码子的碱基互补配对发生在核糖体
C
解析:翻译时核糖体沿mRNA从5'向3'方向移动,因此色氨酸的密码子为5'-UGG-3',基因模板链为3'-ACC-5',即基因模板链的碱基顺序是5'-CCA-3',A正确;根据摆动假说,在密码子与反密码子的配对中,反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动,可以“摆动”,因而某些tRNA的反密码子可以识别1个以上的密码子,因此反密码子的种类应少于62种,B正确;据题图可知,组氨酸的密码子为5'-CAC-3',当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时,密码子上对应的碱基可能是U、C或A,因此携带组氨酸的tRNA上的反密码子可能是3'-GUI-5',C错误;翻译的场所是核糖体,故密码子与反密码子的碱基互补配对发生在核糖体上,
D正确。
考向3　基因表达的调控
4.(2025·湖南卷,9)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起
始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
C
解析:因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始,而转录发生在细胞核
中,所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A正确;敲除基因W后,没有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始,P和M能正常表达,有助于提高水稻抗虫性和产量,B正确;在基因P缺失突变体水稻中,没有基因P,增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性,C错误;转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用,D正确。
5.(2024·湖南卷,10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活
性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
答案:C
解析:由题图可知,糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,据此可知,体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成,待糖原饱和后,才会继续合成脂肪酸,A正确;中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,进而抑制脂肪酸的合成,因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成,会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率,B正确;中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病,蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,不会诱发非酒精性脂肪性肝病,C错误;转录发生在细胞核中,因此R1可通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录,D正确。
中心法则
考点二
梳理 必备知识
1.提出者: 。
2.补充后的内容图解
①DNA的复制;② ;③翻译;④ ;⑤ 。
克里克
转录
RNA的复制
逆转录
3.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的 。
(3) 为信息的流动提供能量。
表达产物
ATP
4.不同生物遗传信息的传递过程
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递:
_______________________________________。
(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递:
____________________。
(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递:
____________________________________。
(4)高度分化的细胞遗传信息的传递:DNA RNA 蛋白质。
拾遗 挖掘
(必修2 P69“拓展应用”)抗生素通过与核糖体结合,抑制肽链的延伸;或抑制细菌DNA的复制;或抑制细菌RNA聚合酶的活性来抑制转录,从而抑制细菌的生长。
精练 迁移应用
考向1　中心法则的提出及其发展
1.(2026·辽宁沈阳模拟)单链RNA病毒有三种类型:正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译,反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译,逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是(　　)
A.正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A—U、G—C
B.反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶
C.逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA
D.上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖
B
解析:反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译,该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程,不需要逆转录酶,B错误。
考向2　中心法则的应用分析
2.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。如表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是(　　)
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
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核苷酸的合成
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
解析:据题表可知,羟基脲阻止脱氧核苷酸的合成,从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程,而转录过程需要的原料是核糖核苷酸,不会受到羟基脲的影响,A错误;放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板,B正确;阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性,会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸,C正确;将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖,由于三种药物是精准导入肿瘤细胞,因此,可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D正确。第26讲 基因的表达
考点一　遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构、种类和功能
2.遗传信息的转录
拾遗·挖掘
(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,该过程不需要解旋酶。
(2)mRNA合成的方向是5'→3'。
3.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器:核糖体。
(2)条件
模板 原料 能量 酶 搬运工具
mRNA 氨基酸 ATP 多种酶 tRNA
(3)密码子与反密码子的比较
项目 密码子 反密码子
种类 64种 目前发现有很多种
位置 mRNA上 tRNA一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
(4)过程
1.“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程
2.基因的结构与遗传信息的转录、翻译
(1)基因的结构
(2)基因表达遗传信息
①原核生物基因
②真核生物基因
考向1　转录和翻译过程的分析
1.(2025·山东卷,5)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是(　　)
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
答案:C
解析:DNA的复制是以DNA的两条链为模板,生成DNA子链。转录是以DNA的一条链为模板,生成mRNA。翻译是以mRNA为模板,通过mRNA中的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对,得到特定序列的多肽链。因此三个过程均存在碱基互补配对现象,A正确;豌豆细胞核中淀粉酶基因的复制与转录发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中,B正确;根据DNA的复制和转录过程的产物序列均可确定其模板序列,由于密码子的简并,一种氨基酸可能对应多种密码子,所以不能唯一确定mRNA的序列,C错误;转录过程RNA聚合酶沿着模板DNA链的3'→5'方向移动,翻译过程中核糖体沿着模板mRNA的5'→3'方向移动,两者移动方向不同,D正确。
考向2　遗传信息、密码子、反密码子的关系
2.(2024·湖北卷,16)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'-ATG-3',则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5'-CAU-3'　　　　　　　 B.5'-UAC-3'
C.5'-TAC-3' D.5'-AUG-3'
答案:A
解析:若编码链的一段序列为5'-ATG-3',则模板链的一段序列为3'-TAC-5',则mRNA碱基序列为5'-AUG-3',该序列所对应的反密码子是5'-CAU-3',A正确,B、C、D错误。
3.(2026·河北石家庄模拟)已知某段肽链为“—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—”,如图表示决定该段肽链的密码子和反密码子的配对情况。密码子和反密码子配对的“摆动假说”认为,反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动,如当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时,密码子上对应的碱基可能是U、C或A。下列说法错误的是(　　)
A.决定该段肽链中色氨酸的基因模板链的碱基顺序是5'-CCA-3'
B.根据摆动假说,反密码子的种类应少于62种
C.携带组氨酸的tRNA上的反密码子不可能是3'-GUI-5'
D.密码子和反密码子的碱基互补配对发生在核糖体
答案:C
解析:翻译时核糖体沿mRNA从5'向3'方向移动,因此色氨酸的密码子为5'-UGG-3',基因模板链为3'-ACC-5',即基因模板链的碱基顺序是5'-CCA-3',A正确;根据摆动假说,在密码子与反密码子的配对中,反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动,可以“摆动”,因而某些tRNA的反密码子可以识别1个以上的密码子,因此反密码子的种类应少于62种,B正确;据题图可知,组氨酸的密码子为5'-CAC-3',当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时,密码子上对应的碱基可能是U、C或A,因此携带组氨酸的tRNA上的反密码子可能是3'-GUI-5',C错误;翻译的场所是核糖体,故密码子与反密码子的碱基互补配对发生在核糖体上,D正确。
考向3　基因表达的调控
4.(2025·湖南卷,9)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
答案:C
解析:因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始,而转录发生在细胞核中,所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A正确;敲除基因W后,没有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始,P和M能正常表达,有助于提高水稻抗虫性和产量,B正确;在基因P缺失突变体水稻中,没有基因P,增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性,C错误;转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用,D正确。
5.(2024·湖南卷,10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
答案:C
解析:由题图可知,糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,据此可知,体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成,待糖原饱和后,才会继续合成脂肪酸,A正确;中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,进而抑制脂肪酸的合成,因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成,会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率,B正确;中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病,蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,不会诱发非酒精性脂肪性肝病,C错误;转录发生在细胞核中,因此R1可通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录,D正确。
考点二　中心法则
1.提出者:克里克。
2.补充后的内容图解
①DNA的复制;②转录;③翻译;④RNA的复制;⑤逆转录。
3.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的表达产物。
(3)ATP为信息的流动提供能量。
4.不同生物遗传信息的传递过程
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递:
。
(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递:
。
(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递:
。
(4)高度分化的细胞遗传信息的传递:DNARNA蛋白质。
拾遗·挖掘
(必修2 P69“拓展应用”)抗生素通过与核糖体结合,抑制肽链的延伸;或抑制细菌DNA的复制;或抑制细菌RNA聚合酶的活性来抑制转录,从而抑制细菌的生长。
考向1　中心法则的提出及其发展
1.(2026·辽宁沈阳模拟)单链RNA病毒有三种类型:正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译,反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译,逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是(　　)
A.正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A—U、G—C
B.反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶
C.逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA
D.上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖
答案:B
解析:反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译,该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程,不需要逆转录酶,B错误。
考向2　中心法则的应用分析
2.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。如表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是(　　)
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核苷酸的合成
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
答案:A
解析:据题表可知,羟基脲阻止脱氧核苷酸的合成,从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程,而转录过程需要的原料是核糖核苷酸,不会受到羟基脲的影响,A错误;放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板,B正确;阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性,会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸,C正确;将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖,由于三种药物是精准导入肿瘤细胞,因此,可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D正确。
1.(2026·河南开封模拟)如图表示真核细胞某基因的转录过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A.④是游离的核糖核苷酸
B.RNA聚合酶的移动方向是从左向右,③的左端为5'端
C.转录遇到终止密码子时结束,合成的RNA从DNA链上释放
D.DNA共含n个碱基,其转录出的RNA的碱基小于n/2个
答案:C
解析:题图表示真核细胞某基因的转录过程,原料是游离的核糖核苷酸,所以④是游离的核糖核苷酸,A正确;由题图可知,RNA聚合酶沿着DNA模板链移动,新合成的RNA链逐渐延长,根据转录方向可知,RNA聚合酶的移动方向是从左向右,而子链的合成方向是从5'端向3'端延伸,因此③的左端为5'端,B正确;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,DNA上不存在终止密码子,终止密码子位于mRNA上,因此转录过程不会遇到终止密码子,C错误;DNA共含n个碱基,因DNA分子上有非编码序列,则其转录出的RNA的碱基少于n/2个,D正确。
2.(2026·河北承德模拟)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链,另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是(　　)
A.不同基因可能同时复制,但不能同时转录
B.根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链
C.DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链
D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3'端到5'端进行的
答案:A
解析:不同的基因位置不同,可能同时复制,也可能同时转录,A错误;启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录,因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链,B正确;不同基因的有义链和反义链不同,因此DNA分子的一条链对不同基因来说,有的是有义链,有的是反义链,C正确;基因的转录是沿着模板的3'端到5'端进行的,翻译是沿着模板的5'端到3'端进行的,D正确。
3.(2026·安徽安庆模拟)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5'-ATT-3　　　　　　　 B.5'-GTT-3'
C.5'-TTG-3' D.5'-TTA-3'
答案:C
解析:分析题意可知,人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,说明该终止密码子原来是5'-CAA-3',则其对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3',C正确。
4.(2026·贵州安顺模拟)某细胞的基因表达过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.该过程可发生于肺炎链球菌中
B.①表示转录过程,需要DNA聚合酶的参与
C.过程①产物可直接作为过程②的模板
D.过程①和过程②均遵循碱基互补配对原则
答案:D
解析:题图细胞具有核膜,表示真核细胞中的基因表达过程,而肺炎链球菌为原核生物,A错误;①表示转录过程,需要RNA聚合酶的参与,DNA聚合酶用于DNA复制过程,B错误;过程①产物需加工为成熟的mRNA分子才作为过程②翻译的模板,C错误;过程①(转录)和过程②(翻译)均遵循碱基互补配对原则,D正确。
5.(2026·广东佛山模拟)某科研团队揭示了高温抑制拟南芥花序茎中维管发育,导致植株细弱、易倒伏。如图所示,温度信号关键因子PIF4通过抑制MIR166表达以释放转录因子HB15,抑制HD-ZIPⅢ基因表达,进而影响花序茎中的维管束数目和细胞壁形成。则下列说法错误的是(　　)
A.高温还有可能通过降低解旋酶活性抑制基因表达,影响生物性状
B.由图可知高温可导致维管束数目减少,推测维管束可能起机械支撑作用
C.高温时,PIF4和HB15含量增加,HD-ZIPⅢ基因表达产物促进维管束和细胞壁的形成
D.本研究可为遗传改良茎秆强壮、适宜高温地区栽种的作物新品种提供理论基础
答案:A
解析:基因表达过程不需要解旋酶参与,A错误;据题图可知,高温下维管束减少后植株易倒伏,推测维管束可以起支撑作用,B正确;高温条件下,PIF4含量增加,抑制MIR166,使MIR166的产生减少,则对HB15的抑制作用减弱,HB15含量会增加,则HB15抑制HD-ZIPⅢ基因表达的作用增强,HD-ZIPⅢ基因不表达使维管束数目减少,所以反推HD-ZIPⅢ基因的表达产物能促进维管束和细胞壁形成,C正确;依据题图信息可知,本研究可为遗传改良茎秆强壮、适宜高温地区栽种的作物新品种提供理论基础,D正确。
6.(2026·湖南株洲模拟)科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段,注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及(　　)
A.mRNA以自身为模板自我复制
B.DNA以其一条链为模板合成mRNA
C.DNA按照碱基互补配对原则自我复制
D.按照mRNA上密码子的排列顺序合成蛋白质
答案:A
解析:RNA的自我复制只发生在少数被某些病毒侵染的细胞中,A符合题意;该受精卵发育成的羊能合成α-抗胰蛋白酶,而α-抗胰蛋白酶的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录以DNA的一条链为模板合成RNA,B不符合题意;该受精卵分裂过程中,DNA按碱基互补配对原则自我复制,C不符合题意;该受精卵发育成的羊能合成α-抗胰蛋白酶,而α-抗胰蛋白酶的合成包括转录和翻译两个过程,其中翻译是按照mRNA上密码子的排序合成蛋白质,D不符合题意。
7.某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,SAM通过与mRNA结合来进行调节,机制如图所示,RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是(　　)
A.核糖开关的化学本质是RNA,RBS段与1段的碱基序列互补
B.核糖开关的构象发生改变的过程涉及氢键的断裂和形成
C.SAM与核糖开关的结合,可能会抑制基因表达的翻译过程
D.SAM阻止RBS与核糖体结合,使核糖体无法向mRNA的5'端移动
答案:D
解析:核糖开关的化学本质为RNA,分析题图可知,2段与3段碱基序列互补,1段与2段碱基序列互补,3段与RBS段之间碱基序列互补,由此可知,RBS段与1段的碱基序列互补,A正确;由题图可知,核糖开关的构象发生改变的过程中2段和3段之间的氢键断裂,1段和2段、3段和RBS段之间的氢键形成,故核糖开关的构象发生改变涉及氢键的断裂和形成,B正确;SAM与核糖开关结合,RBS段与3段碱基互补配对,不能与核糖体结合,可能会抑制基因表达的翻译过程,C正确;翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5'端到3'端,D错误。
8.(2026·四川成都模拟)一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下,通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.RNA聚合酶以DNA的一条链为模板转录合成多种前体RNA
B.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成
C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是因为对翻译的调控不同
D.不同组织细胞通过选择性剪接,可以满足机体对不同代谢活动的需要
答案:D
解析:RNA聚合酶以DNA的一条链为模板转录合成一种前体RNA,A错误;通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成,B错误;通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是选择性剪接的结果,是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的,C错误;不同组织细胞的代谢活动不同,对基因表达产物的需求也不同,通过选择性拼接,可以产生不同的mRNA和翻译产物,从而满足机体对不同代谢活动的需要,D正确。
9.(2026·广东中山模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成,能够促进和维持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的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程。
(1)甲过程以　　　　　　　　为原料,需要　　　酶的催化。若该过程中模板链的部分碱基序列为3'-CAATTG-5',则该过程形成的分子中相对应区域的碱基序列为5'-　　　　　　-3'。
(2)某一个体不同组织细胞的相同DNA进行转录时,启动的起始点　　　　　　(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)。
(3)由图1可知,miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理:miRNA-195与　　　　　　　　形成局部双链结构,从而使其无法与核糖体结合。由此可知,miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的　　　阶段。
(4)图2中该tRNA上的氨基酸为　　　(密码子:UCG-丝氨酸;GCU-丙氨酸;CGA-精氨酸;AGC-丝氨酸)。
(5)若BDNF基因共有1 000个碱基对,其中含碱基A 200个,现让该基因进行复制,第4次复制时需要　　　个游离的含碱基C的脱氧核苷酸。
答案:(1)(四种)游离核糖核苷酸　RNA聚合　GUUAAC
(2)不完全相同
(3)BDNF基因表达的mRNA　翻译
(4)丝氨酸
(5)6 400
解析:(1)甲过程为BDNF基因指导RNA的合成,属于转录过程,原料是四种核糖核苷酸。若该过程中模板链的部分碱基序列为3'-CAATTG-5',根据碱基互补配对原则,该过程形成的分子中相对应区域的碱基序列为5'-GUUAAC-3'。
(2)同一个体不同组织细胞是由同一受精卵分裂分化形成,故细胞中DNA相同,但存在基因的选择性表达,故不同细胞转录的基因不完全相同,故同一个体不同组织细胞的相同DNA进行转录时,启动的起始点不完全相同。
(3)由图1可知,miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对,从而阻止相应mRNA的翻译过程,即miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。
(4)图2中tRNA上的反密码子的读取方向是由左向右(3'→5'),即为UCG,则其对应的密码子为AGC,根据密码子表可知,该密码子决定的氨基酸是丝氨酸。
(5)碱基总数为2 000,A有200个,则C有(2 000-200×2)/2=800个,第4次复制时需要的游离的含碱基C的脱氧核苷酸为800×24-1=6 400。

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