专题10 基因的表达-【考点聚焦】最新高考生物必备知识大串讲

专题10 基因的表达【考点梳理.逐个击破】1. 转录和翻译过程的比较项目转录翻译图例概念以  DNA  为模板合成  RNA  的过程以  mRNA  为模板合成  蛋白质  的过程场所  细胞核  (主要)、  线粒体  、  叶绿体  细胞质中的  核糖体 上条件①模板：    DNA的一条链    ②原料：4种游离的  脱氧核糖核苷酸  ③能量：  ATP    ④酶：  RNA聚合酶  ①模板： mRNA   ②原料：  氨基酸  ③能量：  ATP   ④酶：多种酶⑤搬运工：  tRNA  碱基互补配对方式DNAATGC配对方式 3 种mRNAAUGC配对方式 2 种↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓mRNAUACGtRNAUACG方向0图例中转录方向：   从右向左   0(技巧：mRNA伸出的一端为转录起点)0图例中翻译方向：  从左向右   0(注： 核糖体  沿着 mRNA  移动，mRNA与核糖体结合部位有 2  个tRNA结合位点)特点①   边解旋边转录   ；②转录结束DNA恢复  双螺旋  结构(DNA全保留)一个mRNA分子上可相继结合 多  个核糖体，同时合成 多  条相同的肽链，因此，少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质        (意义)图中翻译方向  从左向右  (肽链短→长)产物 RNA (包括 mRNA 、 tRNA 、 rRNA )0具一定氨基酸排列顺序的  蛋白质  0(需在 内质网和 高尔基体 中加工成蛋白质)数量关系DNA中碱基数:mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数＝  6  :  3  :  1   例1：下列叙述正确的是(　　)。A.胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中B.核糖存在于RNA中而不存在于DNA中C.mRNA合成于细胞核并在细胞核中传递遗传信息D.DNA都是双螺旋结构而RNA是单链结构 2. 密码子(遗传密码)（1）概念：  mRNA  上决定一个氨基酸的  三个相邻碱基  。（2）种类：共  64  种，其中能决定氨基酸的密码子有  61/62  种。①起始密码子：翻译的  起始  信号，有  2  种，   能   决定氨基酸。②终止密码子：翻译的  终止  信号，有  3  种，  不能  决定氨基酸。（3）特点：①除  终止  密码子外，每种密码子都只能决定  1 种氨基酸。(专一性)②一种氨基酸可对应  一种或多  种密码子(简并性，可保证生物③生物界所有生物共用一套密码子。     遗传性状  的稳定性)。3. tRNA（1）作用：识别mRNA上的  密码子 ，转运特定  氨基酸 到  核糖体 中。（2）种类：有  61/62  种，因为  终止  密码子可能有对应的反密码子(tRNA)。（3）特点：①每种tRNA只能识别并转运  1  种特定的氨基酸。(专一性)②一种氨基酸可对应  一种或多  种tRNA。例2：下列相关叙述正确的是(　　)。A.密码子有64种,每个密码子都与一个反密码子相对应B.反密码子位于mRNA上,密码子位于tRNA上C.除原核生物外,一个密码子最多只能对应一个氨基酸D.每种氨基酸可以对应多种tRNA,每种tRNA也可以对应多种氨基酸 4. 中心法则各过程比较过程信息流动方向条件场所模板原料能量酶其他DNA复制DNA→DNADNA的两条链脱氧核糖核苷酸ATP解旋酶DNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体转录DNA→RNADNA的一条链核糖核苷酸ATPRNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体翻译mRNA→蛋白质mRNA氨基酸ATP多种酶tRNA核糖体核糖体RNA复制RNA→RNARNA核糖核苷酸ATPRNA复制酶 RNA病毒感染的  宿主细胞 逆转录RNA→DNARNA脱氧核糖核苷酸ATP逆转录酶  例3：下图表示中心法则及其补充的内容,有关说法正确的是(　　)。  A.①②③分别表示转录、复制、翻译B.人体的所有细胞都具有过程①②③C.在洋葱根尖分生区细胞中只有过程①D.过程①②③④⑤均有碱基互补配对现象5. 基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制  蛋白质  的合成来实现的，有两条途径：（1）间接控制：基因通过控制  酶的合成  来控制  代谢  过程，进而控制生物体的性状。实例：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆      酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病（2）直接控制：基因通过控制  蛋白质的结构  直接控制生物体的性状。实例：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病      血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症6.基因的选择性表达与细胞分化(1)同一生物体中不同类型的细胞， 基因都是相同的 ，而 形态、结构和功能 却各不相同。(2)在不同类型的细胞中，表达的基因可以分为两类：一类是在 所有细胞 中都表达的基因；另一类是 某类细胞中特异性表达 的基因。(3)细胞分化的本质就是 基因的选择性 。基因的选择性表达与 基因表达的调控有关 。 例4：牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图:      从图中不能得出的结论是(　　)。A.花的颜色由多对基因共同控制 　B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢C.牵牛花颜色的表现受到相关酶的控制 　D.若基因①不表达,则基因②③也不表达 7.表观遗传：生物体 基因的碱基序列  保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化 的现象，叫作表观遗传。8. 细胞质基因（1）分布：  线粒体  和  叶绿体  中。（2）功能：①能进行  DNA复制  复制。②通过  转录  和  翻译  控制某些蛋白质的合成。（3）遗传特点：①  母系  遗传，子代性状与  母本 相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自  母方  ②  不遵循  孟德尔遗传规律，杂交后代无一定的性状  分离比  。例5：DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性。下列相关叙述不正确的是(　　)。A.DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变B.DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻C.DNA甲基化,可能会影响生物的性状D.DNA甲基化,可能会影响细胞分化 【解题技巧】1. 不同生物的遗传信息流动过程生物种类遗传信息传递表达过程图细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体，发生在被其感染的  宿主细胞  中) 大多数RNA病毒(如烟草花叶病毒，发生在被其感染的  宿主细胞  中)逆转录病毒(如致癌的RNA病毒、HIV，发生在被其感染的  宿主细胞  中)  【真题重现.精选精炼】1．（2022·重庆·高考真题）基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列，实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后，其表达的酶氨基酸数量减少，月季细胞内可发生改变的是（       ）A．基因的结构与功能 B．遗传物质的类型C．DNA复制的方式 D．遗传信息的流动方向2．（2022·重庆·高考真题）科学家建立了一个蛋白质体外合成体系（含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液）。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、络氨酸和半胱氨酸后，发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是（       ）A．合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板B．合成体系中的细胞提取液含有核糖体C．反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸D．试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸3．（2022·湖南·高考真题）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4．（2022·广东·高考真题）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（       ）A．细胞核 B．细胞质 C．高尔基体 D．细胞膜5．（2022·全国·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（       ）A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成6．（2021·江苏·高考真题）核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是（       ）A．组成元素都有C、H、O、NB．细胞内合成新的分子时都需要模板C．在细胞质和细胞核中都有分布D．高温变性后降温都能缓慢复性7．（2021·海南·高考真题）研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是（       ）A．该酶的空间结构由氨基酸的种类决定B．该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与C．“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂D．“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用8．（2021·浙江·高考真题）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 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·高考真题）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10．（2022·全国·高考真题）某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色红色紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和基因B位于非同源染色体上、回答下列问题。(1)现有紫花植株（基因型为AaBb）与红花杂合体植株杂交，子代植株表现型及其比例为______；子代中红花植株的基因型是______；子代白花植株中纯合体占的比例为______。(2)已知白花纯合体的基因型有2种。现有1株白花纯合体植株甲，若要通过杂交实验（要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交）来确定其基因型，请写出选用的亲本基因型、预期实验结果和结论。