2026届高考生物一轮总复习必修2第6单元遗传的分子基础第3讲基因的表达课件

这是一份2026届高考生物一轮总复习必修2第6单元遗传的分子基础第3讲基因的表达课件，共60页。PPT课件主要包含了第3讲基因的表达，逆转录，特异性，胰岛素基因，基因的选择性表达，mRNA等内容，欢迎下载使用。
考点一　基因指导蛋白质的合成
必备知识 · 夯实基础
知|识|巩|固1．RNA(1)RNA的结构和种类
(2)DNA与RNA的区别
2．遗传信息的转录(1)概念：以__________________为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)转录过程(见图)
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(必修2 P67图4－6)(1)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)反密码子的读取方向为____________________________________ ____________。
由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短
思|维|辨|析易错整合，判断正误。(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。(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
延|伸|探|究1．RNA适合做信使的原因。提示：RNA由核糖核苷酸连接而成，可以储存遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2．图形探究：(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示：(1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)由c中三条链越往B侧越长，可确认翻译方向是A→B。(3)图中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
重|难|精|讲1．“列表法”比较复制、转录和翻译(1)区别
剖析难点 · 考点突破
2．用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程
精|准|命|题考向一　围绕遗传信息的转录和翻译，考查生命观念 (多选)(2025·黑龙江省龙东地区高三期中)如图所示为某细胞中遗传信息的表达的某个过程示意图，下列说法错误的是(　　)A．在胚胎干细胞、哺乳动物成熟红细胞中，都可发生图示过程B．基因表达时，DNA双链打开及子链延伸需要ATP水解提供能量C．图示过程表示翻译，参与该过程的RNA有三种，结合在图中mRNA上的多个核糖体可合成多种肽链D．图示过程在核糖体中进行，图中决定丙氨酸的密码子是5′－CGA－3′
答案：ACD解析：图示过程为翻译，哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，不能进行翻译过程，A错误；ATP直接给细胞的生命活动提供能量，基因表达时，DNA双链打开及子链延伸需要ATP水解提供能量，B正确；图示过程为翻译，参与该过程的RNA有mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)、rRNA(核糖体RNA)三种，结合在图中mRNA上的多个核糖体可合成相同的肽链，C错误；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，图中决定丙氨酸的密码子是5′－GCU－3′，D错误。
〔变式训练1〕　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答案：C
解析：RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成，A错误；RNA聚合酶与启动子结合，DNA双链解开，进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
〔变式训练2〕　(2023·浙江卷)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。
下列叙述正确的是(　　)A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化答案：B
解析：图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。
考向二　围绕遗传信息、密码子、反密码子辨析，考查科学思维 (2024·辽宁省实验中学考前模拟)下列关于人体的RNA和蛋白质的相互关系的叙述正确的是(　　)A．目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种，硒代半胱氨酸是最晚被发现的氨基酸B．由于“UGA是终止密码子，特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸”，因此人类不决定氨基酸的终止密码子有2个，密码子共有65个C．如果mRNA上密码子是(5′—AUG—3′)，则tRNA的反密码子是(5′—UAC—3′)D．密码子的简并增加了基因突变的显现概率
答案：A解析：硒代半胱氨酸是最晚被发现的组成人体蛋白质的氨基酸，目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种，A正确；在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸，所以人类一定不决定氨基酸的终止密码子有2个，密码子共有64种，B错误；根据碱基互补配对原则可知，如果mRNA上密码子是(5′－AUG－3′)，则tRNA的反密码子是(3′－UAC－5′)，C错误；密码子的简并是指绝大多数氨基酸都有几个密码子，所以密码子的简并降低了基因突变的显现概率，D错误。
〔变式训练3〕　(2025·沈阳辽中二中期中)图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中Ⅰ表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是(　　)A．图中tRNA的P端是结合氨基酸的部位B．丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的C．单链tRNA分子内部不存在碱基互补配对D．转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
考点二　中心法则及基因表达与性状的关系
1．中心法则(1)提出者：_________。(2)补充后的内容图解
2．基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
不能将酪氨酸转化为黑色素
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
3．基因的选择性表达与细胞分化
5．基因与性状间的对应关系
(必修2 P73思考·讨论)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？_______________________ ___________________________________________________________。
DNA甲基化修饰可以遗传给后代。基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状
思|维|辨|析易错整合，判断正误。(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)豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状。(　　)(6)白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状。(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
延|伸|探|究某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型。请写出合理的解释。
提示：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会出现黑黄相间的类型。
重|难|精|讲不同生物中心法则表达式
考向一　结合中心法则过程分析，考查理解能力 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
答案：A解析：＋RNA能作为翻译时的模板，具有mRNA的功能，A正确；该病毒的遗传物质是RNA，只有双链DNA进行半保留复制，B错误；过程①②的进行需RNA复制酶的催化，③是翻译过程，不需RNA聚合酶的催化，C错误；过程④在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。
解决中心法则问题的技巧(1)从模板分析①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。②如果模板是RNA，生理过程可能是翻译、RNA复制或逆转录。(2)从原料分析①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA。②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA。③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。
(3)从生物种类分析①如果是细胞生物，能进行DNA复制、转录和翻译过程。②如果是RNA病毒，分两种情况a．RNA自我复制和翻译。b．RNA逆转录、DNA复制、转录和翻译。
〔变式训练1〕　(2024·广东高三模拟)20世纪末人们发现的一种能诱发羊瘙痒症的朊粒，对下图所示的中心法则提出了挑战。研究发现，羊细胞核中的基因编码产生的正常糖蛋白PrPC一旦遇到PrPSC(朊粒)，其构象就会转变为PrPSC，从而使朊粒增殖。而PrPSC在神经细胞中沉积，最终会引发羊瘙痒症。下列相关叙述正确的是(　　)A．图中表示的5个遗传信息流动方向遵循了相同的碱基互补配对原则B．不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程的生物，其遗传物质可能是RNA
C．羊心肌细胞中的遗传信息流动过程可表示为 D．朊粒的发现，使中心法则可修正为 答案：B解析：DNA复制的碱基配对方式为A—T、T—A、G—C和C—G，转录的碱基配对方式为A—U，T—A，G—C和C—G，翻译和RNA复制时碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，逆转录则为U—A，A—T、C—G、G—C，所以题图中心法则所示的5个遗传信息流动方向的碱基互补配对原则不同，A错误；病毒不能独立代谢，必须寄生在宿
主活细胞内才能生存和繁殖，即不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程，而病毒的遗传物质可能是DNA或RNA，B正确；羊心肌细胞为高度分化的细胞，其通常不具有细胞分裂的能力，一般不再进行DNA复制，C错误；分析题意可知，朊粒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子，且朊粒是正常蛋白质的空间构象发生变异而形成的，而中心法则是对生物遗传物质和性状关系的概括，所以朊粒的发现并未使中心法则有任何调整，D错误。
考向二　围绕表观遗传，考查科学思维能力 (2023·海南卷)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是(　　)A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
答案：D解析：题中显示植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的碱基种类也相同，A错误；植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲R基因未甲基化，能正常表达，植株乙R基因高度甲基化，不能表达，因而叶形不同，B错误；甲基化相关的性状可以遗传，因此，植株乙自交，子一代的R基因可能会出现高度甲基化，C错误；植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。
〔变式训练2〕　(2025·湖南郴州高三监测)蜜蜂的蜂群由蜂王、雄蜂和工蜂组成，其中蜂王和工蜂(2n＝32)是由受精卵发育而来的，雄蜂(n＝16)是由未受精卵发育而来的，幼虫以蜂王浆为食则发育成蜂王，以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如右图所示，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列叙述正确的是(　　)
A．被甲基化的DNA片段中碱基序列未变，导致的生物性状改变不可遗传B．蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关C．DNA甲基化影响转录的机制可能是干扰了RNA聚合酶对起始密码子的识别D．雄蜂是单倍体，不能进行减数分裂产生精子，因此高度不育答案：B
解析：被甲基化的DNA片段中碱基序列未变，但会影响转录进而影响基因表达，从而导致生物性状改变，且这种改变可以遗传，A错误；根据题意可知，蜂王浆可抑制DNMT3基因表达DNMT3蛋白，从而抑制DNA某些区域添加甲基基团，使该基因正常表达，则蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王，B正确；DNA甲基化影响转录的机制可能是干扰了RNA聚合酶对启动子的识别，C错误；雄蜂是单倍体，可通过假减数分裂过程产生精子，因而可育，D错误。
素养提升 · 强化思维
真|题|再|现1．(2024·吉林卷)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是(　　)A．酶E的作用是催化DNA复制B．甲基是DNA半保留复制的原料之一C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
答案：C解析：由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。故选C。
2．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　)
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁答案：C
解析：线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，所以编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。故选C。
3．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　)A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端答案：D
解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。故选D。
4．(2024·湖北卷)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。故选A。
5．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
答案：C解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解，有利于细菌糖原的合成，D正确。故选C。
6．(2023·山东卷)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )A．原核细胞无核仁，不能合成rRNAB．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录答案：B
解析：原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。故选B。
7．(2022·湖南卷)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rRNA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
答案：D解析：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，以提高翻译效率，A正确；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，而是与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
8．(2022·河北卷)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( )A．RNA聚合酶和逆转录酶催化的反应遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用答案：C