備考2025屆高考生物一輪復習【講義】第6章課時3考點1遺傳信息的轉錄和翻譯

第6章遺傳的分子基礎課時3基因的表達課標要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接1.概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質(zhì)的合成，細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)；2.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象遺傳信息的轉錄和翻譯2023：海南T13、重慶T1、遼寧T18、江蘇T6和T20（2）、山東T1、湖南T12、廣東T17（2）、全國乙T5、浙江1月T15；2022：湖南T14、江蘇T21（1）（2）、廣東T7；2021：湖南T13、河北T8、廣東T7、遼寧T17D、重慶T12、浙江1月T22、海南T15；2020：天津T3、全國ⅡT29、全國ⅢT1BD和T3、海南T14；2019：海南T20、全國ⅠT2、浙江4月T221.生命觀念——基于遺傳信息流動的方向，闡明生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體；基于地球上幾乎所有生物都共用一套遺傳密碼的事實，闡明生物的統(tǒng)一性。2.科學思維——分析與綜合：理解轉錄和翻譯的差別。批判性思維：摒棄簡單機械的線性決定論思維模式，對基因和性狀之間的關系多角度、多因素分析；辯證看待中心法則的提出和修正過程及表觀遺傳的發(fā)現(xiàn)等中心法則2023：浙江6月T4；2022：河北T9、浙江6月T16；2021：河北T16、福建T3BC、浙江6月T19；2020：浙江1月T21、全國ⅢT1A基因表達與性狀的關系2023：浙江1月T5和T6、海南T11、天津T6B、山東T7、湖南T3；2022：湖南T19（2）、浙江1月T21、北京T18（3）（4）、重慶T18、天津T5和T9；2021：北京T21（4）命題分析預測1.基因的表達既可以單獨考查，也可以與蛋白質(zhì)、DNA的結構、DNA的復制等內(nèi)容綜合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中葉綠體、線粒體和核糖體等細胞器。對中心法則的考查，多以文字敘述形式呈現(xiàn)?；虻谋磉_與性狀的關系常結合遺傳規(guī)律的應用等進行綜合考查。題型既有選擇題，又有非選擇題。2.預計2025年高考對轉錄和翻譯、中心法則進行考查時，可能會借助一些科研成果或科學發(fā)現(xiàn)，將基礎知識與科技創(chuàng)新結合；表觀遺傳的內(nèi)容是近年命題的熱點，不容忽視考點1遺傳信息的轉錄和翻譯1.RNA的結構與功能2.遺傳信息的轉錄提醒（1）一個DNA分子上有許多個基因，其中某個基因進行轉錄時，其他基因可能轉錄，也可能不轉錄。（2）真核生物的核DNA轉錄形成的mRNA需要在細胞核經(jīng)加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。3.遺傳信息的翻譯教材深挖（1）[必修2P67思考·討論]密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展的意義：當一個密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應的氨基酸，增強了密碼子的容錯性；當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。（2）[必修2P67圖4－6]tRNA含有氫鍵，3'－端是結合氨基酸的部位，一個tRNA分子中不是只有三個堿基。4.遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關系（1）遺傳信息、密碼子與反密碼子（2）氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關系①一種氨基酸可對應一種或幾種密碼子（即密碼子的簡并），可由一種或幾種tRNA轉運。②一般情況下，一種密碼子只能決定一種氨基酸；一種tRNA只能轉運一種氨基酸。③終止密碼子并非不能編碼氨基酸，如UGA在特殊情況下，可以編碼硒代半胱氨酸；在原核生物中，GUG可以作起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。5.與基因表達有關的數(shù)量關系轉錄、翻譯過程中DNA（基因）的堿基數(shù)∶mRNA的堿基數(shù)∶多肽鏈的氨基酸數(shù)＝6∶3∶1，參考圖解如圖所示：基礎自測1.轉錄和翻譯過程都存在T—A、A—U、G—C堿基配對方式。（×）2.地球上幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。（√）3.mRNA上每3個相鄰的堿基都決定一種氨基酸。（×）4.一個DNA只能控制合成一種蛋白質(zhì)。（×）5.反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個堿基。（×）6.每種氨基酸僅由一種密碼子編碼。（×）7.DNA復制和轉錄時，其模板都是DNA的一整條鏈。（×）8.起始密碼子上具有RNA聚合酶識別、結合位點。（×）提示RNA聚合酶識別、結合位點位于DNA上。9.DNA復制和轉錄過程中都需要解開DNA雙鏈，都需要解旋酶。（×）提示DNA復制過程需要解旋酶，但轉錄過程不需要解旋酶，因為RNA聚合酶具有解旋功能。10.一個mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。（√）11.一個DNA分子上的所有基因的模板鏈一定相同。（×）12.金霉素（一種抗生素）可抑制tRNA與mRNA的結合，該作用直接影響的過程是翻譯[2021廣東，T7改編]。深度思考1.RNA適合作為信使的原因是什么？提示RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質(zhì)中。2.起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，但為什么蛋白質(zhì)的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸？提示翻譯形成的多肽鏈往往需要進行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中可能會被剪切掉。3.根據(jù)mRNA中堿基的排列順序能否準確寫出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否確定mRNA中的堿基排列順序？提示前者可以，后者不能確定。因為一種密碼子只對應一種氨基酸（在一般情況下，終止密碼子沒有對應的氨基酸），但一種氨基酸可以有多種密碼子。4.實際基因表達過程中，DNA（基因）的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、多肽鏈的氨基酸數(shù)的數(shù)量關系不符合6：3：1的原因有哪些？提示（1）基因中的內(nèi)含子轉錄后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非編碼區(qū)）起調(diào)控作用，不轉錄。（3）合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。（4）轉錄出的mRNA中有終止密碼子，一般情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。研透高考明確方向命題點1遺傳信息、密碼子與反密碼子的分析與判斷1.遺傳信息的翻譯過程中需要密碼子與反密碼子的相互識別，從而完成氨基酸的正確連接。下列關于密碼子及反密碼子的敘述，錯誤的是（B）A.mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基稱為密碼子B.不同生物細胞中，遺傳信息翻譯時一種密碼子只能決定一種氨基酸C.反密碼子是tRNA上可以與mRNA上的密碼子互補配對的三個相鄰堿基D.一種氨基酸可有幾種密碼子，密碼子和反密碼子不一定都是對應的解析mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基稱為密碼子，A正確；在原核生物中，密碼子GUG可編碼甲硫氨酸，在真核生物中，該密碼子編碼纈氨酸，B錯誤；反密碼子是tRNA上能與mRNA上的密碼子配對的三個相鄰的堿基，C正確；一種氨基酸可有幾種密碼子，密碼子和反密碼子不一定都是對應的，如一般情況下，終止密碼子沒有反密碼子，D正確。2.[2023江蘇]翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤（I），與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是（D）A.tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補配對B.反密碼子為5'－CAU－3'的tRNA可轉運多種氨基酸C.mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNAD.堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性解析tRNA分子內(nèi)部存在局部雙鏈區(qū)，局部雙鏈區(qū)存在堿基互補配對，A錯誤；反密碼子5'－CAU－3'只能與密碼子3'－GUA－5'配對，相應tRNA只能攜帶一種氨基酸，B錯誤；mRNA中的終止密碼子沒有相應的tRNA與其結合，C錯誤；由題意可知，反密碼子第1位的I可與密碼子第3位的堿基A、U、C配對，提高了容錯率，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性，D正確。命題變式[設問拓展型]在題干條件不改變的情況下，下列敘述錯誤的是（C）A.反密碼子的種類可能少于61種B.密碼子與反密碼子的堿基配對發(fā)生在核糖體上C.蛋白質(zhì)的氨基酸序列由專一性的反密碼子決定D.多數(shù)情況下，密碼子中的堿基改變意味著基因中的遺傳信息發(fā)生了變化解析根據(jù)題意可知，反密碼子的第1位堿基I與密碼子的第3位堿基A、U、C皆可配對，則反密碼子的種類可能少于61種，A正確；密碼子與反密碼子的堿基配對發(fā)生在核糖體上，B正確；蛋白質(zhì)的氨基酸序列由mRNA上的密碼子決定，C錯誤；由于mRNA是由基因經(jīng)轉錄產(chǎn)生的，轉錄過程遵循嚴格的堿基互補配對原則，所以一般密碼子中的堿基改變意味著基因中的遺傳信息發(fā)生了變化，D正確。命題點2遺傳信息的轉錄和翻譯過程分析3.[2023全國乙]已知某種氨基酸（簡稱甲）是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古細菌）中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是，這些古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA（表示為tRNA甲）和酶E。酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲（表示為甲－tRNA甲），進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細胞器中必須轉入大腸桿菌細胞內(nèi)的是（A）①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥ B.①②⑤C.③④⑥ D.②④⑤解析據(jù)題意可知，若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，需要加入特殊的氨基酸——甲作為合成肽鏈的原料，加入tRNA甲的基因，該基因經(jīng)轉錄后可產(chǎn)生轉運甲的tRNA，還需要加入酶E的基因，酶E的基因經(jīng)表達后可產(chǎn)生酶E，酶E可催化甲與tRNA甲結合生成甲－tRNA甲，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成，故應加入②⑤⑥，A符合題意?！疽环昼娍旖狻繉τ贏TP、RNA聚合酶，大腸桿菌中也含有，翻譯過程可在大腸桿菌核糖體上進行，不需要加入古菌的核糖體，排除①③④，A符合題意。命題變式[題干拓展型]古細菌能合成含氨基酸甲的蛋白質(zhì)，其他細菌不能合成，下列相關說法錯誤的是（A）A.古細菌利用的氨基酸甲應該是21種氨基酸中的一種B.古細菌含有的能夠轉運甲的tRNA，其結構可能和其他tRNA不同C.tRNA甲的基因和酶E的基因應該是該古細菌所特有的D.古細菌合成含氨基酸甲的蛋白質(zhì)時遵循堿基互補配對原則解析由題意可知，某種氨基酸是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古細菌）中發(fā)現(xiàn)，因而可推測，古細菌利用的氨基酸甲應該不是組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸中的一種，A錯誤；古細菌含有特異的能夠轉運氨基酸甲的tRNA，因而可推測其結構可能和其他tRNA不同，B正確；古細菌能合成含氨基酸甲的蛋白質(zhì)，其他細菌不能合成，因而可推測，tRNA甲的基因和酶E的基因應該是該古細菌所特有的，C正確；由題干中“已知tRNA甲可以……肽鏈的合成”可知，古細菌合成蛋白質(zhì)時也遵循堿基互補配對原則，D正確。4.[2023湖南]細菌glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關鍵作用。細菌糖原合成的平衡受到CsrAB系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。CsrA蛋白可以結合glgmRNA分子，也可結合非編碼RNA分子CsrB，如圖所示。下列敘述錯誤的是（C）A.細菌glg基因轉錄時，RNA聚合酶識別和結合glg基因的啟動子并驅動轉錄B.細菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽鏈時，核糖體沿glgmRNA從5'端向3'端移動C.抑制CsrB基因的轉錄能促進細菌糖原合成D.CsrA蛋白都結合到CsrB上，有利于細菌糖原合成解析轉錄時，RN