知識清單16 基因的表達（3大考點+3個易錯點）高考生物一輪復習知識清單

知識清單16基因的表達內(nèi)容概覽知識導圖：感知全局，了解知識要點考點清單：3大考點總結(jié)，梳理必背知識、歸納重點易混易錯：3個錯混點梳理，高效查漏補缺真題賞析：感知真題、知識鏈接、知己知彼考點1遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：在細胞核中，以DNA雙鏈中的一條鏈為模板，以四種核糖核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄。(1)RNA的結(jié)構與功能(2)轉(zhuǎn)錄的場所：真核生物的轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核內(nèi)，原核生物的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細胞質(zhì)內(nèi)。(3)轉(zhuǎn)錄過程(4)結(jié)果：通過轉(zhuǎn)錄，DNA攜帶的遺傳信息傳遞到mRNA上，mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)，指導蛋白質(zhì)的合成。這樣，遺傳信息便由細胞核傳遞到細胞質(zhì)。轉(zhuǎn)錄形成的RNA并非只有mRNA，還有tRNA和rRNA。tRNA攜帶氨基酸，參與合成多肽(含量相對穩(wěn)定)；rRNA是核糖體的結(jié)構成分(含量相對穩(wěn)定)。注意說明：不同的細胞由于基因的選擇性表達，mRNA的種類和數(shù)量是不同的，但tRNA、rRNA的種類沒有差異。教材拾遺：傳信息的轉(zhuǎn)錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程不需要解旋酶考點2遺傳信息的翻譯1．遺傳信息的翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫作翻譯。(1)場所：核糖體。(2)條件：模板mRNA、氨基酸、ATP、酶、tRNA(3)過程：①mRNA進入細胞質(zhì)與核糖體結(jié)合后，攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。②攜帶另一個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。③甲硫氨酸通過與位點2上的氨基酸形成肽鍵而轉(zhuǎn)移到占據(jù)位點2的tRNA上。④核糖體讀取下一個密碼子，原占據(jù)位點1的tRNA離開核糖體，核糖體移動，使占據(jù)位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。⑤就這樣，隨著核糖體的移動，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止。2．中心法則(1)提出者：1957年，英國生物學家克里克提出中心法則。(2)內(nèi)容：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。如下圖：(3)中心法則的發(fā)展：隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則做出了補充：少數(shù)生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及RNA流向DNA(新的中心法則圖解如下)。知識小結(jié)：遺傳信息傳遞過程中都遵循堿基互補配對原則，真核生物中能進行堿基互補配對的場所有4個，即細胞核、葉綠體線粒體、核糖體。考點3考點3基因表達與性狀的關系1．基因控制性狀的途徑(1)基因?qū)π誀畹拈g接控制：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。如豌豆種子的形狀和人的白化癥狀。(2)基因?qū)π誀畹闹苯涌刂疲夯蛲ㄟ^控制蛋白質(zhì)的結(jié)構直接控制生物體的性狀。如鐮刀型細胞貧血癥和囊性纖維病。2．基因的選擇性表達與細胞分化(1)細胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達。(2)表達的基因的類型①在所有細胞中都能表達的基因，指導合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。②只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。(3)基因選擇性表達的原因：與基因表達的調(diào)控有關。3．表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。(1)實例：柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。(2)特點①可遺傳：基因表達和表型可以遺傳給后代。②不變性：基因的堿基序列保持不變。③可逆性：DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化。④受環(huán)境影響4．表觀遺傳的分子機制：(1)DNA的甲基化注意說明：①表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律；②表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因；③表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過程，進而影響蛋白質(zhì)的合成。(2)構成染色體的組蛋白的乙?；揎?3)RNA干擾5．中心法則與基因表達的關系易錯點1DNA與RNA的判斷方法(1)若某核酸分子中有脫氧核糖，一定為DNA；有核糖一定為RNA。(2)若含“T”，一定為DNA或其單位；若含“U”，一定為RNA或其單位。因而用放射性同位素標記“T”或“U”可探知DNA或RNA．若細胞中大量利用“T”，可認為進行DNA的復制；若大量利用“U”，可認為進行RNA_的合成。(3)若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，則為單鏈DNA，因雙鏈DNA分子中A=T、G=C、嘌呤（A+G）=嘧啶（T+C）。(4)若發(fā)現(xiàn)嘌呤≠嘧啶，則肯定不是雙鏈DNA（可能為單鏈DNA，也可能為RNA）。易錯點2遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較(1)遺傳信息：遺傳信息通常是指DNA分子中基因上的脫氧核苷酸(堿基)的排列順序；(2)密碼子：是指mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基，也稱三聯(lián)體密碼子；密碼子共有64種密碼子，編碼21種氨基酸，一種氨基酸可以由多種密碼子編碼。密碼子的特點：不間斷性，不重疊性，簡并性，通用性(3)反密碼子：與mRNA中的密碼子互補配對的tRNA一端的3個堿基稱為反密碼子。易錯點3真核細胞和原核細胞基因表達的區(qū)別細胞區(qū)別真核細胞真核細胞的基因是先轉(zhuǎn)錄后翻譯的，轉(zhuǎn)錄的主要場所是細胞核，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)，翻譯的場所是細胞質(zhì)中的核糖體。原核細胞邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。原核細胞沒有核膜，mRNA一經(jīng)形成就會有許多核糖體結(jié)合上來，所以會出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進行的現(xiàn)象。1．(2024·北京·高考真題)摩爾根和他的學生們繪出了第一幅基因位置圖譜，示意圖如圖，相關敘述正確的是(

)果蠅X染色體上一些基因的示意圖A．所示基因控制的性狀均表現(xiàn)為伴性遺傳B．所示基因在Y染色體上都有對應的基因C．所示基因在遺傳時均不遵循孟德爾定律D．四個與眼色表型相關基因互為等位基因[答案]A．[解析]A、圖為X染色體上一些基因的示意圖，性染色體上基因控制的性狀總是與性別相關聯(lián)，圖所示基因控制的性狀均表現(xiàn)為伴性遺傳，A正確；B、X染色體和Y染色體存在非同源區(qū)段，所以Y染色體上不一定含有與所示基因?qū)幕?，B錯誤；C、在性染色體上的基因(位于細胞核內(nèi))仍然遵循孟德爾遺傳規(guī)律，因此，圖所示基因在遺傳時遵循孟德爾分離定律，C錯誤；D、等位基因是指位于一對同源染色體相同位置上，控制同一性狀不同表現(xiàn)類型的基因，圖中四個與眼色表型相關基因位于同一條染色體上，其基因不是等位基因，D錯誤。故選A。知識鏈接：基因在染色體上呈線性排列，果蠅的短硬毛和棒眼基因位于同一條染色體上。2．(2024·河北·高考真題)下列關于DNA復制和轉(zhuǎn)錄的敘述，正確的是(

)A．DNA復制時，脫氧核苷酸通過氫鍵連接成子鏈B．復制時，解旋酶使DNA雙鏈由5′端向3′端解旋C．復制和轉(zhuǎn)錄時，在能量的驅(qū)動下解旋酶將DNA雙鏈解開D．DNA復制合成的子鏈和轉(zhuǎn)錄合成的RNA延伸方向均為由5′端向3′端[答案]D．[解析]A、DNA復制時，脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成子鏈，A錯誤；B、復制時，解旋酶使得DNA雙鏈從復制起點開始，以雙向進行的方式解旋，這并不是從5′端到3′端的單向解旋，B錯誤；C、轉(zhuǎn)錄時不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C錯誤；D、DNA復制合成的子鏈和轉(zhuǎn)錄合成的RNA延伸方向均為由5′端向3′端，D正確；故選D。知識鏈接：DNA分子復制的方式是半保留復制，且合成兩條子鏈的方向是相反的；DNA在復制過程中，邊解旋邊進行半保留復制。由圖可知，DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開，且需要消耗ATP。3．(2024·安徽·高考真題)真核生物細胞中主要有3類RNA聚合酶，它們在細胞內(nèi)定位和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物見下表。此外，在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯誤的是(

)種類細胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶I核仁5.8SrENA、18SrFN4、28SrRNARNA聚合酶II核質(zhì)mRNARNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA注：各類RNA均為核糖體的組成成分A．線粒體和葉綠體中都有DNA，兩者的基因轉(zhuǎn)錄時使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結(jié)合，可影響基因表達C．RNA聚合酶I和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA，兩種酶識別的啟動子序列相同D．編碼RNA聚合酶I的基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細胞質(zhì)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁[答案]C．[解析]A、線粒體和葉綠體中都有DNA，二者均是半自助細胞器，其基因轉(zhuǎn)錄時使用各自的RNA聚合酶，A正確；B、基因的DNA發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結(jié)合，從而影響基因的轉(zhuǎn)錄，可影響基因表達，B正確；C、由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA，但種類不同，說明兩種酶識別的啟動子序列不同，C錯誤；D、RNA聚合酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，編碼RNA聚合酶I在核仁中，該基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細胞質(zhì)(核糖體)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁發(fā)揮作用，D正確。故選C。知識鏈接：RNA聚合酶的作用是識別并結(jié)合特定的DNA序列，啟動基因的轉(zhuǎn)錄。4．(2024·湖北·高考真題)編碼某蛋白質(zhì)的基因有兩條鏈，一條是模板鏈(指導mRNA合成)，其互補鏈是編碼鏈。若編碼鏈的一段序列為5＇—ATG—3＇，則該序列所對應的反密碼子是(

)A．5＇—CAU—3＇B．5＇—UAC—3＇ C．5＇—TAC—3＇ D．5＇—AUG—3＇[答案]A．[解析]若編碼鏈的一段序列為5＇—ATG—3＇，則模板鏈的一段序列為3＇—TAC—5＇，則mRNA堿基序列為5＇—AUG—3＇，該序列所對應的反密碼子是5＇—CAU—3＇，A正確，BCD錯誤。故選A。知識鏈接：DNA中進行mRNA合成模板的鏈為模板鏈，與模板鏈配對的為編碼鏈，因此mRNA上的密碼子與DNA編碼鏈的堿基序列相近，只是不含T，用U代替。5．(2024·河北·高考真題)細胞內(nèi)不具備運輸功能的物質(zhì)或結(jié)構是(

)A．結(jié)合水 B．囊泡 C．細胞骨架 D．tRNA[答案]A．[解析]A、結(jié)合水是細胞結(jié)構的重要成分，不具備運輸功能，A正確；B、囊泡可運輸分泌蛋白等，B錯誤；C、細胞骨架與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關，C錯誤；D、tRNA可運輸氨基酸，D錯誤。故選A。知識鏈接：細胞中的水以自由水和結(jié)合水的形式存在，結(jié)合水是細胞結(jié)構的主要組成成分，自由水是細胞內(nèi)良好的溶劑，是許多化學反應的介質(zhì)，還參與細胞內(nèi)的化學反應和物質(zhì)運輸。細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構，維持著細胞的形態(tài)，錨定并支撐著許多細胞器，與細胞運動、分裂、分化以及物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動密切相關。囊泡與分泌蛋白的分泌相關；tRNA在翻譯過程中運輸氨基酸。6．(2024·浙江·高考真題)某種蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因組。雌性工蜂幼蟲主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王漿，也能發(fā)育成為蜂王。利用分子生物學技術降低DNA甲基化酶的表達后，即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼蟲也會發(fā)育成蜂王。下列推測正確的是(

)A．花蜜花粉可降低幼蟲發(fā)育過程中DNA的甲基化B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂C．蜂王漿可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度D．DNA的低甲基化是蜂王發(fā)育的重要條件[答案]D．[解析]A、降低DNA甲基化酶的表達后，即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼蟲也會發(fā)育成蜂王，說明甲基化不利于其發(fā)育成蜂王，而工蜂幼蟲主要食物是花蜜和花粉，不會發(fā)育成蜂王，因此花蜜花粉可增強幼蟲發(fā)育過程中DNA的甲基化，A錯誤；B、甲基化不利于其發(fā)育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B錯誤；C、蜂王漿可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其發(fā)育成蜂王，C錯誤；D、甲基化不利于發(fā)育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王發(fā)育的重要條件，D正確。故選D。知識鏈接：DNA甲基化為DNA化學修飾的一種形式，能夠在不改變DNA序列的前提下，改變遺傳表現(xiàn)。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構、DNA構象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達。7．(2024·甘肅·高考真題)自然群體中太陽鸚鵡的眼色為棕色，現(xiàn)于飼養(yǎng)群體中獲得了甲和乙兩個紅眼純系。為了確定眼色變異的遺傳方式，某課題組選取甲和乙品系的太陽鸚鵡做正反交實驗，F(xiàn)1雌雄個體間相互交配，F(xiàn)2的表型及比值如下表?；卮鹣铝袉栴}(要求基因符號依次使用A/a，B/b)表型正交反交棕眼雄6/163/16紅眼雄2/165/16?棕眼雌3/163/16紅眼雌5/165/16(1)太陽鸚鵡的眼色至少由兩對基因控制，判斷的依據(jù)為；其中一對基因位于z染色體上，判斷依據(jù)為。(2)正交的父本基因型為，F(xiàn)1基因型及表型為。(3)反交的母本基因型為，F(xiàn)1基因型及表型為。(4)下圖為太陽鸚鵡眼色素合成的可能途徑，寫出控制酶合成的基因和色素的顏色。[答案](1)6:2:3:5(3:5:3:5)是9:3:3:1的變式正