《基因表達》高考眼中的重難點誤區例析與點撥

曾小軍

誤區一、轉錄時需要解旋酶，翻譯時一條mRNA可以與多個核糖體結合合成不同的肽鏈

圖1 例1 （2013浙江卷）某生物基因表達過程如圖1所示.下列敘述與該圖相符的是（ ）.

A.在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開

B.DNA-RNA雜交區域中A應與T配對

C.mRNA翻譯只能得到一條肽鏈

D.該過程發生在真核細胞中

解析 A項RNA聚合酶可以將原核生物DNA 雙螺旋解開，A正確；B項DNA-RNA雜交區域中A應該與U配對，B錯誤；C項從圖中可以看出mRNA翻譯能得到多條肽鏈，C錯誤；D項轉錄和翻譯的過程是同時進行的，只能發生在原核生物中D，錯誤.答案：A

誤區分析與總結 （1）在遺傳信息的轉錄過程中，沒有解旋酶參與（RNA聚合酶兼有解旋），只有DNA復制過程中，解旋需要解旋酶（近2年的高考題和教師用書也充分說明這點）.（2）核糖體并不是單獨工作的，而是由多個甚至幾十個串連在一條 mRNA 分子上，稱多聚核糖體.這樣，一條 mRNA 就可以在幾乎同一時間被多次利用，提高了效率，且一條mRNA的堿基順序決定所有核糖體翻譯出的肽鏈都是相同的.

誤區二、密碼子決定氨基酸， tRNA轉運氨基酸，認為密碼子種類、tRNA種類與氨基酸種類存在“1∶ 1關系”

例2 （2013新課標卷Ⅰ變式）關于蛋白質生物合成的敘述，正確的是（ ）.

A.一種tRNA可以攜帶多種氨基酸

B.每種氨基酸僅有一種密碼子編碼

C.反密碼子是位于mRNA上相鄰的三個堿基

D.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質的合成

解析 tRNA的一端有三個堿基外露為反密碼子（理論上61種），與mRNA上的有義密碼子（61種）進行堿基互補配對，而氨基酸種類約20種，所以1種氨基酸可以有1種或幾種密碼子來編碼，可以有1種或幾種tRNA來轉運，反過來1種tRNA可以攜帶1種氨基酸.DNA聚合酶是蛋白質，在核糖體上合成，通過核孔進入細胞核發揮作用.線粒體中不僅具有自己的DNA，而且還有核糖體，能夠通過轉錄和翻譯控制一部分蛋白質的合成，所以線粒體具有一定的獨立性.答案：D

誤區分析與總結 1種氨基酸可以有1種或幾種密碼子來編碼（這種密碼子的簡并性能保證由于差錯導致的密碼子改變而不會改變氨基酸，從而保持生物性狀的穩定性），可以有1種或幾種tRNA來轉運，但是，1種有義密碼子只能編碼1種氨基酸 ，1種tRNA只能轉運1種氨基酸.不過需要的tRNA數量與氨基酸數量存在1∶ 1關系.

誤區三、 翻譯過程中，mRNA中每3個相鄰堿基決定1個氨基酸，所以經翻譯合成的蛋白質分子中氨基酸數目是mRNA中堿基數目的1/3，是雙鏈DNA堿基數目的1/6

例3 （2015 .名師一號雙基練）已知AUG、GUG為起始密碼，UAA、UGA、UAG為終止密碼.假設編碼某多肽分子的基因中一條鏈的堿基排列順序為ACCACAGTC……AGGAACTTCGAT（其中“……”表示省略了214個堿基，并且不含有編碼終止密碼的序列），若以此鏈為模板轉錄，最終形成的多肽分子中肽鍵的數目最多是（ ）.

A.74個 B.75個 C.77個 D.78個

解析 從題中基因的堿基序列中首先找到CAC，由此轉錄出的堿基即為GUG（起始密碼）；再找到ACT，由此堿基則可轉錄出UGA（終止密碼），所以該mRNA為7+214+7=228個堿基，最終形成的多肽分子中氨基酸的個數為（228-3）/3=75，肽鍵為75-1=74.答案： A

誤區分析與總結 由于基因中存在不轉錄片段（如啟動子、終止子等）以及轉錄出的mRNA中存在非翻譯效應片段（如終止密碼子、起始密碼子前面的堿基序列、終止密碼子后面的堿基序列歸于調控序列），所以基因中堿基數多于mRNA堿基數的3倍，多于蛋白質中氨基酸數目的6倍（6∶ 3∶ 1的計算方法應注意前提條件）.同時在解答相關習題時注意“某mRNA的堿基個數、某mRNA中某段mRNA的堿基個數與密碼子個數關系”的細微差別.

誤區四、基因與性狀之間就是“1∶ 1”線性關系

例4 （2014年江蘇模擬）人類白化病和苯丙酮尿癥是由于代謝異常引起的疾病，下圖表示在人體代謝中產生這兩類疾病的過程.由圖2中不能得出的結論是 （ ）.

圖2

A.基因可以通過控制蛋白質的結構來控制生物的性狀

B.基因可以通過控制酶的合成來控制生物的性狀

C.一個基因可以控制多種性狀

D.一個性狀可以由多個基因控制

解析 由圖2可以看出，苯丙酮酸、多巴胺和黑色素物質的異常與酶的合成直接相關，而酶的合成是由基因控制的；基因1若發生變化，則多巴胺和黑色素的合成都受影響；多巴胺和黑色素的合成也都受多種基因的控制. 答案：A

誤區分析與總結 基因是遺傳物質的結構和功能單位，一般而言，一個基因決定一種性狀.也就是說，基因與性狀之間是“一對一”線性關系.實際上，基因與性狀之間并不是簡單的“一對一”關系，基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間的相互作用，形成一個復雜的網絡.自然界存在1個性狀有多個基因決定，或1個基因可以影響多個性狀.其實有些真核生物的初級轉錄產物由于剪接加工過程的不同（選擇性剪切），使一個基因可以產生多種mRNA，編碼多種蛋白質， 基因數與蛋白質種類也不是簡單的“1∶ 1關系”.

誤區五、表現型是由基因和外界環境共同決定

例5 人類禿發的遺傳是由位于常染色體上的一對等位基因B和b控制的，BB表現正常，bb表現禿發，雜合子Bb在男性中表現禿發，而在女性中表現正常.現有一對正常夫婦生育了一個禿發兒子.下列表述正確的是（ ）.

A.人類禿發的遺傳與性別相關聯，屬于伴性遺傳

B.禿發兒子與其父親的基因型相同

C.雜合子Bb在男女中表現型不同，可能與性激素有關

D.這對夫婦再生一個禿發兒子的概率為1/2

解析 本題考查的知識點是從性遺傳，意在考查考生的知識遷移能力和運用能力.依題意可知，控制禿發的基因在常染色體上，不屬于伴性遺傳，故A項錯誤；這對夫婦的基因型為BB（♂）、Bb（♀）， 禿發兒子的基因型為Bb，故B項錯誤；雜合子Bb在男女中表現出不同的性狀，可能與男女體內性激素的種類和含量有關，故C項正確；這對夫婦再生一個禿發兒子的概率為1/2×1/2=1/4.故D項錯誤.答案：C.

誤區分析與總結 人類禿頂遺傳的實例也可以說明對“表現型由基因型和環境因素共同決定”中“環境”之含義的理解：它不但指外界環境，還包括內環境.

誤區六、基因表達過程形成2幅“念珠狀”結構圖混淆不清 圖3

例6 （ 2014 海淀期末練習）圖3為原核細胞中轉錄、翻譯的示意圖.據圖判斷，下列描述中正確的是（ ） .

A. 轉錄尚未結束，翻譯即已開始

B. 由該 DNA模板產生了三條肽鏈

C. 原核細胞轉錄和翻譯在時空上完全分開

D. 多個核糖體完成不同 mRNA的翻譯

解析 用于沒有核膜，原核細胞轉錄和翻譯沒有時空分開，邊轉錄邊翻譯.同時一條 mRNA可以與多個核糖體結合翻譯出很多相同肽鏈.該 DNA 模板產生了三條mRNA，分別與5個核糖體結合，分別翻譯出5條相同肽鏈，答案：A.

誤區分析與總結 2幅“念珠狀”模型圖的分析如圖4、圖5：

圖4 圖4表示1條mRNA分子中同時連接多個核糖體的現象，經多聚核糖體合成的多條肽鏈最終相同（每個珠子代表氨基酸）.因此，在單位時間內可以合成大量的多肽，提高了細胞翻譯的速率（注意不是提高每個核糖體翻譯的速率）

圖5 圖5表示一個基因同時轉錄多條mRNA分子，每條mRNA分子中同時連接多個核糖體的現象（每個珠子代表核糖體）），提高了表達的速率.轉錄、翻譯方向的判斷：mRNA和肽鏈長度進行判斷.