《基因表达》高考眼中的重难点误区例析与点拨

曾小军

误区一、转录时需要解旋酶，翻译时一条mRNA可以与多个核糖体结合合成不同的肽链

图1 例1 （2013浙江卷）某生物基因表达过程如图1所示.下列叙述与该图相符的是（ ）.

A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开

B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对

C.mRNA翻译只能得到一条肽链

D.该过程发生在真核细胞中

解析 A项RNA聚合酶可以将原核生物DNA 双螺旋解开，A正确；B项DNA-RNA杂交区域中A应该与U配对，B错误；C项从图中可以看出mRNA翻译能得到多条肽链，C错误；D项转录和翻译的过程是同时进行的，只能发生在原核生物中D，错误.答案：A

误区分析与总结 （1）在遗传信息的转录过程中，没有解旋酶参与（RNA聚合酶兼有解旋），只有DNA复制过程中，解旋需要解旋酶（近2年的高考题和教师用书也充分说明这点）.（2）核糖体并不是单独工作的，而是由多个甚至几十个串连在一条 mRNA 分子上，称多聚核糖体.这样，一条 mRNA 就可以在几乎同一时间被多次利用，提高了效率，且一条mRNA的碱基顺序决定所有核糖体翻译出的肽链都是相同的.

误区二、密码子决定氨基酸， tRNA转运氨基酸，认为密码子种类、tRNA种类与氨基酸种类存在“1∶ 1关系”

例2 （2013新课标卷Ⅰ变式）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（ ）.

A.一种tRNA可以携带多种氨基酸

B.每种氨基酸仅有一种密码子编码

C.反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基

D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成

解析 tRNA的一端有三个碱基外露为反密码子（理论上61种），与mRNA上的有义密码子（61种）进行碱基互补配对，而氨基酸种类约20种，所以1种氨基酸可以有1种或几种密码子来编码，可以有1种或几种tRNA来转运，反过来1种tRNA可以携带1种氨基酸.DNA聚合酶是蛋白质，在核糖体上合成，通过核孔进入细胞核发挥作用.线粒体中不仅具有自己的DNA，而且还有核糖体，能够通过转录和翻译控制一部分蛋白质的合成，所以线粒体具有一定的独立性.答案：D

误区分析与总结 1种氨基酸可以有1种或几种密码子来编码（这种密码子的简并性能保证由于差错导致的密码子改变而不会改变氨基酸，从而保持生物性状的稳定性），可以有1种或几种tRNA来转运，但是，1种有义密码子只能编码1种氨基酸 ，1种tRNA只能转运1种氨基酸.不过需要的tRNA数量与氨基酸数量存在1∶ 1关系.

误区三、 翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6

例3 （2015 .名师一号双基练）已知AUG、GUG为起始密码，UAA、UGA、UAG为终止密码.假设编码某多肽分子的基因中一条链的碱基排列顺序为ACCACAGTC……AGGAACTTCGAT（其中“……”表示省略了214个碱基，并且不含有编码终止密码的序列），若以此链为模板转录，最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是（ ）.

A.74个 B.75个 C.77个 D.78个

解析 从题中基因的碱基序列中首先找到CAC，由此转录出的碱基即为GUG（起始密码）；再找到ACT，由此碱基则可转录出UGA（终止密码），所以该mRNA为7+214+7=228个碱基，最终形成的多肽分子中氨基酸的个数为（228-3）/3=75，肽键为75-1=74.答案： A

误区分析与总结 由于基因中存在不转录片段（如启动子、终止子等）以及转录出的mRNA中存在非翻译效应片段（如终止密码子、起始密码子前面的碱基序列、终止密码子后面的碱基序列归于调控序列），所以基因中碱基数多于mRNA碱基数的3倍，多于蛋白质中氨基酸数目的6倍（6∶ 3∶ 1的计算方法应注意前提条件）.同时在解答相关习题时注意“某mRNA的碱基个数、某mRNA中某段mRNA的碱基个数与密码子个数关系”的细微差别.

误区四、基因与性状之间就是“1∶ 1”线性关系

例4 （2014年江苏模拟）人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程.由图2中不能得出的结论是 （ ）.

图2

A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状

B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状

C.一个基因可以控制多种性状

D.一个性状可以由多个基因控制

解析 由图2可以看出，苯丙酮酸、多巴胺和黑色素物质的异常与酶的合成直接相关，而酶的合成是由基因控制的；基因1若发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多种基因的控制. 答案：A

误区分析与总结 基因是遗传物质的结构和功能单位，一般而言，一个基因决定一种性状.也就是说，基因与性状之间是“一对一”线性关系.实际上，基因与性状之间并不是简单的“一对一”关系，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间的相互作用，形成一个复杂的网络.自然界存在1个性状有多个基因决定，或1个基因可以影响多个性状.其实有些真核生物的初级转录产物由于剪接加工过程的不同（选择性剪切），使一个基因可以产生多种mRNA，编码多种蛋白质， 基因数与蛋白质种类也不是简单的“1∶ 1关系”.

误区五、表现型是由基因和外界环境共同决定

例5 人类秃发的遗传是由位于常染色体上的一对等位基因B和b控制的，BB表现正常，bb表现秃发，杂合子Bb在男性中表现秃发，而在女性中表现正常.现有一对正常夫妇生育了一个秃发儿子.下列表述正确的是（ ）.

A.人类秃发的遗传与性别相关联，属于伴性遗传

B.秃发儿子与其父亲的基因型相同

C.杂合子Bb在男女中表现型不同，可能与性激素有关

D.这对夫妇再生一个秃发儿子的概率为1/2

解析 本题考查的知识点是从性遗传，意在考查考生的知识迁移能力和运用能力.依题意可知，控制秃发的基因在常染色体上，不属于伴性遗传，故A项错误；这对夫妇的基因型为BB（♂）、Bb（♀）， 秃发儿子的基因型为Bb，故B项错误；杂合子Bb在男女中表现出不同的性状，可能与男女体内性激素的种类和含量有关，故C项正确；这对夫妇再生一个秃发儿子的概率为1/2×1/2=1/4.故D项错误.答案：C.

误区分析与总结 人类秃顶遗传的实例也可以说明对“表现型由基因型和环境因素共同决定”中“环境”之含义的理解：它不但指外界环境，还包括内环境.

误区六、基因表达过程形成2幅“念珠状”结构图混淆不清 图3

例6 （ 2014 海淀期末练习）图3为原核细胞中转录、翻译的示意图.据图判断，下列描述中正确的是（ ） .

A. 转录尚未结束，翻译即已开始

B. 由该 DNA模板产生了三条肽链

C. 原核细胞转录和翻译在时空上完全分开

D. 多个核糖体完成不同 mRNA的翻译

解析 用于没有核膜，原核细胞转录和翻译没有时空分开，边转录边翻译.同时一条 mRNA可以与多个核糖体结合翻译出很多相同肽链.该 DNA 模板产生了三条mRNA，分别与5个核糖体结合，分别翻译出5条相同肽链，答案：A.

误区分析与总结 2幅“念珠状”模型图的分析如图4、图5：

图4 图4表示1条mRNA分子中同时连接多个核糖体的现象，经多聚核糖体合成的多条肽链最终相同（每个珠子代表氨基酸）.因此，在单位时间内可以合成大量的多肽，提高了细胞翻译的速率（注意不是提高每个核糖体翻译的速率）

图5 图5表示一个基因同时转录多条mRNA分子，每条mRNA分子中同时连接多个核糖体的现象（每个珠子代表核糖体）），提高了表达的速率.转录、翻译方向的判断：mRNA和肽链长度进行判断.