基因表达是遗传信息从DNA流向蛋白质的过程,包括转录和翻译两个阶段。转录以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶催化下合成mRNA,主要场所为细胞核(真核),需ATP供能;翻译以mRNA为模板,在核糖体上由tRNA携带氨基酸合成多肽链,需GTP供能。【示例】真核细胞中,一个含有$300$个碱基对的基因转录出的mRNA经加工后,其编码区长度通常小于$300$个碱基,翻译出的蛋白质约含$100$个氨基酸。适用:所有活细胞中基因指导蛋白质合成的过程;不适用:RNA病毒(如HIV)的逆转录过程不属于典型基因表达。
原因分析:
混淆了原核与真核生物在基因表达时空上的差异,原核生物无核膜,转录和翻译可同时进行
正确做法:
真核生物转录在细胞核,翻译在细胞质核糖体;原核生物转录和翻译均在细胞质,且可同时进行
错误做法:
认为转录和翻译都在细胞核内完成
原因分析:
忽略了RNA分子中不含T(胸腺嘧啶),RNA碱基配对为A-U、G-C
正确做法:
tRNA反密码子与mRNA密码子配对时,A与U配对,C与G配对,不存在T
错误做法:
误以为tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时使用A-T配对
上海高考(秋考)常以中心法则为背景,将基因表达与RNA结构、蛋白质合成综合命题,选择题约2分,填空题约3分。命题逻辑在于:通过设置原核与真核生物转录翻译的时空差异、酶的种类、能量来源等细节,考查学生对基本流程的精准记忆与迁移能力。趋势上,近年更注重结合具体基因(如胰岛素基因)的表达过程,要求考生在情境中识别模板链、编码链及加工后的mRNA序列。