高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成导学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成导学案，共23页。

[学生用书P55]
一、遗传信息的转录
1．RNA的组成及分类
(1)基本单位：核糖核苷酸。
(2)结构：一般是单链且比DNA短。
(3)mRNA、tRNA、rRNA的比较
2.转录
(1)概念
(2)过程(以转录成mRNA为例说明)
二、遗传信息的翻译
1．概念
2．密码子和反密码子
(1)属于密码子的是②(填序号)，位于[④]mRNA(填名称)上，其实质是决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2)属于反密码子的是①(填序号)，位于[③]tRNA(填名称)上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
(3)密码子有64种，在真核生物中，正常情况下反密码子有61种。
3．过程
三、中心法则
eq \a\vs4\al(1.)提出者：克里克。
eq \a\vs4\al(2.)内容
(1)DNA的复制：遗传信息从DNA流向DNA。
(2)转录：遗传信息从DNA流向RNA。
(3)翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质。
eq \a\vs4\al(3.)发展及补充
eq \a\vs4\al(4.)完善后的中心法则，用图解表示为
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的表达产物。
(3)ATP为信息的流动提供能量，即生命是物质、能量和信息的统一体。
(1)转录的产物只是mRNA。(×)
(2)转录是以DNA的完整的一条链为模板合成RNA的过程。(×)
(3)密码子共64种，决定氨基酸的密码子有62种。(√)
(4)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。(×)
(5)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。(√)
(6)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。(×)
知识点一 遗传信息的转录和翻译过程[学生用书P56]
1．遗传信息的转录和翻译的比较
2.关于转录、翻译过程中的“两点提醒”
(1)转录的产物：不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)转录和翻译的场所
①真核细胞eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(细胞核：DNA复制、转录,细胞质\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(核糖体：翻译,\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(叶绿体,线粒体))\a\vs4\al(DNA复制、,转录、翻译)))))
②原核细胞：细胞质(DNA复制、转录、翻译)。
③病毒：寄主细胞内(遗传物质的复制、转录、翻译)。
发展素养
1．简述RNA的功能。(生命观念)
提示：
2．根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中碱基的排列顺序？(科学思维)
提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸(在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸)，但一种氨基酸可以有多种密码子。
1．下列关于下图的叙述，正确的是( )
A．该图表示DNA的复制过程
B．图中的乙和丁为同种物质
C．图中的丙一定是mRNA，转录的方向为5′→3′
D．图中的甲具有解旋的作用
解析：选D。该图表示转录过程，A错误；图中的乙为胞嘧啶脱氧核苷酸，丁为胞嘧啶核糖核苷酸，二者为不同物质，B错误；RNA包括mRNA、rRNA、tRNA，图中的丙为转录的产物RNA，但不一定是mRNA，C错误；图中的甲为RNA聚合酶，具有解旋的作用，D正确。
2．(2020·江苏盐城期末)下图表示细胞内进行的某种生理过程。下列有关叙述正确的是( )
A．赖氨酸对应的密码子是UUU
B．图中过程表示翻译
C．该过程需要RNA聚合酶
D．图中只有两种RNA
解析：选B。密码子是mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基，故赖氨酸对应的密码子是AAA，A错误；图中过程表示翻译，B正确；RNA聚合酶参与转录过程，该过程表示翻译，不需要RNA聚合酶，C错误；图中有三种RNA，它们分别是翻译的模板mRNA、运载氨基酸的工具tRNA、组成核糖体的成分rRNA，D错误。
知识点二 基因表达过程中的数量关系[学生用书P ]
1．遗传信息、密码子、反密码子的比较
双功能密码子：UGA、GUG
(1)在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。
(2)在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
2．转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1，即
以上关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA中的3个碱基，基因中的6个碱基，其原因如下：
(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
(2)转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍还多。
基因表达计算中的三个“看清楚”
(1)看清楚DNA上的碱基单位，是“对”数还是“个”数。
(2)看清楚是mRNA上是“密码子”的个数，还是“碱基”个数。
(3)看清楚是合成蛋白质所需的“氨基酸”的个数，还是“种类数”。
发展素养
1．组成蛋白质的21种氨基酸应对应62种密码子，这表明密码子具有“简并性”，这一现象对生物体的生命活动有何意义？(科学思维)
提示：(1)增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。(2)保证翻译速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子编码同一种氨基酸，可以保证翻译的速度。
2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的肽链，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段肽链需要的tRNA个数及转录此mRNA的DNA中碱基个数至少依次为多少？
提示：依次为36、12、72。
1．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
A.TGU B．UGA
C．ACU D．UCU
解析：选C。由表格信息无法直接确定转录的模板链，由DNA双链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上，可判断苏氨酸的密码子可能为ACU或UGU。
2．(2020·福建福州期中)一段原核生物的mRNA上有60个碱基，其中U和G有32个，转录出该mRNA的一段DNA中的C和A的个数以及翻译合成一条多肽链时最多脱去的水分子数分别是( )
A．60，19 B．60，20
C．32，19 D．28，20
解析：选A。按照碱基互补配对原则，转录出该mRNA的DNA单链(模板链)上含有60个碱基，其中A和C有32个，进而可知该单链上T和G有28个。与模板链互补的另一条DNA单链上也含有60个碱基，其中A和C有28个，T和G有32个。所以，该DNA中C和A的个数为32＋28＝60(个)。由于mRNA上的每3个相邻碱基决定1个氨基酸，以该mRNA为模板，最多能合成含20个氨基酸的多肽链。利用20个氨基酸合成一条多肽链脱去的水分子数为20－1＝19。
知识点三 中心法则[学生用书P58]
1．不同生物中心法则的体现
2.解决中心法则问题的技巧
(1)从模板分析
①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。
②如果模板是RNA，生理过程可能是翻译、RNA复制或RNA逆转录。
(2)从原料分析
①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA。
②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA。
③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。
(3)从生物种类分析
①如果是细胞生物，能进行DNA复制、转录和翻译过程。
②如果是RNA病毒，分两种情况：
a．RNA自我复制和翻译。
b．RNA逆转录、DNA复制、转录和翻译。
发展素养
1．请写出胰岛B细胞的遗传信息传递与表达的途径。(生命观念)
提示：DNAeq \(――→,\s\up7(转录))mRNAeq \(――→,\s\up7(翻译))蛋白质。
2．艾滋病病毒侵染细胞时，是否只将RNA注入细胞，蛋白质留在细胞外？(科学思维)
提示：不是。整个艾滋病病毒进入了细胞内，包括病毒内含有的逆转录酶。
1．(2020·河北张家口高一月考)下图是四种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是( )
A．甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
B．乙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
C．丙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D．丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
解析：选A。胰岛细胞属于高度分化的细胞，不能进行DNA复制，A错误；DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA，在宿主细胞内繁殖时既可以通过DNA分子的复制实现增殖，也可以通过转录和翻译过程实现遗传信息的表达，B正确；RNA病毒中的逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时，不能发生RNA的自我复制，首先RNA逆转录形成DNA，通过DNA将遗传信息传递给蛋白质，C正确；某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)既可以实现RNA自我复制，也可以翻译形成蛋白质，D正确。
2．下图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述，不正确的是( )
eq \x(X\(――→,\s\up12(酶、原料),\s\d12(能量))Y)
A．图中的“能量”直接来源于ATP水解
B．若X、Y均表示DNA，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶
C．若X是RNA，则Y只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸
D．若X是DNA，Y是RNA，则此过程要以X为模板，酶是RNA聚合酶
解析：选C。ATP是生命活动的直接能源物质，图中的“能量”直接来源于ATP水解，A正确；若X、Y均表示DNA，该过程为DNA的复制过程，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶，B正确；若X是RNA，则Y可能是蛋白质、RNA或DNA，该过程可能为翻译、RNA的复制或逆转录过程，C错误；若X是DNA，Y是RNA，则此过程是转录过程，要以DNA为模板，酶是RNA聚合酶，D正确。
[随堂检测][学生用书P59]
1．下列有关RNA分类、分布及结构的叙述，错误的是( )
A．RNA并不全是单链结构
B．tRNA相对分子质量比mRNA和rRNA小
C．细胞质中没有mRNA
D．rRNA可与蛋白质结合
解析：选C。RNA主要包括tRNA、mRNA、rRNA三种，其中tRNA有部分是双链的，A正确；tRNA呈三叶草形，其相对分子质量较小，B正确；mRNA在细胞质的核糖体上参与翻译，所以细胞质中有mRNA，C错误，rRNA与蛋白质结合形成核糖体，D正确。
2．下图为某果蝇染色体上相关基因转录的过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．由图可知一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上
B．图示过程与mRNA翻译的过程碱基互补配对现象一致
C．图中mRNA可直接与核糖体结合边转录边翻译以提高效率
D．果蝇细胞质中一个核糖体上可结合多个mRNA以提高效率
解析：选A。由题图可知，一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上，A项正确；图示过程与mRNA翻译的过程相比，存在T与A配对，B项错误；图中mRNA转录完成后通过核孔进入细胞质，才能与核糖体结合，C项错误；果蝇细胞质中一个mRNA上可结合多个核糖体以提高效率，D项错误。
3．(2020·湖北仙桃期末)下图表示真核细胞的翻译过程，下列有关叙述错误的是( )
A．核糖体由rRNA和蛋白质组成
B．异亮氨酸的密码子是UAG
C．翻译时，核糖体沿着②向右移动
D．一个mRNA分子可结合多个核糖体
解析：选B。核糖体由rRNA和蛋白质组成，A正确；分析题图可知，异亮氨酸的反密码子是UAG，故密码子是AUC，B错误；翻译时核糖体沿着②(mRNA)向右移动，C正确；一个mRNA分子可结合多个核糖体同时进行翻译，这样可以提高翻译的效率，D正确。
4．(2020·嘉峪关高一检测)一条多肽链中有500个氨基酸，则作为合成该多肽链的mRNA分子和用来转录mRNA的DNA分子至少有碱基多少个( )
A．1 500个和1 500个 B．500个和1 000个
C．1 000个和2 000个 D．1 500个和3 000个
解析：选D。DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1；mRNA上每3个相邻碱基编码1个氨基酸，称为密码子。该条多肽链中有500个氨基酸，因此作为模板的mRNA中至少含有3×500＝1 500(个)碱基，用来转录mRNA的DNA分子具有两条链，因此至少含有2×1 500＝3 000(个)碱基。
5．下图所示为某生物细胞内正在进行的生理过程，下列有关叙述错误的是( )
A．图中方框内含有六种核苷酸
B．①→④和④→②过程中碱基互补配对情况不完全相同
C．③沿着④移动方向为从b到a
D．该过程发生在真核细胞的细胞核中
解析：选D。图中①表示DNA，④表示mRNA，并且方框中含有A、C、G三种碱基，因此DNA链中含有三种脱氧核苷酸(A、C、G)，RNA链中含有三种核糖核苷酸(U、G、C)，即一共有六种核苷酸，A正确；①→④表示转录过程，④→②表示翻译过程，两个过程中碱基互补配对情况不完全相同，B正确；从b到a的方向肽链逐渐延长，因此③核糖体沿着④mRNA的移动方向为从b到a，C正确；根据图示可知，转录和翻译同时进行，而真核细胞的细胞核中的基因是先在细胞核中转录后再在细胞质中翻译，故图示过程不可能发生在真核细胞的细胞核中，D错误。
6．中心法则提出了生物遗传信息的传递与表达的过程(如下图所示)。下列与图相关的叙述不正确的是( )
A．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c
B．某些RNA病毒遗传信息的表达过程为d→b→c
C．真核细胞中，a、b两过程发生的主要场所相同
D．d过程与模板链上碱基配对的碱基有A、U、C、G
解析：选D。过程c表示翻译，需要tRNA转运氨基酸，核糖体作为翻译的场所，A正确；d表示逆转录，b、c分别表示转录和翻译，逆转录病毒遗传信息的表达过程为d→b→c，B正确；真核细胞中，a、b两过程发生的主要场所相同，主要是在细胞核中进行，C正确；d过程是以RNA为模板合成DNA的过程，与模板链上RNA配对的碱基有A、T、C、G，D错误。
7．当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNA—DNA杂交体，这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。下图为某原核细胞遗传信息的传递和表达过程的示意图。请回答下列问题：
(1)酶A的作用是________(填字母)。
A．催化两个游离的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键
B．将游离的脱氧核苷酸连接到新合成的DNA子链上
C．将两条脱氧核苷酸链之间的氢键破坏
(2)酶C是________，与酶A相比，它能使DNA分子中的________断裂。酶C催化过程的产物与过程①的产物在化学组成上的区别是_________________
_______________________________________________________________。
(3)R环结构的形成往往与DNA分子中某种碱基对的数量有关，推测该片段可能含有较多的________碱基对，使mRNA不易脱离模板链。
解析：过程①为DNA复制，酶A是DNA聚合酶，其作用是将游离的脱氧核苷酸连接到新合成的DNA子链上，形成子代DNA分子。由图可知，酶C催化转录过程，表示RNA聚合酶。与酶A(DNA聚合酶)相比，酶C(RNA聚合酶)能催化DNA分子中的氢键断裂。酶C催化过程的产物是RNA，过程①的产物为DNA，RNA与DNA在化学组成上的区别是前者含核糖和尿嘧啶，后者含脱氧核糖和胸腺嘧啶。A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键，C—G含量越高，稳定性越强。
答案：(1)B (2)RNA聚合酶 氢键 前者含核糖和尿嘧啶，后者含脱氧核糖和胸腺嘧啶 (3)G—C
[课时作业][学生用书P129(单独成册)]
【A级 合格性考试】
1．下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是( )
A．在细胞内存在的主要部位相同
B．构成的五碳糖不同
C．核苷酸之间的连接方式不同
D．构成的碱基相同
解析：选B。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；构成DNA的五碳糖是脱氧核糖，构成RNA的五碳糖是核糖；DNA和RNA的核苷酸的连接方式相同，都是靠磷酸二酯键连接；构成DNA和RNA的碱基不完全相同。
2．(2020·山西太原高一月考)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是( )
A．tRNA、rRNA和mRNA都从一条DNA链转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．真核细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的单链RNA不存在碱基互补配对区
解析：选B。真核细胞的RNA均是通过DNA转录产生的，但不一定都从一条DNA链转录而来，A错误；不同的RNA由不同的基因转录而来，所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞中的RNA合成过程主要发生在细胞核中，此外细胞质中的线粒体和叶绿体中也可能发生，C错误；转录出的tRNA存在碱基互补配对区，D错误。
3．下列细胞能在细胞核中发生转录的是( )
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞 ②精原细胞 ③高度分化不再分裂的神经细胞 ④人体内成熟的红细胞 ⑤胰岛B细胞 ⑥次级卵母细胞
A．②③⑤ B．①③④⑥
C．①②③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
解析：选A。有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有细胞核，并且由于中期染色体高度螺旋，不能发生转录过程，①不符合题意；精原细胞在有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期时，其细胞核中能够发生转录过程，②符合题意；高度分化不再分裂的神经细胞具有合成蛋白质的能力，因此其细胞核中DNA能发生转录过程，③符合题意；人体内成熟的红细胞没有细胞核，④不符合题意；高度分化不再分裂的胰岛B细胞具有合成蛋白质(胰岛素)的能力，因此其细胞核中DNA能发生转录过程，⑤符合题意；次级卵母细胞中不存在成形的细胞核，并且此时染色体高度螺旋不进行转录过程，⑥不符合题意。故选A。
4．下图是真核生物细胞核中某物质的合成过程图，据图判断下列叙述正确的是( )
A．图示过程为转录
B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．图中的②只能是mRNA
解析：选A。分析题图可知，根据产物为单链可判断此过程为转录。图中②代表RNA，是以4种核糖核苷酸为原料合成的。图中③是RNA聚合酶。转录的产物包括mRNA、tRNA、rRNA 3种。
5．下图是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．此过程有水生成，主要发生在细胞核中
B．①上面所有的碱基都可以和③上相应的碱基配对
C．①上通常可以相继结合多个②
D．④形成后即进入高尔基体加工，然后分泌出细胞
解析：选C。图示为翻译过程，发生在核糖体中。正常情况下，mRNA上的终止密码子没有反密码子对应。一个mRNA上可以同时结合多个核糖体，能明显提高翻译速率。多肽链的第一加工场所是内质网，然后进入高尔基体内再加工。
6．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则相应DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2
解析：选D。DNA模板链的碱基与mRNA的碱基互补，mRNA中G＋C＝n，则A＋U＝m－n，所以相应DNA中A＋T＝2(m－n)；RNA中有m个碱基，对应的氨基酸数最多为m/3，形成的蛋白质有两条肽链，所以合成蛋白质时最多脱去的水分子数是(m/3)－2。
7．mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及转运的氨基酸发生的变化是( )
A．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变
B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变
C．tRNA一定改变，氨基酸一定改变
D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变
解析：选A。tRNA一端相邻的3个碱基构成反密码子，能与密码子互补配对，因此密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA一定改变；密码子具有简并性，其上一个碱基发生替换后，它决定的氨基酸不一定会发生改变。故A正确。
8．下列关于密码子的叙述，正确的是( )
A．密码子是mRNA中三个相邻的碱基
B．密码子都能决定相应的氨基酸
C．起始密码子能够启动翻译过程
D．一种氨基酸只有一种密码子
解析：选C。密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，A错误；正常情况下，终止密码子只能起到终止翻译的作用，不能决定相应的氨基酸，B错误；起始密码子既能启动翻译过程又能决定相应的氨基酸，C正确；一种氨基酸可能有多种密码子，D错误。
9．下列有关遗传信息流动的叙述，错误的是( )
A．克里克提出遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以由DNA流向RNA，进而流向蛋白质
B．DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物
C．在遗传信息流动过程中，需要ATP提供能量
D．遗传信息从RNA流向RNA、从RNA流向DNA只发生在某些病毒体内
解析：选D。遗传信息从RNA流向RNA、从RNA流向DNA发生在被某些病毒感染的细胞内，D错误。
10．(2020·温州高一期末)下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述正确的是( )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
解析：选D。分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A项错误。烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误。④逆转录过程需要逆转录酶的参与，C项错误。
11．(2020·天津高一检测)下图为蛋白质的合成过程示意图，请据图回答下列有关问题：
(1)图1中发生在细胞核中的过程是_________________________________。
(2)图1中基因表达的最后一阶段是在[ ]________上完成的，这一过程中还需要mRNA、[④]氨基酸、________、________和________。
(3)图1中③称为________，在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质是________。
(4)图2为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是____________。
A．X在MN上的移动方向是从左到右，所用原料是氨基酸
B．多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链
C．该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同
D．合成MN的场所是细胞核，而X一定附着在内质网上
解析：(1)图1中发生在细胞核中的过程是转录。(2)基因表达的最后阶段是在核糖体上完成的，这一过程称为翻译，翻译需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)③为mRNA上相邻的3个碱基，属于密码子。由于tRNA一端存在反密码子，另一端携带相应的氨基酸，所以tRNA是将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质。(4)图2表明，多聚核糖体是以mRNA为模板，以21种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的，根据多肽链的长短可以判断，X在MN上是从左向右移动的；由题图可看出，同时有多条多肽链合成，这能够加快蛋白质的合成速率；由于T1、T2、T3的模板相同，都是MN，因此其上的氨基酸顺序也相同；mRNA的合成场所是细胞核，而核糖体既可附着在内质网上，也可游离在细胞质中。
答案：(1)转录 (2)⑤ 核糖体 酶 tRNA ATP
(3)密码子 tRNA (4)D
【B级 等级性考试】
12．在某反应体系中，用固定系列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表所示。
请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是( )
A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA
B．实验一和实验二的密码子可能是UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUU
C．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
解析：选D。反应体系中应加入细胞提取液，目的是提供转录所需的RNA聚合酶、转录的场所核糖体及能量，如果细胞提取液中含有DNA，该DNA会转录和翻译，从而干扰实验，因此，需要除去细胞提取液中的DNA和mRNA，A正确。实验一的mRNA形成多肽的氨基酸的种类有三种(如果没有重叠，则翻译形成的多肽只有一种氨基酸)，说明在该mRNA上的密码子有重叠的现象，因此该mRNA的密码子有UUC、UCU、CUU三种；实验二mRNA中密码子无论重叠还是不重叠都会有四种密码子，即UUA、UAC、ACU、CUU，B正确。实验二的mRNA有四种密码子，而决定的氨基酸总共只有三种，这说明决定其中一种氨基酸的密码子有两种，C正确。实验一和实验二形成的多肽中都有亮氨酸，二组实验中相同的密码子为CUU，因此，推测CUU是亮氨酸的密码子，D错误。
13．下图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述不正确的是( )
A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料
B．甲细胞没有核膜围成的细胞核，所以转录、翻译同时发生在同一空间内
C．乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质
D．甲、乙细胞均需要RNA聚合酶
解析：选A。从题图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，A错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，B正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的mRNA必须通过核孔才能进入细胞质，C正确；甲、乙细胞内均存在转录过程，均需要RNA聚合酶，D正确。
14．下图为tRNA的结构示意图，下列叙述正确的是( )
A．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子
B．每种tRNA在a处只可以携带一种氨基酸
C．图中b处两链中间的化学键表示磷酸二酯键
D．c处表示密码子，可以与mRNA碱基互补配对
解析：选B。tRNA是由多个核糖核苷酸连接成三叶草形的短链分子，A错误；tRNA具有专一性，每种tRNA在a处只可以携带一种氨基酸，B正确；图中b处两链中间的化学键表示氢键，C错误；c处表示反密码子，其可以与mRNA上的密码子碱基互补配对，D错误。
15．流感病毒是一种单股负链RNA(－RNA)病毒，其在宿主细胞内增殖的过程如下图所示。以下相关叙述正确的是( )
A．图中－RNA和＋RNA中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B．过程①②③中能发生碱基配对的是过程①③
C．图中过程消耗的ATP来自流感病毒的细胞呼吸
D．含32P标记的－RNA通过图示过程组装出来的子代病毒不含32P
解析：选D。图中－RNA和＋RNA均为单链，其上的嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数，A错误；①③为RNA在细胞内的复制过程，②为翻译过程，①②③三个过程均遵循碱基互补配对原则，B错误；病毒不具有细胞结构，只由DNA或RNA和蛋白质构成，病毒自己本身是不可以进行细胞呼吸的，只有寄生在活细胞中才能生存，其消耗的ATP来自宿主细胞，C错误；以含32P标记的－RNA为模板，合成子代病毒的RNA的过程中，用的是宿主细胞不含32P的原料，通过图示过程组装出来的子代病毒不含32P，D正确。
16．(2020·辽宁鞍山期中)下图甲、乙、丙分别表示真核生物细胞内三种物质的合成过程，请回答下列问题：
(1)图甲表示________过程，图乙中的酶2为________。
(2)图乙中的产物是以4种游离的____________为原料，依次连接形成的。图丙中能特异性识别mRNA上密码子的结构③是________，密码子是指________________________________。氨基酸②的密码子是________。
(3)图丙中，如果⑤中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则可得出与⑤合成有关的DNA分子中胞嘧啶占________。
解析：(1)图甲是以DNA的两条单链分别为模板，合成DNA的过程，所以图甲表示DNA的复制；图乙是转录，酶2为RNA聚合酶。(2)图乙中的产物是RNA，RNA是以4种游离的核糖核苷酸为原料，依次连接形成的。图丙中能特异性识别mRNA上密码子的结构是③tRNA的反密码子，携带氨基酸②的反密码子是UUU，与密码子是碱基互补配对的关系，故密码子是AAA。(3)⑤是mRNA，其中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，即U＋A＝42%，根据碱基互补配对原则，转录该mRNA的DNA中A＋T占42%且A＝T，则A＝T＝21%，C＋G＝58%，则C＝G＝29%。
答案：(1)DNA复制 RNA聚合酶
(2)核糖核苷酸 tRNA(转运RNA) mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基 AAA
(3)29%
课标要求
核心素养
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
1.生命观念：根据结构和功能观，理解RNA的结构与功能。
2.科学思维：(1)通过分析与综合，进行转录、翻译过程中的有关计算；
(2)通过分类与比较，明确中心法则各生理过程的异同。
项目
mRNA
tRNA
rRNA
结构
分布
常与核糖体结合
细胞质中
与蛋白质结合形成核糖体
功能
翻译时作模板
翻译时作搬运氨基酸的工具
参与核糖体的组成
联系
①组成相同：都含有4种核糖核苷酸；
②来源相同：都由转录产生；
③功能协同：都与翻译有关
内容
信息流动
举例
RNA自我复制
遗传信息从RNA流向RNA
少数生物(如烟草花叶病毒)
RNA逆转录
遗传信息从RNA流向DNA
少数生物(如HIV)
项目
转录
翻译
场所
主要在细胞核中
核糖体
模板
DNA的一条链
mRNA
原料
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
条件
酶(RNA聚合酶等)、ATP
酶、ATP、tRNA
产物
一条单链RNA
多肽链
特点
边解旋边转录
一个mRNA上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
碱基配对
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
遗传信
息传递
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
意义
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
项目
遗传信息
密码子
反密码子
作用
控制生物的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
图解
DNA双链
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
DNA病毒
T2噬菌体
RNA病毒
不含逆转录酶
烟草花叶病毒
含逆转录酶
艾滋病病毒
细胞生物
动物、植物、真菌、细菌等
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。
4.密码子共有64种。
5.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子只对应一种氨基酸。
6.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。
7.生物遗传信息流动可表示为：
逆转录和RNA复制只发生在某些RNA病毒中。
实验序号
重复的mRNA序列
生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一
(UUC)n，即UUCUUC……
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
(UUAC)n，即UUACUUAC……
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸