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2024版新教材高考生物全程一轮总复习第六单元遗传的分子基础课堂互动探究案3基因指导蛋白质的合成及其与性状的关系课件
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这是一份2024版新教材高考生物全程一轮总复习第六单元遗传的分子基础课堂互动探究案3基因指导蛋白质的合成及其与性状的关系课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，课堂互动探究案，素能目标★考向导航，核糖核苷酸，UCG，细胞核，细胞质，氨基酸，密码子，核糖体等内容，欢迎下载使用。
知识点一 RNA的组成、结构与种类1．RNA的结构与功能
2．RNA与DNA的比较
知识点二 遗传信息的转录和翻译1．转录
2．翻译(1)场所或装配机器：________。
知识点三 中心法则及基因与性状的关系1．中心法则及基因控制性状的途径
控制酶的合成来控制代谢过程
2．基因的选择性表达与细胞分化(1)细胞分化的实质：________________。(2)表达的基因的类型①在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是___________________________，如ATP合成酶基因。②只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。(3)基因选择性表达的原因：与基因表达的________有关。
维持细胞基本生命活动所必需的
3．表观遗传(1)概念：生物体基因的________保持不变，但________和表型发生可遗传变化的现象。(2)实例：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了__________，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以______给后代，使后代出现同样的表型。
基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)(一)遗传信息的转录和翻译1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。(必修2 P65图4－3)( )2．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。(必修2 P65图4－4)( )3．tRNA分子中的部分碱基两两配对由氢键连接。(必修2 P67图4－6)( )4．tRNA分子中—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸的—NH2中的H结合。(必修2 P67图4－6)( )5．一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(必修2 P68图4－7)( )
(二)中心法则及基因与性状的关系1．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向DNA。(必修2 P69正文)( )2．HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流向示意图为：(必修2 P69图4－8)( )3．中心法则没有体现遗传信息的表达。(必修2 P69正文)( )4．豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(必修2 P71正文)( )
5．DNA甲基化抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。(必修2 P74正文)( )6．基因与性状是一一对应关系。(必修2 P74正文)( )7．两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。(必修2 P74正文)( )8．生物的性状是基因和环境共同作用的结果，基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。(必修2 P74正文)( )
二、连一连基因对性状控制的方式
三、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修2 P67表4－1拓展]起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
2．[必修2 P69图拓展]“一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链”，这些肽链相同吗？为什么？
提示：结合在一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同，因为作为模板的mRNA相同。
3．[必修2 P69图4－8拓展]根据中心法则图解，分析生物体内遗传信息的传递和表达过程，回答下列问题：中心法则图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)(1)可在正常人体细胞中发生的过程是_______。 (2)①和②过程，碱基配对方式完全相同吗？
提示：不完全相同，①过程是A—T，T—A，G—C，C—G；②过程是A—U，T—A，G—C，C—G。
(3)HIV在其宿主细胞中可发生上述什么过程？其宿主细胞主要是什么？进行蛋白质合成的场所是哪里？“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示：HIV可发生的过程是④①②③，其宿主细胞主要是辅助性T细胞，进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，“遗传信息流”的模板是由病毒自身提供的，原料是宿主细胞提供的。
考点一 遗传信息的转录和翻译任务1 DNA复制、转录和翻译的区别
A－U，T－A，C－G，G－C
任务2 完善遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子三者关系图
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养【科学思维】仔细观察下面两图，并回答下列问题：(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？
图示过程为转录和翻译；两图的区别在于图1所示的转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示的转录、翻译过程同时进行
图2；大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程
(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？
a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶
1.转录、翻译过程中的四个易错点(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)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子在正常情况下不决定氨基酸。
2．明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系(1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(2)除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种(3种终止密码子，62种决定氨基酸的密码子)。
3．基因表达中相关计算规律(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示： 可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(或基因)碱基数目。
4．关注计算中“最多”和“最少”问题(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍多。 (3)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
考向一 DNA与RNA基础综合考查1.[2023·山东青岛城阳模拟]下图分别为DNA、tRNA的结构示意图。下列叙述不正确的是( )A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子D．c处表示反密码子，可以与mRNA的碱基互补配对
解析：题图中⑤为氢键，⑥为磷酸二酯键，b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段时破坏的化学键分别是⑤氢键和脱氧核苷酸之间的⑥磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。
考向二 转录和翻译相关基础知识的综合判断2.[经典高考]某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是( )A.抑制该病毒RNA的转录过程B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程C．抑制该RNA病毒的逆转录过程D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
解析：RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主细胞的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的逆转录过程。
3．[经典高考]大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著的特异性。下图A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合下图B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子(AUG或GUG)可能是( )A．① B．② C．③ D．④
4．如图是基因指导蛋白质合成的某个过程示意图，据图分析下列说法错误的是( )A．合成多肽链的第二步是携带氨基酸的tRNA进入A位B．1为tRNA上的密码子，可与mRNA进行碱基互补配对C．合成多肽链的第三步主要是P位的氨基酸转移到A位的tRNA上D．2是由DNA转录而来的，2中不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸
解析：翻译时，合成多肽链的第二步是与mRNA上第二个密码子互补配对的tRNA携带氨基酸进入A位，A正确。密码子存在于mRNA上，tRNA上的为反密码子，B错误。合成多肽链的第三步是在相关酶的作用下，P位的氨基酸与A位的氨基酸经脱水缩合形成肽键而转移到A位的tRNA上，C正确。2表示mRNA，mRNA上不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸，D正确。
5．如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。下列相关叙述正确的是( )
A.转录过程中也需要搬运原料的工具B．该tRNA中不含氢键，由一条链构成C．该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸D．氨基酸与反密码子都是一一对应的
考向三 基因表达中的相关计算6.[2023·江西省赣州市会昌县七校高三联考]已知一段用15N 标记的双链DNA中，鸟嘌呤所占比例为20%。下列叙述正确的是( )A．该DNA的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2B．将该DNA置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA占1/8C．由该段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶一定占20%D．该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则该DNA至少含有3 000个碱基
7．如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是( )A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
解析：图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞或真核细胞的叶绿体、线粒体中，A错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D正确。
考点二 透析中心法则及基因与性状的关系任务1 利用图示(见图文智连)分类剖析中心法则(1)图示中1、8为_____过程；2、6、9为______过程；3、10为________过程；4、5为________过程；7为______过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为________病毒，如噬菌体；乙为________病毒，如烟草花叶病毒；丙为________病毒，如HIV。
任务2 识图(见图文智连)分析基因与性状的对应关系(1)由⑥、⑦、⑧号基因分别控制性状F、G、H可判定，大多数情况下______________________。(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50个不同基因有关，如图基因________控制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子；如图基因____影响性状________。
一个基因只决定一种性状
任务3 表观遗传与表型模拟的比较(1)相同点：表观遗传与表型模拟都是由________引起的性状改变，________都没有改变。(2)不同点：表观遗传是_____遗传的，表型模拟引起的性状改变是________遗传的。
任务4 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是
抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)
mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖
(3)为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？
双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高
1.三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析：①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA分子的复制或RNA分子的逆转录或翻译。(2)从原料分析：①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
2．特别提醒基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
考向一 中心法则的考查1.[经典高考]结合下图分析，下列叙述错误的是( )A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，表型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。
2．[海南卷]在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C.若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。
考向二 考查基因对性状的直接控制与间接控制3.2020发生的疫情，新冠病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。下图表示新冠病毒的增殖和表达。相关说法错误的是( )A．新冠病毒属于RNA病毒，体内含有逆转录酶B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C．病毒RNA可直接作为翻译的模板D．病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则
4．下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中能得出的结论是( )A．若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变B．这三种酶基因有可能位于一对同源染色体上C．这些细菌其精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的D．若酶1基因不表达，则酶2基因和酶3基因也不表达
解析：分析图解可知，若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变，A正确；细菌属于原核生物，其细胞中没有染色体，不存在等位基因，B、C错误；基因的表达是互不影响的，即酶1基因不表达，酶2基因和酶3基因也可能正常表达，D错误。
考向三 遗传信息传递过程的实验分析5．右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述不合理的是( )A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入RNA聚合酶C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D.若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入逆转录酶
解析：若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸，需要加入氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶。
考向四 结合表观遗传，考查生命观念的结构与功能观6.[2023·德州模拟]非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是( )A．肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态B．肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态C．肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态D．胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
解析：分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。
[长句应答必备]1．RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2．转录是以DNA的一条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料，主要发生在细胞核中。3．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4．密码子共64种，决定氨基酸的密码子有62种，反密码子位于tRNA上，也有62种。5．基因对性状的控制有两条途径，一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
[等级选考研考向]1．[2023·浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析：根据图中核糖体上肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，也就是说各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；翻译过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，B正确；图中5个核糖体不是同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译，是有先后顺序的，C错误；根据题干信息“多聚核糖体所……mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，会导致转录出来的mRNA变短，则相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数量会减少，D错误。
2．[2022·浙江6月]“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )A．催化该过程的酶为RNA聚合酶B．a链上任意3个碱基组成一个密码子C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析：图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，A错误；mRNA链上3个相邻核苷酸排列而成的能决定氨基酸种类的三联体才能称为一个密码子，B错误；DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
3．[2022·河北卷]关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( )A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
4．[2022·辽宁卷]视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5′甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是( )A．线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达B．高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则C．高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列D．糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析：线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确；线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；甲基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传，D正确。
5．[2022·湖南卷]大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
解析：一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
6．[2022·江苏卷]科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
(1)细胞核内RNA转录合成以____________为模板，需要__________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明________对大分子物质的转运具有选择性。(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内的_________合成，治疗高胆固醇血症。(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是________________________。(5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过_______________修饰加工后输送出细胞，可作为____诱导人体产生特异性免疫反应。(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有：________________________________________。
利于mRNA药物进入组织细胞
可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞
[国考真题研规律]7．[2020·全国卷Ⅲ]细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )A．一种反密码子可以识别不同的密码子B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端是由三个相邻的碱基构成的反密码子，反密码子与mRNA上的密码子结合，C错误；由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
知识点一 RNA的组成、结构与种类1．RNA的结构与功能
2．RNA与DNA的比较
知识点二 遗传信息的转录和翻译1．转录
2．翻译(1)场所或装配机器：________。
知识点三 中心法则及基因与性状的关系1．中心法则及基因控制性状的途径
控制酶的合成来控制代谢过程
2．基因的选择性表达与细胞分化(1)细胞分化的实质：________________。(2)表达的基因的类型①在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是___________________________，如ATP合成酶基因。②只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。(3)基因选择性表达的原因：与基因表达的________有关。
维持细胞基本生命活动所必需的
3．表观遗传(1)概念：生物体基因的________保持不变，但________和表型发生可遗传变化的现象。(2)实例：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了__________，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以______给后代，使后代出现同样的表型。
基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)(一)遗传信息的转录和翻译1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。(必修2 P65图4－3)( )2．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。(必修2 P65图4－4)( )3．tRNA分子中的部分碱基两两配对由氢键连接。(必修2 P67图4－6)( )4．tRNA分子中—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸的—NH2中的H结合。(必修2 P67图4－6)( )5．一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(必修2 P68图4－7)( )
(二)中心法则及基因与性状的关系1．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向DNA。(必修2 P69正文)( )2．HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流向示意图为：(必修2 P69图4－8)( )3．中心法则没有体现遗传信息的表达。(必修2 P69正文)( )4．豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(必修2 P71正文)( )
5．DNA甲基化抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。(必修2 P74正文)( )6．基因与性状是一一对应关系。(必修2 P74正文)( )7．两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。(必修2 P74正文)( )8．生物的性状是基因和环境共同作用的结果，基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。(必修2 P74正文)( )
二、连一连基因对性状控制的方式
三、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修2 P67表4－1拓展]起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
2．[必修2 P69图拓展]“一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链”，这些肽链相同吗？为什么？
提示：结合在一个mRNA上的多个核糖体合成的多条肽链相同，因为作为模板的mRNA相同。
3．[必修2 P69图4－8拓展]根据中心法则图解，分析生物体内遗传信息的传递和表达过程，回答下列问题：中心法则图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)(1)可在正常人体细胞中发生的过程是_______。 (2)①和②过程，碱基配对方式完全相同吗？
提示：不完全相同，①过程是A—T，T—A，G—C，C—G；②过程是A—U，T—A，G—C，C—G。
(3)HIV在其宿主细胞中可发生上述什么过程？其宿主细胞主要是什么？进行蛋白质合成的场所是哪里？“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示：HIV可发生的过程是④①②③，其宿主细胞主要是辅助性T细胞，进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，“遗传信息流”的模板是由病毒自身提供的，原料是宿主细胞提供的。
考点一 遗传信息的转录和翻译任务1 DNA复制、转录和翻译的区别
A－U，T－A，C－G，G－C
任务2 完善遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子三者关系图
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养【科学思维】仔细观察下面两图，并回答下列问题：(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？
图示过程为转录和翻译；两图的区别在于图1所示的转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示的转录、翻译过程同时进行
图2；大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程
(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？
a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶
1.转录、翻译过程中的四个易错点(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)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子在正常情况下不决定氨基酸。
2．明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系(1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(2)除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种(3种终止密码子，62种决定氨基酸的密码子)。
3．基因表达中相关计算规律(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示： 可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(或基因)碱基数目。
4．关注计算中“最多”和“最少”问题(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍多。 (3)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
考向一 DNA与RNA基础综合考查1.[2023·山东青岛城阳模拟]下图分别为DNA、tRNA的结构示意图。下列叙述不正确的是( )A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子D．c处表示反密码子，可以与mRNA的碱基互补配对
解析：题图中⑤为氢键，⑥为磷酸二酯键，b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段时破坏的化学键分别是⑤氢键和脱氧核苷酸之间的⑥磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。
考向二 转录和翻译相关基础知识的综合判断2.[经典高考]某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是( )A.抑制该病毒RNA的转录过程B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程C．抑制该RNA病毒的逆转录过程D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
解析：RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主细胞的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的逆转录过程。
3．[经典高考]大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著的特异性。下图A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合下图B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子(AUG或GUG)可能是( )A．① B．② C．③ D．④
4．如图是基因指导蛋白质合成的某个过程示意图，据图分析下列说法错误的是( )A．合成多肽链的第二步是携带氨基酸的tRNA进入A位B．1为tRNA上的密码子，可与mRNA进行碱基互补配对C．合成多肽链的第三步主要是P位的氨基酸转移到A位的tRNA上D．2是由DNA转录而来的，2中不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸
解析：翻译时，合成多肽链的第二步是与mRNA上第二个密码子互补配对的tRNA携带氨基酸进入A位，A正确。密码子存在于mRNA上，tRNA上的为反密码子，B错误。合成多肽链的第三步是在相关酶的作用下，P位的氨基酸与A位的氨基酸经脱水缩合形成肽键而转移到A位的tRNA上，C正确。2表示mRNA，mRNA上不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸，D正确。
5．如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。下列相关叙述正确的是( )
A.转录过程中也需要搬运原料的工具B．该tRNA中不含氢键，由一条链构成C．该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸D．氨基酸与反密码子都是一一对应的
考向三 基因表达中的相关计算6.[2023·江西省赣州市会昌县七校高三联考]已知一段用15N 标记的双链DNA中，鸟嘌呤所占比例为20%。下列叙述正确的是( )A．该DNA的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2B．将该DNA置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA占1/8C．由该段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶一定占20%D．该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则该DNA至少含有3 000个碱基
7．如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是( )A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
解析：图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞或真核细胞的叶绿体、线粒体中，A错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D正确。
考点二 透析中心法则及基因与性状的关系任务1 利用图示(见图文智连)分类剖析中心法则(1)图示中1、8为_____过程；2、6、9为______过程；3、10为________过程；4、5为________过程；7为______过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为________病毒，如噬菌体；乙为________病毒，如烟草花叶病毒；丙为________病毒，如HIV。
任务2 识图(见图文智连)分析基因与性状的对应关系(1)由⑥、⑦、⑧号基因分别控制性状F、G、H可判定，大多数情况下______________________。(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50个不同基因有关，如图基因________控制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子；如图基因____影响性状________。
一个基因只决定一种性状
任务3 表观遗传与表型模拟的比较(1)相同点：表观遗传与表型模拟都是由________引起的性状改变，________都没有改变。(2)不同点：表观遗传是_____遗传的，表型模拟引起的性状改变是________遗传的。
任务4 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是
抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)
mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖
(3)为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？
双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高
1.三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析：①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA分子的复制或RNA分子的逆转录或翻译。(2)从原料分析：①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
2．特别提醒基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
考向一 中心法则的考查1.[经典高考]结合下图分析，下列叙述错误的是( )A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，表型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。
2．[海南卷]在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C.若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。
考向二 考查基因对性状的直接控制与间接控制3.2020发生的疫情，新冠病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。下图表示新冠病毒的增殖和表达。相关说法错误的是( )A．新冠病毒属于RNA病毒，体内含有逆转录酶B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C．病毒RNA可直接作为翻译的模板D．病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则
4．下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中能得出的结论是( )A．若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变B．这三种酶基因有可能位于一对同源染色体上C．这些细菌其精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的D．若酶1基因不表达，则酶2基因和酶3基因也不表达
解析：分析图解可知，若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变，A正确；细菌属于原核生物，其细胞中没有染色体，不存在等位基因，B、C错误；基因的表达是互不影响的，即酶1基因不表达，酶2基因和酶3基因也可能正常表达，D错误。
考向三 遗传信息传递过程的实验分析5．右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述不合理的是( )A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入RNA聚合酶C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D.若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入逆转录酶
解析：若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸，需要加入氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶。
考向四 结合表观遗传，考查生命观念的结构与功能观6.[2023·德州模拟]非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是( )A．肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态B．肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态C．肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态D．胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
解析：分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。
[长句应答必备]1．RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2．转录是以DNA的一条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料，主要发生在细胞核中。3．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4．密码子共64种，决定氨基酸的密码子有62种，反密码子位于tRNA上，也有62种。5．基因对性状的控制有两条途径，一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
[等级选考研考向]1．[2023·浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析：根据图中核糖体上肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，也就是说各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；翻译过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，B正确；图中5个核糖体不是同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译，是有先后顺序的，C错误；根据题干信息“多聚核糖体所……mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，会导致转录出来的mRNA变短，则相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数量会减少，D错误。
2．[2022·浙江6月]“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )A．催化该过程的酶为RNA聚合酶B．a链上任意3个碱基组成一个密码子C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析：图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，A错误；mRNA链上3个相邻核苷酸排列而成的能决定氨基酸种类的三联体才能称为一个密码子，B错误；DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
3．[2022·河北卷]关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( )A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
4．[2022·辽宁卷]视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5′甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是( )A．线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达B．高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则C．高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列D．糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析：线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确；线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；甲基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传，D正确。
5．[2022·湖南卷]大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
解析：一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
6．[2022·江苏卷]科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
(1)细胞核内RNA转录合成以____________为模板，需要__________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明________对大分子物质的转运具有选择性。(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内的_________合成，治疗高胆固醇血症。(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是________________________。(5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过_______________修饰加工后输送出细胞，可作为____诱导人体产生特异性免疫反应。(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有：________________________________________。
利于mRNA药物进入组织细胞
可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞
[国考真题研规律]7．[2020·全国卷Ⅲ]细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )A．一种反密码子可以识别不同的密码子B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端是由三个相邻的碱基构成的反密码子，反密码子与mRNA上的密码子结合，C错误；由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
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